Введение к работе
Актуальность исследования. Основным богатством государства, остоянием любой нации является здоровье населения. Поэтому ведущей роблемой медицинской науки была и остается проблема его сохранения. ; связи с этим актуальной задачей социальной и экологической иппологии является выбор методологии проводимых исследований, азработка универсальных критериев оценки, диагностика здоровья и зучение его механизмов (К.В.Судаков, 1985, 1990-1995; В.А.Лищук, 1992; [.А.Агаджанян, 1994; Ю.П.Гичев, 1995). Для репюнов с экстремальными :ловиями жизни их насущность не вызывает сомнения, ибо большая часть каптированного населения "неблагоприятных" регионов служит ундаментом в закладке и формировании нового здорового генофонда оссии. Кроме того, решение подобного рода задач необходимо для )здания и реализации программ диагностики, прогнозирования здоровья іселения, программ по разработке мер укрепления и повышения ;тойчивости организма человека к факторам окружающей среды І.А.Макаров, Н.В.Морозов, 1991).
В условиях Крайнего Севера организм человека подвержен «действию климатических, геофизических и космических факторов, олод, резкие колебания температуры и колебания атмосферного івления, повышенная влажность, высокая активность гелиокосмических /чей, фотопериодизм, частые возмущения в ионосфере, возрастающая к гверу напряженность и изменчивость магнитного поля Земли, ставляют организм человека приспосабливаться жить и работать, эстигается это благодаря перестройке физиологических функций, іагодаря развитию сложного комплекса морфофункциональных шспособительных механизмов на различных уровнях: на уровне клеток, :аней, органов, систем, организменном уровне для формирования нового стояния адаптированности (А.П. Авцын, А.Г.Марачев, 1975; Г.К.Раков, 78; Н.А.Агаджанян ,1981).
Главной особенностью адаптационного процесса являете;
перестройка функциональных систем гомеостатического уровш
организма человека в соответствии с измененными условиями феды Многочисленные адаптационные реакции зависят от индивидуальны; особенпостеіі, конституции и определяют скорость развития периодої адаптации. Наиболее неблагоприятным периодом адаптации являете; период относительно стабильного состояния организма. В этот период требуется постоянное усилие и напряжение регуляторных систем, которої впоследствии приводит к истощению резервных возможностей организма фыву адаптационных механизмов и к потере здоровья (В.П.КазначееЕ 1980).
К настоящему времени накоплен достаточно обширный клиннко физиологический материал по оценке функционального состояли отдельных физиологических показателей организма человек; проживающего в условиях Крайнего Севера (В.П.Казначеев, 1978-198' А.Г.Марачев, 1980; Т.И.Андронова, Н.Р.Деряпа, А.П.Соломатин, 198: К.Р.Седов, Ю.И.Бородин, 1983; А.П.Авцын с соавт., 1985).
В развитии адаптационного процесса ведущее место заннмае сердечно-сосудистая система. Установлено, что ее функциональнс состояние определяется фазой адаптации (А.Т.Пшоннк,197( Н.П.Неверова 1972; В.В.Колпаков, 1987; Е.А.Зайцев, 198: Л.С.Поликарпов, 1988; А.Г.Щедрина с соавт.,1989; Н.А.Балашова, 1991 др.); полярным стажем (Бартон, Эдхолм, 1957; Н.П.Неверова, 1970, 197 Ф.Г.Жданова, 1994); сезонами года (А.Б.Бабаев, 1982; К.Р.Седов, 198 Е.И.Головачева, 1992; J.Erikssen, 1979).
В условиях Севера изменяются все виды обмена: углеводны] белковый (Т.И.Андронова, Н.П.Неверова, 1969; И.Ф.Рябинин, 197 Н.Р.Деряпа, Н.Ф.Рябинин, 1977; Н.И.Бобров, 1979). Особенно изменяет! липндный обмен, о чем свидетельствует изменчивость многих ег
лрактеристик (Л.Е.Панин, 1978, 1980, 1983; Л.И.Соловей, 1985-1992;
.Т.Манчук. 1986; II.П.Смирнова, 1988; В.П.Тяэещенко, 1991; Г.С.Булыпш
)92). Новосибирскими учеными под руководством Л.Е.Панина (1978-
)86) разработана концепция о формировании в условиях высоких широт
толярного метаболического типа" адаптивных реакции,
ірактеризующегося повышенным использованием жиров в іергетическом обмене. Однако, обіциіі энергетический обмен фактически і изучен.
Характеризуя уровень основного обмена пришлого населения одна іуппа авторов указывает на его значительное повышение к должным личинам (И.С.Кандрор, К.А.Раппопорт, 1954, 1958, 1961-1968; .И.Бобров, 1059; Г.М.Данншевский, 1968; Н.Л.Добронравова, 1960, 1962, '68; L.Jrvid, 1972), другие - на снижение (А.Д.Слоним, 1949; .М.Тихомиров,1973; В.1-І.Клопов, 1976; J.Burton, O.G.Edholm, 1957; G.EdhoIt, H.Lewis, 1964; Y.Ohkubo, 1974).
Кислородному режиму человека в условиях Севера посвящена жографня В.Ю.Куликова, Л.Б.Ким (1987), где освещаются отдельные просы потребления кислорода, связанные с фазами адаптации (Л.Б.Ким, Ю.Куликов. 1984), частично приводятся данные о сезоннных изменениях З.С.Шевченко с соавт., 1976; В.Ю.Куликов, Л.Б.Ким, 1987), подробно ссматривается влияние холода на потребление кислорода .В.Тендитная, 1977; N.E.Thompson 1979), характер труда (М.Г.Лученко с авт., 1978; K.Kukkonen, A.Ruwinan, 1981). Потребление кислорода в ювиях Севера повышено по отношению к должной величине. .Г.Марачев, (1980), А.П.Милованова (1984), Н.С.Прилипко, .М.Перельмана (1990), С.И.Краюшкина (1991), J.Lepa!uoto(1989), inhardH.Wett (1990)).
При изучении состояния физической работоспособности человека в ювиях высоких широт, исследователи установили зависимость ее
характеристик от метеорологических и гелиогеофизических факторої (A.M. Арингазина, К.У.Кисенов, 1989; Н.С.Прилппко, Ю.М.Пелерман 1990; S.K.Hondetab, 1969; L.Buck, 1980), сезонных колебаний (А.Б.Бабиеі 1982; J.Erikssen, 1979), снижение ее величины в зависимости от полярногс стажа (В.И.Турчинскии, 1977). У коренного населения она выше, чем ] пришлого (С.Р.Кузнецов, 1988). Существенное значение на уровеш физическоіі работоспособности оказывает состояние сердечно-сосудистоі и дыхательной систем (Н.Р.Деряпа, И.Ф.Рябинин, 1977; К.Р.Седов, 1988 В.П.Чащин, И.И.Диденко, 1990).
Несмотря на фундаментальность проведенных исследований следует заметить, что они получены в искусственных условиях покоя п н дают представления о механизмах, обеспечивающих нормальнук жизнедеятельность в целом всего организма. Поэтому к настоящем времени не сформировалось единого представления о состоянии основны физиологических параметров здоровья человека, проживающего условиях высоких широт.
Причиной отставания в исследованиях экологической физиолопп на наш взгляд, является отсутствие единой методологии і унифицированных методов оценки резервов адаптации к конкретньп условиям. Новые возможности в этом плане открывает теорії функциональных систем (П.К.Анохин, 1968; К.В.Судаков, 1984; 1987; 199( А.Н.Меделяновский, 1970, 1987; А.К.Мамедов 1987; Е.Ф.Полежаев, 1994).
"Чтобы сохранить на уровне высокой надежности т функциональные системы, которые служат поддержанию жизни здоровог организма, внимание исследователей должно быть направлено н вскрытие механизмов устойчивости нормальной функции организм: методами системного представления о всех видах деятельности человека целом" - писал П.К.Анохин (1937).
В связи с этим мы провели системно-количественный анализ функциональных систем контингента лиц, проживающих и работающих в /словиях Севера, используя методы, разработанные в лабораториях шститута нормальной физиологии им. П.К.Анохина под руководством ікадемпка К.В.Судакова (1983 - 1995).
Интегральным показателем ведущих функциональных систем омеостатического уровня являются параметры физической )аботоспособностн, которые служат количественным маркером ідаптацпонного процесса. Кроме того, показатели физической хіботоспособности могут служить количественным выражением іриспособительного результата деятельности всего организма, являются 'ниверсальным критерием в диагностике состояния здоровья человека.
Поэтому мы считали целесообразным проведение комплексного ісследованпя - изучение в динамике состояния физической кіботоспособности и ведущих функциональных систем ее )беспечивающпх у людей, длительно проживающих в условиях Крайнего ZsBepii с учетом возраста и периода года.
Задача исследования - раскрыть механизмы перестройки [лізиологіїческих функций у лиц, проживающих в условиях Крайнего Гевера, оценить их резервные возможности и оценить "как", какой физиологической ценой", каким напряжением достигается іриспособительньїй результат их деятельности.
Цель и задачи исследования. Цель исследования: изучить ізанмодействие ведущих функциональных систем гомеостатического 1ЭОВНЯ (ФС поддержания постоянства АД, ФС поддержания газового остава крови, ФС поддержания постоянства гемодинамики в общей Ьункционалыюй системе обеспечения физической работоспособности лиц, [лнтельно проживающих в условиях Крайнего Севера с учетом их озраста и периода года (фотопериодизм).
При этом основное внимание было coq:>eflOT04eHo на решении следующих задач:
-
Изучить особенности энергообмена в состоянии покоя н при работе разлнчноіі интенсивности у здоровых мужчин 20-59 лет жителеіі высоких и средних широт Восточной Сибири.
-
Изучить характер типа вегетативной регуляции различных возрастных групп, в различные периоды года в условиях проживания на Крайнем Севере.
3. Изучить количественные параметры физической
работоспособности и ее гомеостатнческое обеспечение у здоровых мужчин
пришлого населения, длительно проживающих в условиях Крайнего
Севера в возрасте 20-59 лет в различные периоды года, в сравнительной
оценке с аналогичными данными жителеіі средних широт Восточной
Сибири.
4. Изучить характер взаимодействия межсистемных і
внутрисистемных взаимоотношений функциональных систем
обеспечивающих физическую работоспособность исследуемых лиц і
состоянии относительного покоя и на этапах нагрузочной пробы с учетод
их возраста, периода года, региона проживания.
5. Изучить степень скоррелированности элементов функцію
нальных систем обеспечения физической работоспособности у здоровы;
мужчин в зависимости от их возраста и периода года.
Положения, выносимые на защиту
1. В условиях проживания на Крайнем Севере каждый период год;
характеризуется определенным уровнем метаболизма: минимальный - і
период полярной ночи, максимальный - в период полярного дня.
2. В течение года в условиях высоких широт изменяется тону
вегетативной нервной системы. Установлены периоды года
преобладанием ваготоническнх влияний (вхождение в полярную ночь і
ерпод полярноіі ночи) и период года, когда преобладают імпатикотопические влияния (период выхода из полярноіі ночи и период олярного дня). С возрастом преобладают ваготонические влияния.
3. В условиях Крайнего CeBq^a физическая работоспособ-ность и
эстояние функциональных систем ее обеспечения имеют выраженную
иркааннуальную динамику.
-
В течение года nq^nofl полярноіі ночи характеризуется акспмальным уровнем физической работоспособности, а период олярного дня - минимальным уровнем.
-
В каждый период года работоспособность обеспечивается шамнческими перестройками функциональных систем - поддержания Д, газового состава крови, поддержания гемодинамики.
-
Системная перестройка ведущих функциональных систем, Зеспечивающих работоспособность, сопровождается изменением ірактера взаимодействия составляющих их элементов, в зависимости от фиода года, возраста исследуемых и региона проживания.
7. Математический метод - метод корреляционной адаптометрии
эзволил количественно описать характер и степень перестроек
іаимодеііствия элементов функциональных систем, обеспечивающих
изическую работоспособность в зависимости от возраста исследуемых и
фиода года.
Научная новизна исследовании Впервые установлено, что фотопериодизм изменяет уровень гтаболизма. В свою очередь это является стимулом к динамической ^системной и внутрисистемной перестройке функциональных систем, Зеспечивающих работоспособность (снижение потребления кислорода в элярную ночь сопровождается снижением МОК, при этом ОПС эзрастает).
Впервые в условиях Крайнего Севера изучены характеристики энергообмена человека в состоянии покоя и при физической работ* различной интенсивности. Неадекватный расход энергии при физически* нагрузках, высокая калорическая стоимость 1кГм приводят ь малоэффективной работе, что является одним из лимитирующих факторов физической работоспособности человека,, проживающего в условия* Крайнего Севера.
Установлено изменение тонуса вегетативной нервной системы і течение года, при этом возраст оказывает существенное влияние.
Впервые изучены количественные показатели основны> функциональных систем, обеспечивающих работоспособность здоровы* мужчин пришлого населения каждого десятилетия 20-59 лет, длительнс проживающих в условиях Крайнего Севера. Установлена изменчивостт физической работоспособности и функциональных систем ее обеспечения обусловленная нарушенным в течение года световым режимом.
Период полярного дня сопровождается разнонаправленным!: изменениями функций внешнего дыхания, работы сердца и сосудов (развитие функционального десинхроноза). Развитие функционального десинхроноза сопровождается напряженной работой сосудов пли cqэдцa что выявляет "слабое звено" системы и является "фактором риска" і развитии сердечно-сосудистых заболеваний в условиях высоких шпрот .
Впервые для оценки взаимосодействия элементов в функциональны* системах, обеспечивающих уровень работоспособности использоваї математический метод - метод корреляционной адаптометрии.
Установлено влияние периода года и возраста ш
скоррелированность (вес корреляционного графа G) параметров
функциональных систем, обеспечивающих физическук
ра ботоспособность.
Научно-практическая ценность работы. Выполнение настоящего сследования было определено планом реализации целевых программ Здоровье человека в Сибири", "Север - экология человека региона райнего Севера", а также являлось фрагментами тем: номер эсударственной регистрации 810915665 "Изучить морфофункцпональные :обенности регуляторных и гомеостатических систем организма и ізработать Mq:>onpjmTim по рационализации методов лечения и рофнлактнкн основной патологии населения Крайнего Севера", Зсобенностн функционального состояния кардиореспираторноіі и .іделительноіі систем у жителей Крайнего Севера в онтогенезе в норме и ітологни", номер государственно]! регистрации 08150082510.
Теоретическое значение работы заключается в том, что установлено эоявление "функционального десинхроноза", обусловленного іркааннуальньш биоритмом человека в процессе длительного зоживания в условиях Крайнего Севера.
Изменение в течение года кислородного режима сопровождается шряженным функционированием сосудов и сердца, что свидетельствует о лабом звене" системы и "факторе риска" для развития вегетососудистых істониіі, в последующем приводящих к сердечно-сосудистым болеваниям. С возрастом снижаются адаптационные возможности, >торые проявляются на высоте нагрузочной пробы и являются шзнаками скрытой сердечной недостаточности.
Результаты научных исследований использованы в комплексе ишико-диагностических мероприятий кардно логических больных в чебных учреждениях гг. Красноярска и Норильска; на кафедре юпедевтики внутренних болезней и кафедре внутренних болезней №2 эасМИ. Кроме того, использованы при профилактических осмотрах для (енки состояния здоровья и выявления сердечно-сосудистых заболеваний учебных заведениях (КПИ, СТА, завод - ВТУЗ), на промышленных
предприятиях (ПО "Искра", ЦЭН, Биохпмзавод), при ежегодных осмотра> летного состава авиаотрядов г.Норильска и г.Талнаха, военнослужащш УГПС-7 УВД г.Норильска, при оценке степени тренированности сборноі края по лыжным гонкам, хоккеііноіі команды "Енисеіі", ШВСМ и ОР пс классической борьбе.
Полученные данные внедрены в практику лечебных учреждениі кардиологического профиля, в работу медсанчастей учреждениі гг.Норильска, Красноярска, Талнаха.
Внедрение результатов в практику. Результаты исследованиі внедрены в практику лаборатории Полярной медицины СО РАМН г.Норильск; медицинской части №1, г.Норильск; кафедр пропедевтикі внутренних болезнеіі, лечебноіі физкультуры и врачебного контроле медицинского института, г.Красноярск; отделения функционально! диагностики Института медицинских проблем Севера СО РАМН краевого спортивного диспансера; кабинетов функционально! диагностики МСЧ №7 и МСЧ №10, г.Красноярск.
На основании полученных данных разработан и внедрен в работ Оздоровительного центра Сибирской Технологической Академії] "Паспорт здоровья".
Концепция. Экстремальные экологические условия жизни н Крайнем Севере нарушают согласованную деятельность функциональны систем гомеостатического уровня, обеспечивающих биологические ритмі и приспособление организма человека к окружающей среде.
Фотопериодизм изменяет тип вегетативной регуляции и уровен метаболизма в течение года, что приводит к рассогласованш деятельности функциональных систем, обеспечивающих физическуі работоспособность. Степень дезинтеграции ФС определяется периодо года и возрастом жителя высоких широт.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на
Всесоюзной конференции "Методы функциональной диагностики"
Москва, 1984); VIII научной методической конференции по проблеме
физического воспитания и спортивной медицины на Севере (Архангельск,
986); конференции "Актуальные проблемы охраны и укрепления здоровья
трудящихся и населения города"(Красноярск, 1987); Всесоюзной
;онференции "Здоровье и массовая физическая культура"
Новосибирск, 1988); IX региональной научно-практической конференции
ю проблеме физического воспитания и спортивной медицины на Севере
Архангельск, 1988); Всесоюзной конференции "Развитие
[роизводительных сил Сибири и задачи ускорения научно-технического ірогресса" (Новосибирск, 1989); региональной конференции "Актуальные [роблемы кардиологии на Дальнем Востоке" (Биробиджан, 1990); VI всесоюзном симпозиуме 'Эколого-физиологические проблемы адаптации" Красноярск, 1991); региональной конференции "Актуальные проблемы ардиолопш Севера и Сибири " (Красноярск, 1991); заседании краевого [аучного общества терапевтов (1991); школе-семинаре "Актуальные опросы северной медицины" (Красноярск, V, 1993); на секции "Медицина" Леждународного конгресса "Окружающая среда для нас и будущих околений, экология и бизнес в новых условиях" (Красноярск, VI, 1993); на іеждународном симпозиуме "Город XXI века: экология, медицина, кономика" (Санкт-Петербург, VIII, 1993); материалы представлены на тендовом докладе Международной выставки "Технологии для будущего" Красноярск, 1993); итоговой конференции института (февраль, 1994); на Т Всероссийском симпозиуме "Гомеостаз организма и адаптация к кстремальным факторам внешней среды (Красноярск, март, 1995); на ешональной конференции "Новое миропонимание: к синтезу духовных чений, философии, науки, культуры" (Красноярск, апрель, 1995); на II ьезде физиологов Сибири и Дальнего Востока (Новосибирск, июнь, 1995);
на международном конгрессе "Народная медицина России - прошлое, настоящее, будущее" (Москва, август, 1995).
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, трех глав исследований, обсуждения и выводов. Она изложена на 93_ страницах машинописного текста и содержит 20 таблиц и '51 рисунок. Библиографический указатель состоит из . . . источников.