Рассеянный склероз (РС) является одной из наиболее значимых проблем неврологии, так как поражает людей молодого возраста, ведущих активную трудовую деятельность и социальную жизнь. Это — неуклонно прогрессирующее, инвалидизирующее заболевание, значительно снижающее качество жизни [1].

РС является мультифакториальным заболеванием, которое развивается при наличии генетической предрасположенности и воздействии на организм внешних факторов, в первую очередь инфекционных агентов и географических особенностей зоны проживания.

Среди других факторов, повышающих риск развития РС, следует выделить хронический психоэмоциональный стресс, хронический тонзиллит, преобладание в диете мяса, в первую очередь копченого, животных жиров, молочных продуктов, сладостей, дефицит растительных жиров [2], контакт с домашними и сельскохозяйственными животными и птицами, проживание в районах с неблагоприятной экологической обстановкой [3], дефицит витамина D [4]. Также установлено, что вероятность возникновения РС выше у второго и последующих детей в семье, при позднем возрасте родителей, высокой массе тела при рождении, контакте с органическими растворителями, бензином и продуктами его переработки, ядохимикатами, курении, однако подобные ассоциации выявлены не во всех исследованиях [5].

Не вызывает сомнения и роль гормонального статуса в развитии Р.С. Это подтверждается не только преобладанием женщин среди больных РС, но и различиями в клинической картине, типах течения, ответе на проводимую терапию в зависимости от пола [6].

Среди факторов внешней среды, возможно, влияющих на заболеваемость РС, особого внимания заслуживают гелиогеофизические факторы. Уже более 100 лет назад было замечено влияние температуры окружающей среды на клинические проявления РС. В 1890 г. описан феномен Утхоффа: резкое ухудшение состояния больных РС под воздействием высоких температур за счет кратковременного появления новых симптомов или усиления уже существующих. С тех пор значительно расширились представления об этиопатогенезе РС, появились более специфичные диагностические исследования. Но и сейчас анализ связи различных физических факторов с дебютом и обострениями этого заболевания представляет большой интерес.

Проблема воздействия солнечной активности (СА) на биосферу интересует ученых давно. Исследование различных биологических и медицинских показателей и географии их распределения выявило наличие синхронных вариаций в разных регионах земного шара и в мировом масштабе. А.Л. Чижевским обнаружены синхронные изменения в возникновении эпидемий, а также ритмические изменения общей смертности населения земного шара за период от V века до первой четверти ХХ века. В качестве биотропных факторов первоначально рассматривались волновое (электромагнитное) излучение Солнца и космические лучи. Открытие в 60-х годах солнечного ветра и магнитосферы Земли привело вскоре к появлению новых представлений о факторах СА, связанных с корпускулярным излучением Солнца, которые могут оказывать влияние на электромагнитные свойства среды обитания биологических объектов. Таким образом, к числу прежде рассматривавшихся экологически активных факторов прибавились корпускулярное излучение Солнца (солнечный ветер) и целый комплекс явлений, генерируемых этим фактором в межпланетном и околоземном пространстве [7].

Были проведены исследования, выявившие связь различных гелиогеофизических и метеорологических факторов с заболеваемостью и смертностью от сердечно-сосудистой патологии [8, 9], острых нарушений мозгового кровообращения [10], опухолей [11], также было доказано влияние этих факторов на репродуктивное здоровье [12], течение психических заболеваний [13] и частоту суицидов [14, 15].

Подобные исследования проводились также в отношении РС, но они крайне немногочисленны.

Гелиофизика (от греч. helios — Солнце) — раздел астрофизики, изучающий проблемы физики Солнца. Существуют два вида передачи энергии от Солнца к Земле — электромагнитное и корпускулярное излучение. Электромагнитное излучение включает видимый свет, ультрафиолетовое (УФИ), радио-, рентгеновское излучение и др. К корпускулярному излучению относятся солнечный ветер и солнечные космические лучи [16].

СА проявляется регулярным возникновением в атмосфере Солнца характерных образований: солнечных пятен, факелов в фотосфере, флоккулов и вспышек в хромосфере, протуберанцев в короне. Области, где в совокупности наблюдаются эти явления, называются центрами СА [17]. Для оценки СА существует более 30 индексов, однако наиболее часто используются следующие: числа Вольфа (W), площадь пятен (S), вспышки, поток солнечного радиоизлучения (Fλ, SFU) [18].

В середине XVIII века астрономы-любители Г. Швабе и Р. Вольф впервые установили факт изменения числа солнечных пятен со временем, причем средний период этого изменения составил 11,1 года [10]. Подобные циклические изменения со средним периодом 11,1 года называют 11-летним циклом СА Швабе—Вольфа (рис. 1). Циклам присваивается номер по цюрихской нумерации. Цикл с номером 1 начался в 1749 г. Циклу, который развертывается в настоящее время, присвоен номер 23 [19].

Кроме 11-летнего существуют и другие циклы СА: 22-летний цикл Хейла, вековой цикл Гляйсберга, двухвековой цикл Зюсса, или цикл де Врие. Радиоуглеродный анализ указывает также на существование циклов с периодом около 2400 лет (цикл Холлстатта) и более [21].

Влияние гелиофизических факторов на возникновение и течение Р.С. Среди отечественных ученых о связи РС с цикличными изменениями СА впервые упомянул Л.Г. Заславский [22, 23]. В результате проведенных им исследований было установлено, что в годы повышенной СА рождалось больше будущих больных РС.

В 2012 г. C. Menni и соавт. [24] было проведено исследование, целью которого являлась оценка влияния сезонности (т.е. краткосрочных изменений УФИ) и циклов СА (долгосрочные изменения УФИ) на продолжительность жизни больных РС четырех различных популяций (итальянцы, датчане, американцы белой и негроидной расы) с учетом месяца рождения.

В популяции белых американцев была обнаружена статистически значимая связь СА в годы рождения и продолжительности жизни: рожденные в годы максимальной СА имели значимо меньшую продолжительность жизни (–0,64 года, p≤0,0001) по сравнению с рожденными в годы минимальной С.А. После стратификации по полу были получены аналогичные результаты как для мужчин (–0,5 года, p=0,0184), так и для женщин (–0,71 года, p=0,0006). Значимых различий в популяциях американцев негроидной расы и датчан выявлено не было. Авторы предполагают, что, возможно, это связано с меньшими размерами выборок. В итальянской популяции данную связь не оценивали, так как большинство больных были живы.

Хотя результаты исследования нельзя экстраполировать на все изученные популяции, статистически значимые результаты, полученные в популяции белых американцев, заслуживают внимания. Таким образом, авторы полагают, что связь сезонности и СА в годы рождения с заболеваемостью РС и продолжительностью жизни больных позволяет предположить существование какого-то фактора окружающей среды, воздействующего на организм во внутриутробном периоде [24].

Неожиданное возможное объяснение градиента распространенности РС предложил W. Bains [25]. В результате проведенного им исследования была высказана гипотеза о том, что прямое повреждение зрительного нерва окологоризонтным солнечным светом может быть причиной повышения частоты РС в зонах высоких широт.

Геофизика — комплекс наук, исследующих физическими методами строение Земли, ее физические свойства и процессы, происходящие в ее оболочках [17]. К геофизическим факторам относятся размер и масса Земли, скорость вращения вокруг оси, внутренние источники тепла, свойства поверхности планеты, которые определяют ее взаимодействие с атмосферой и др.

«Космическая погода» — это совокупность условий в космосе, которые оказывают воздействие на Землю, при этом потоки ионизированных частиц солнечного ветра воздействуют на геомагнитное поле Земли, изменяя его [26]. Данные изменения называются геомагнитными возмущениями. Существуют периодические изменения геомагнитного поля, и большинство из них связано с различными циклами СА, особенно с 11-летним циклом, другие же связаны скорее с вращением Земли [27].

Наряду с географическими координатами, определяемыми по отношению к географическим полюсам Земли, существуют геомагнитные координаты, определяемые с учетом магнитного диполя (рис. 2). Данный факт очень важен, так как степень изменения магнитного поля в каждой области связана именно с ее геомагнитными координатами [20].

Активность Солнца вызывает всплески магнитной активности на Земле. Для описания вариаций геомагнитного поля Земли, вызванных нерегулярными причинами, используются индексы геомагнитной активности. Существует более 20 различных индексов, характеризующих подобные вариации [28]. Наиболее часто используются следующие индексы геомагнитной активности:

Кр — квазилогарифмический планетарный среднесуточный индекс геомагнитной активности. Диапазон составляет от 0 до 9. При этом Кр≤2 соответствует спокойному магнитному полю, Кр=2—3 — слабовозмущенному, Кр=4 — возмущенному, Кр=5—6 — магнитной буре и Кр≥7 — большой магнитной буре [10].

Ар — планетарный среднесуточный индекс геомагнитной активности. Определяется в единицах магнитного поля (нТл) и представляет собой среднее значение вариации магнитного поля, соответствующее данному Кр-индексу. Ар-индекс является линейным. При этом Ар≤7 соответствует спокойному магнитному полю, Ар=7—15 — слабовозмущенному, Ар=27 — возмущенному, Ар=48—80 — магнитной буре и Ар≥140 — большой магнитной буре [10].

Dst — основная характеристика геомагнитной бури и кольцевого тока (КТ). Описывает интенсивность геомагнитной бури. Умеренные бури характеризуются Dst от —50 до —100 нТл, сильные — от —100 до —200 нТл и экстремальные — ниже –200 нТл [10].

Влияние геофизических факторов на возникновение и течение РС. S. Sajedi и F. Abdollahi [20] провели исследование, целью которого было изучение связи геомагнитных возмущений с риском возникновения Р.С. Были изучены данные заболеваемости и распространенности РС в 111 регионах 24 стран. Авторы проанализировали связь распространенности РС с географической и геомагнитной широтами, а также угловым расстоянием до 60° географической широты и угловым расстоянием до 60° геомагнитной широты. Широта 60° была выбрана не случайно. СА и межпланетное магнитное поле вызывают геомагнитные возмущения посредством двух различных, но взаимосвязанных феноменов: магнитосферные суббури и геомагнитные бури. Магнитосферные суббури возникают часто и воздействуют на высокие широты обоих полушарий, что соответствует области, имеющей форму кольца и называемой авроральным овалом (рис. 3) [30]. Авроральный овал расположен между ~63° и ~75° геомагнитной широты обоих полушарий при спокойной геомагнитной ситуации. Экваториальная граница аврорального овала смещается до ~60° и ~58° геомагнитной широты при нестабильной геомагнитной обстановке, т. е. значениях индекса Кр 3 и 4 соответственно [31]. А так как в каждом солнечном цикле большинство дней, сопровождающихся геомагнитным возмущением, характеризуется индексом Кр=3 (рис. 4) именно в областях севернее ~60° геомагнитной широты, живые существа испытывают наибольшее влияние геомагнитных возмущений [20].

При этом геомагнитные бури являются более редким, но глобальным феноменом и оказывают воздействие на области низких и средних широт так же, как и на области высоких широт [30]. Во время геомагнитных бурь индекс Кр варьирует в пределах от 5 до 9 в зависимости от силы геомагнитных возмущений. Необходимо отметить, что во время геомагнитной бури возникают также и суббури, и расположение экваториальной границы аврорального овала зависит от силы геомагнитных возмущений. Например, при индексе Кр=9 она может смещаться до ~48° геомагнитной широты [31].

В результате исследований было установлено, что все переменные, связанные с широтами, демонстрируют статистически значимую корреляцию с распространенностью Р.С. На каждом континенте связь геомагнитной широты с распространенностью РС была почти такой же или чуть более сильной по сравнению с географической широтой. В обеих моделях коэффициент детерминации (скорректированный коэффициент детерминации) и стандартная ошибка регрессии были почти одинаковыми. Модель, описывающая связь распространенности РС и углового расстояния до 60° геомагнитной широты, во всех случаях демонстрировала наиболее сильную связь при наибольшем коэффициенте детерминации (скорректированном коэффициенте детерминации) и наименьшей стандартной ошибке регрессии.

На основании данных о распространенности РС в Европе и Северной Америке было установлено, что модель, основанная на угловом расстоянии до 60° геомагнитной широты, была наилучшим образом связана с распространенностью РС в Северном полушарии и могла объяснить до 50% логарифмических различий распространенности РС, демонстрируя при этом очень сильную корреляцию и наименьшую стандартную ошибку регрессии. Связь с географической широтой и угловым расстояниям до 60° географической широты была слабой, и на основании данных показателей можно было объяснить только 7 и 4% различий распространенности РС в Северном полушарии соответственно.

Учитывая данные по обоим полушариям, модели, основанные на угловом расстоянии до 60° географической широты, географической широте и геомагнитной широте, могли объяснить 12, 17 и 49% различий в распространенности РС соответственно. В то время как угловое расстояние до 60° геомагнитной широты имело сильную связь с распространенностью РС.

Результаты, полученные на основании эпидемиологических данных по Австралии и Новой Зеландии, отличались от других континентов: все переменные, связанные с широтами, имели очень сильную связь с распространенностью Р.С. Они могли объяснить около 80% различий в распространенности Р.С. Авторы считают, что этот факт является еще одним подтверждением значения углового расстояния до 60° геомагнитной широты. Как видно из рис. 2, Австралия расположена ниже 60° геомагнитной южной широты. Таким образом, кажется логичным то, что распространенность РС имеет линейный градиент, направленный в сторону этой критической линии. Линейное направление градиента объясняет тот факт, что геомагнитная и географическая широты имеют такую же связь с распространенностью РС, как и угловое расстояние до 60° геомагнитной широты. Географическая широта 60° находится за пределами Австралии. Поэтому с помощью углового расстояния до 60° географической широты можно на 84% объяснить распространенность РС на этом континенте.

Учитывая полученные результаты, авторы пришли к выводу, что угловое расстояние до 60° геомагнитной широты наилучшим образом объясняет особенности распространенности РС в мире по сравнению с другими переменными, связанными с широтами [20].

Установлена связь сезона рождения с возникновением в будущем некоторых заболеваний: шизофрении и биполярного аффективного расстройства [13], аутоиммунных болезней, таких как сахарный диабет 1-го типа [32], болезнь Крона [33], миозит [34], глютенчувствительная целиакия [35] и др.

В отношении связи месяца рождения и риска возникновения РС также проведено значительное число исследований. Было выявлено, что в Северном полушарии больные РС чаще рождались весной (в апреле—мае) и реже осенью (в октябре—ноябре). В Южном полушарии была выявлена обратная зависимость: РС возникал чаще у лиц, рожденных в ноябре—декабре и реже — у рожденных в апреле—мае [36—38]. По данным некоторых исследований [24, 39], наибольший риск возникновения РС имеют лица, рожденные в июне, наименьший — в декабре и январе.

Существует несколько гипотез, объясняющих связь месяца рождения и риска возникновения Р.С. Самая популярная из них — гипотеза, основанная на роли витамина D [40, 41].

Известно, что лица, подвергающиеся значительной инсоляции, намного реже страдают РС [42], а дефицит УФИ в раннем периоде онтогенеза может быть связан с повышением риска возникновения РС в будущем, что может объясняться сезонным дефицитом витамина D у будущей матери [37]. Роль организма матери в формировании предрасположенности к РС подтверждают также исследования полусибсов, страдающих данным заболеванием [43].

Данные экспериментальных исследований развития плода у животных указывают на то, что белое вещество головного мозга чувствительно к витамину D, и что олигодендроциты головного и спинного мозга имеют витамин D-рецепторы [44, 45]. Кроме того, недостаток витамина D в организме матери нарушает нейрогенез в развивающемся мозге крыс [46] и в последующем нарушает экспрессию генов во взрослой жизни [47].

Концентрация витамина D в I триместре может играть важную роль в развитии ЦНС, так как во время раннего эмбрионального развития происходит экспрессия витамин D-рецепторов в нейроэпителии, а в последующем — в субвентрикулярной зоне [44], а также происходит формирование толерантности, при этом витамин D обладает иммуномодулирующими свойствами. I триместр является уязвимым периодом также в отношении пренатальной дифференцировки тимоцитов [48]. Существуют и непрямые эффекты витамина D. Например, он может понижать уровень интерлейкина-6, который участвует в реализации неблагоприятного воздействия на развитие нервной ткани плода при инфекциях матери [49—51].

Недавно проведенные генетические исследования [52] указывают на то, что низкая концентрация витамина D во внутриутробном периоде или раннем детском возрасте может нарушать экспрессию аллеля HLA-DRB1 в тимусе, в результате чего аутореактивные Т-лимфоциты не подвергаются разрушению, что предрасполагает к возникновению Р.С. Кроме того, на роль витамина D в патогенезе РС указывают результаты исследований in vivo [53—58], демонстрирующие, что 1,25 (OH)2D3 подавляет развитие и прогрессирование экспериментального аутоиммунного энцефаломиелита.

Однако не все ученые согласны с тем, что витамин D играет ключевую роль в патогенезе РС.

S. Sajedi и F. Abdollahi [20] считают, что гипотеза, основанная на роли витамина D, имеет существенные слабые стороны. Например, она не может объяснить тот факт, что градиент распространенности РС имеет параболическое направление в Северном полушарии и линейное в Южном. Данная особенность описывается как в первых сообщениях об этом градиенте [59], так и в наиболее поздних исследованиях [60].

Действительно, связь степени проникновения солнечного УФИ типа В (UVB) и широты является достаточно сложной из-за различий в толщине атмосферного слоя, облачности и содержания в атмосфере озона. Недавно проведенные исследования [61, 62] показали, что количество получаемого UVB в областях, расположенных в высоких широтах, таких как Канада, в течение летнего времени равно или даже превышает количество UVB, получаемого на экваторе. Таким образом, было установлено, что учение о широтном градиенте уровня витамина D в популяции имеет определенные недостатки.

Кроме того, гипотеза, основанная на роли витамина D, не может объяснить хронобиологические изменения в заболеваемости и распространенности Р.С. Известно, что в середине XVII века многие регионы были эндемичны по рахиту, связанному с дефицитом витамина D. Рахит оставался распространенной проблемой до 1930 г., когда, наконец, была установлена причина этого заболевания, и в качестве лечения и профилактики начали использовать жир печени трески и достаточную инсоляцию [63]. Таким образом, если дефицит витамина D имеет отношение к РС, кажется обоснованным, что до 1930 г. заболеваемость и распространенность РС должна была быть выше, чем в настоящее время. Однако история заболеваемости РС демонстрирует противоположную тенденцию.

Экологические и генетические исследования не подтверждают значимой связи между содержанием витамина D в сыворотке крови и РС, а обсервационные исследования не выявляют прямых доказательств влияния витамина D на заболеваемость РС [61]. Кроме того, гипотеза, основанная на роли витамина D, не может объяснить сглаживание градиента распространенности РС, наблюдающееся в последнее время, а также такие феномены, как эпидемии РС [40].

Низкая распространенность РС среди лиц негроидной расы также опровергает гипотезу, основанную на ключевой роли витамина D в патогенезе данного заболевания. Несмотря на то что особая пигментация кожи блокирует УФИ, и, как следствие, предрасполагает к дефициту витамина D, среди лиц негроидной расы РС встречается значительно реже [64]. Кроме того, фактом, противоречащим связи УФИ и витамина D c риском возникновения РС, является существование регионов, характеризующихся высоким УФИ в течение года и высокой распространенностью Р.С. Одним из наиболее ярких примеров является остров Сардиния, где уровень солнечного излучения высок на протяжении 300 дней в году, а заболеваемость и распространенность РС являются одними из самых высоких в мире [65].

Еще одна гипотеза, объясняющая связь месяца рождения с риском возникновения РС в будущем, основана на учении о геофизических факторах [20]. Первоначально зависимость риска возникновения РС от месяца рождения пытались объяснить воздействием УФИ на организм матери в I триместре [38]. Однако так как миелинизация ЦНС происходит в основном в III триместре, главным образом с 29—39-й недель гестации [66, 67], кажется более логичным, что «таинственный» фактор окружающей среды должен быть связан с этим периодом. Следовательно, для лиц, рожденных в мае и в ноябре, внешний фактор, который может быть связан с миелинизацией, должен воздействовать на организм в середине марта и середине сентября соответственно.

Хорошо известно, что каждые полгода наблюдается возрастание геомагнитных возмущений, что происходит в дни равноденствий. В марте Земля достигает наибольших солнечных широт, где подвергается воздействию быстрого солнечного ветра [68]. Воздействию подвергаются оба полушария, что приводит к акцентуации трансполярных дуг и возмущений магнитного поля преимущественно в области аврорального овала Северного полушария. В сентябре возникает противоположная ситуация, и воздействию подвергаются высокие широты Южного полушария [69].

Если принять тот факт, что геомагнитные возмущения могут повышать риск возникновения РС посредством влияния на клетки иммунной системы и способствуя образованию Т-клеток памяти, которые в последующем будут активироваться при аналогичных изменениях, вызываемых возмущением магнитного поля, может быть высказано предположение, что генетически предрасположенные лица, которые подвергались большему воздействию геомагнитных возмущений в период миелинизации ЦНС — период, когда появляются различные антигены миелина, которые могут быть распознаны иммунной системой, будут иметь повышенный риск возникновения РС в будущем.

Таким образом, приверженцы геомагнитной гипотезы считают, что она способна логично объяснить не только связь месяца рождения и риска возникновения РС, но и тот факт, почему иммигранты, рожденные в зонах высокого риска, в основном сохраняют риск «места своего рождения», когда переезжают в зону низкого риска. В то же время авторы предполагают, что генетически предрасположенные иммигранты из зон низкого риска испытывают меньше геомагнитных воздействий в фетальном периоде, что приводит к более низкому риску образования Т-клеток памяти против компонентов миелина, но имеют более высокий риск в новой зоне проживания из-за более частого воздействия геомагнитных возмущений [70].

Таким образом, несмотря на то что за почти 180-летний период, прошедший с момента первого патологоанатомического описания РС, достигнуты колоссальные успехи в изучении эпидемиологии, этиологии, патогенеза, особенностей клинического течения этого заболевания, многое остается неизвестным. А меняющаяся эпидемиология данного заболевания ставит перед исследователями новые вопросы. Является ли дефектность иммунной системы первичной или вторичной, каким образом и в какой период жизни факторы внешней среды способствуют запуску иммунопатологического процесса? Чтобы ответить на эти вопросы, необходимо тщательное изучение влияния на организм в различные возрастные периоды СА и Г.А. Подобные исследования уже проводились, и были получены результаты, подтверждающие влияние гелиогеофизических факторов на возникновение Р.С. Однако эти исследования крайне немногочисленны, и остается еще много нерешенных вопросов. Таким образом, гелиогеобиология РС является перспективным направлением современной науки.