Введение к работе
Актуальность исследования. По словам А.Д. Слонима (1984), хотя человек и вышел из подчинения биологических закономерностей естественного отбора, но климато-географические условия и образ жизни определенным образом отражаются в экологических особенностях его физиологии, которые проявляются, прежде всего, в условиях севера, тропиков и высокогорья. Расширяя границы ойкумены, человек осваивал пространства с экстремальным климатом, в числе которых и высокогорные степи, где плотность населения остается одной из самых низких на планете. Биологическое разнообразие признаков, характерных для оптимального и субоптимального климата, в экстремальном климате сужается и ограничивается определенной нормой реакции (Алексеева Т.И., 2008; Кривощеков С.Г., Бочаров М.И., 2010).
В настоящее время известно, что у аборигенного населения Севера существуют определенный тип питания (Bang H.O., 1980; Панин Л.Е., 2010), морфофункциональные (Алексеева Т.И., 2002), биохимические (Kromann K., Green A., 1980; Kromhout D., Bosschieter C., 1985; Цуканов В.В., 1999; Панин Л.Е., 2010) и психофизиологические (Dawson J., 1977; Аршавский В.В., 1988; Леутин В.П., 2005) особенности функционирования. Эти процессы осуществляются на всех этапах онтогенеза, обусловливая специфические проявления роста и развития организма.
По данным ряда авторов (Stearns S.C., 1985; Геодакян В.А., 1991-2005; Harrub B., Thomsom B., 2003), в процессах приспособления организма к факторам среды отмечаются гендерные различия. Освещенные в литературе данные об особенностях организма в условиях Севера, касаются либо только мужского (Кривощеков С.Г., 1998; Мартынова Е.А., 2006; Махарова Н.В., Воевода М.И., 2009), либо женского организма (Данилова Р.И., 1996). Отмечено, что в этих условиях нивелируются гендерные различия обменных процессов, и у женщин формируется комплекс метаболических изменений, свойственных мужскому организму. Важным, но малоизученным аспектом является определение гендерных различий функционирования организма в онтогенезе в различных климато-географических условиях среды.
В работах по изучению физиологических особенностей организма пришлого и коренного населения в условиях Севера выявлена тенденция формирования у мигрантов морфофункциональных, психофизиологических признаков и метаболических процессов, свойственных аборигенному населению (Фомин А.Н., 2004; Кривощеков С.Г., 2000; Хаснулин В.И., 2010). При этом характер изменчивости различных адаптивных признаков пришлого населения разных национальностей в условиях климатического дискомфорта мало изучен. Более того, анализ биологических особенностей населения в холодном климате ограничен определенным ареалом исследования. Так, изучение особенностей функционирования коренного населения в условиях Сибири проводится в основном в регионах азиатского Севера (Леутин В.П., Николаева Е.И., 2005; Чухрова М.Г., Хаснулин В.И., 2010; Панин Л.Е., 2010) и сопредельных к Алтаю территориях, в частности в Тыве (Айзман Р.И., Красильникова В.А., 2007; Айзман Р.И., Будук-Оол Л.К., 2010; Хаснулин В.И., 2010), Новосибирской области (Манчук В.Т., 2000; Панин Л.Е., 2004), Хакасии (Куперштейн Е.Ю., 2007). Новые факты об изменчивости функций организма человека в различных экологических условиях позволят расширить представления о возможных пределах этой изменчивости и ее направленности (Прохоров Б.Б., 2008; Шошенко К.А., 2010).
В этом аспекте определенный интерес представляет территория Горного Алтая, характеризующаяся пространственной сжатостью природных зон (предгорье, низкогорье и среднегорье) и их контрастностью по климатическим условиям. Климат предгорья и низкогорья Алтая – субоптимальный, в то время как среднегорья - резко континентальный (Иванов Н.Н., 1959; Сухова М.Г., 2010). Хотя горные районы Республики Алтай по климатическим параметрам приравнены к районам Крайнего Севера, изучение изменчивости признаков населения Горного Алтая на разных этапах онтогенеза в зависимости от этно-национальных особенностей здесь не проводилось. Исследования, проведенные на территории Южного Алтая, касались в основном вопросов патологии (Мешков Н.А., 1993-1999; Саяпин В.С., 2004; Литвинова Т.А., 2004; Климова И.И., 2006; Шумейко Н.И., Колбаско А.В., 2008), а при донозологических исследованиях объект изучения ограничивался определенным этническим составом (Суховеркова Г.В., 2003; Карташова О.В., 2005) и отдельными возрастными группами (Шестернина Ж.Г., Михайлова С.А., 2004). Таким образом, комплексных исследований изменчивости признаков коренного и пришлого населения разных возрастно-половых и национальных групп в условиях Горного Алтая в настоящее время нет.
Результаты данных исследований необходимы для оптимального подхода в комплексном воздействии на организм человека с целью гармоничного развития личности, сохранения и формирования здоровья (Казин Э.М., 2009; Айзман Р.И., 2010), т.к. решение этой проблемы невозможно без учета морфофункциональных, биохимических и психофизиологических особенностей организма разных возрастных, гендерных и национальных групп (Сонькин В.Д., 1996-2002; Мукатаева Ж.М., 2009; Будуук-Оол Л.К., 2012).
В связи с актуальностью указанных вопросов и недостаточной их изученностью нами была поставлена следующая цель исследования: выявить возрастные, гендерные и этно-национальные особенности коренного и пришлого населения низкогорья и среднегорья Горного Алтая по данным их морфологических, функциональных, психофизиологических и биохимических показателей.
Задачи исследования:
1. Изучить половые и этно-национальные особенности подростков 11-16 лет низкогорья и среднегорья Южного Алтая по данным их физического, полового развития, функционального состояния кардиореспираторной системы и фактического питания;
2. Определить гендерные и этно-национальные различия физического развития, функционального состояния кардиореспираторной системы, биохимических показателей плазмы крови и фактического питания у взрослого населения 20-59 лет низкогорья и среднегорья Южного Алтая;
3. Провести сравнительный анализ психоэмоционального состояния и функциональной асимметрии мозга подросткового и взрослого населения с учетом национальности, зоны проживания, возраста и пола;
4. Оценить антиоксидантную активность плазмы крови взрослого населения Южного Алтая в зависимости от района проживания, национальности, пола и возраста;
5. Выяснить влияние района проживания, национальности, пола и возраста населения Южного Алтая на изменчивость морфофункциональных, психофизиологических и биохимических признаков.
Объект исследования – закономерности функционирования основных систем организма в разных условиях.
Предмет исследования – возрастно-половые и этно-национальные особенности коренного и пришлого населения в условиях Горного Алтая.
Методологической основой исследования послужили теоретические положения о механизмах адаптации человека к окружающей среде (Казначеев В.П., Агаджанян Н.А., Меерсон Ф.З., Панин Л.Е., Кривощеков С.Г.), о механизмах гомеостаза (Кэннон У., Бернард К.), закономерности онтогенетического развития человека (Фарбер Д.А., Безруких М.М., Сонькин В.Д., Айзман Р.И.), представления об антиоксидантной системе организма человека (Harman D., Скулачев В.П., Кольтовер В.К., Анисимов В.Н.), концепции и теории питания (Уголев А.М., Конышев В.А.)
Научная новизна исследования. Получены новые сведения об особенностях коренного и пришлого населения разных национальностей мужского и женского пола в подростковом и зрелом периодах в условиях низкогорья и среднегорья Горного Алтая. Установлено, что признаками коренного населения (алтайцев) являются гиперстеноидный тип телосложения, экономный тип функционирования сердечно-сосудистой системы, белково-липидный тип питания, активность транспортной системы холестерина плазмы крови, повышение антиоксидантной активности плазмы крови с возрастом.
Впервые показано, что у пришлого казахского населения выявлено сходство с алтайцами по морфофункциональным и биохимическим признакам, тогда как у пришлого русского населения отмечено более раннее физическое и половое развитие в подростковом возрасте, снижение функциональных возможностей кардиореспираторной системы, нарушение оптимального баланса липидов плазмы и их транспортных систем в зрелом периоде.
Впервые представлены данные о психоэмоциональном состоянии аборигенного населения Горного Алтая. Среди алтайского населения, по сравнению с русским выявлен высокий процент людей в состоянии эмоционального дискомфорта, сопровождающийся депрессией, стрессом и низким уровнем социально-психологической адаптации. Казахское население по этим показателям занимает промежуточное положение. Правополушарность и амбидекстрия более выражены у алтайцев и казахов, левополушарность – у русского населения, что может быть одним из популяционных признаков.
Новыми являются данные о большей чувствительности мужского организма по сравнению с женским к неблагоприятному климату среднегорья Горного Алтая, что отразилось в выраженной задержке физического, полового развития и функционального развития кардиореспираторной системы мальчиков в суровых климатических условиях в пубертатном периоде онтогенеза. В зрелом возрасте мужской организм по морфофункциональным показателям характеризуется низкой вариабельностью показателей независимо от климата и национальной принадлежности, тогда как у женщин проявляется изменчивость указанных показателей в зависимости от района проживания.
Впервые выявлены различия в питании населения Горного Алтая, которые в большей мере обусловлены климатическими условиями проживания, чем национальной принадлежностью. У жителей среднегорья Горного Алтая характер питания в основном определяется мясомолочной продукцией, тогда как население низкогорья включает в традиционный рацион растительные продукты. Новыми являются данные о возрастных изменениях АОА плазмы крови в зависимости от национальности (снижение АОА плазмы у русских и казахов и повышение у алтайцев).
Интегральный анализ изменчивости признаков у населения Горного Алтая позволил выявить более эффективные физиологические и биохимические регуляторные механизмы у алтайского населения, а психосоциальные возможности – у русского населения. Впервые доказана зависимость морфологических показателей населения Южного Алтая не только от возраста и пола, но района проживания и национальности; психофизиологических показателей – преимущественно от национальности; функциональных показателей, структуры фактического питания и биохимических параметров крови, характеризующих жировой и углеводный обмен, – от возраста, пола и территории проживания; антиоксидантной активности плазмы крови, главным образом, от возраста обследуемых.
Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты сравнительного эколого-физиологического исследования позволили разработать новый концептуальный подход к характеристике этнических групп Горного Алтая по следующим критериям: возрастные и гендерные особенности роста и развития, формирование морфофункциональных, биохимических, психоэмоциональных и метаболических признаков.
Теоретические положения, касающиеся формирования морфофункциональных, метаболических и психоэмоциональных признаков населения Южного Алтая в онтогенезе являются дополнением к теории адаптации человека в различных климато-географических условиях жизнедеятельности. Результаты исследования вносят существенный вклад в фундаментальные положения экологической и этнической физиологии по проблеме адаптации человека.
Практическая значимость работы заключается в том, что материалы работы позволяют уточнить референтные значения физического развития и биохимических показателей людей разного возраста и национальностей в условиях Горного Алтая. Результаты исследования могут быть также использованы для повышения эффективности обучения и воспитания подростков на основе учета их психофизиологических особенностей, возраста и национальной принадлежности.
Выявленная изменчивость морфофункциональных, психофизиологических и биохимических признаков населения Южного Алтая требует районирования медико-социальных и гигиенических нормативов, а также дифференцирования их по этническим группам с учетом возрастно-половой принадлежности.
Внедрение результатов исследования. Теоретические положения, касающиеся морфофункциональных, биохимических и психоэмоциональных показателей населения Южного Алтая различных национальностей включены в программы учебных курсов по физиологии человека, экологической физиологии на кафедрах анатомии, физиологии и безопасности жизнедеятельности Новосибирского государственного педагогического университета, Горно-Алтайского государственного университета и Тувинского государственного университета.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Изменчивость морфофункциональных признаков мужского и женского организма в процессе онтогенеза в различной степени зависит от климатических условий Горного Алтая, что подтверждает гендерную вариабельность приспособляемости организма в зависимости от факторов среды.
2. Этническое родство пришлого (казахского) и коренного (алтайского) населения обусловливает сходство морфофункциональных, биохимических и психофизиологических признаков; в то время как расовые отличия пришлого (русского) и аборигенного населения проявляются в различиях психофизиологических показателей и физического развития на разных этапах онтогенеза.
3. Рацион питания населения среднегорья Горного Алтая отличается от рациона жителей низкогорья высоким содержанием животных белков, насыщенных и мононенасыщенных жирных кислот и низким содержанием сложных углеводов и пищевых волокон. Поддержание липидного гомеостаза жителей среднегорья обеспечивается оптимальным балансом липидов плазмы и их транспортных систем.
4. На морфологические показатели организма населения Южного Алтая оказывают влияние, наряду с возрастом и полом, район проживания и национальность; на психофизиологические показатели – преимущественно национальность; на функциональные показатели и структуру фактического питания, а также на биохимические параметры крови, характеризующие белковый, жировой и углеводный обмен, кроме возраста и пола, – влияет территория проживания, а антиоксидантная активность плазмы крови зависит в основном от возраста обследуемых.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на: IV съезде физиологов Сибири (Новосибирск, 2002); VIII международной конференции «Природные условия, история и культура Западной Монголии и сопредельных регионов» (Горно-Алтайск, 2007); Всероссийской научно-практической конференции «Этнопедагогика: теория и практика» (Горно-Алтайск 2007); на международной конференции «Актуальные вопросы и достижения современной антропологии» (Новосибирск, 2010); на VIII-й международной научной конференции «Наука. Университет. 2008» (Новосибирск, 2008); региональной конференции «Актуальные вопросы охраны здоровья населения республики Алтай» (Горно-Алтайск, 2010); на II международной конференции «Биоразнообразие, проблемы экологии Горного Алтая и сопредельных регионов» (Горно-Алтайск 2010); на региональной конференции физиологов педагогических и аграрных вузов страны «Физиология – стержень науки о жизни» (Новосибирск, 2011); на VIII международной научно-практической конференции «Бъдещите изследования» (София, 2012).
Публикации. По теме работы опубликовано 42 работы, из них 3 монографии, 16 статей в журналах, рекомендованных ВАК.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 237 страницах машинописного текста, содержит 54 таблицы и 29 рисунков. Состоит из введения, обзора литературы, 3 глав собственных исследований, обсуждения результатов, выводов и списка литературы. Список литературы включает 403 источника, в том числе 118 зарубежного издания.
