Введение к работе
Актуальность проблемы. Питание относится к важнейшим факторам окружающей среды, которые в течение всей жизни воздействуют на организм человека. Эпидемиологические исследования свидетельствуют о том, что структура питания населения в значительной степени дефектна, а пищевой статус имеет существенные отклонения от формулы сбалансированного питания по уровню потребления макро- и микронутриентов, имеющих важнейшее значение в регуляции процессов обмена веществ и функции отдельных органов и систем (Е.В. Агбалян, 2005). Специалистами ВОЗ доказано, что 80% всех заболеваний в той или иной мере связаны с нарушением питания, а 40% заболеваний непосредственно обусловлены питанием (В.А. Тутельян, 2005; В.А. Доценко, 2006). Поскольку с пищей и водой в организм человека поступают различные химические вещества, формирующие структурные элементы организма, то оптимальное содержание эссенциальных элементов в употребляемых продуктах питания и воде составляет один из важнейших компонентов здоровья человека. Известно, что глубокий дефицит природных антиоксидантов не может не влиять на защитный потенциал организма, тем более что потребность в нутриентах у населения, проживающего в экстремальных и экологически неблагоприятных условиях, значительно повышена (А.В. Скальный и др., 2000; А.А. Буганов и др., 2006).
Структура питания, знание и соблюдение правил рационального питания оказывают значительное влияние на здоровье человека. Сокращение продолжительности жизни населения нашей страны и рост заболеваемости связаны с невысоким качеством пищевых продуктов и низкой грамотностью населения в вопросах рационального питания (Г.Г. Онищенко, 1991). Питание должно быть сбалансировано по нутриентному составу, соответствовать индивидуальным особенностям человека, энергетическим затратам, особенностям региона проживания. Характер питания, особенности метаболизма и климатогеографические условия проживания накладывают определенный отпечаток на состав и количество потребляемых пищевых веществ и энергии, однако существующие «Нормы физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии», сформированные для различных контингентов населения, только частично учитывают особенности потребления пищевых веществ жителями различных регионов Российской Федерации (В.Б. Спиричев и др., 2001).
В целом, обеспечение здорового питания для населения нашей страны является общенациональной проблемой и значимость дефицитов и избытков макро- и микронутриентов в водно-пищевых рационах различных групп населения России остается по-прежнему недостаточно изученной. Формализация этой проблемы в рамках кибернетического подхода и её решение с позиций точных количественных методов системного анализа и синтеза представляется весьма актуальной (В.М. Еськов и др., 1996-2008, С.П. Капица, 2003, H. Knyazeva, 1997-2000). Исходя из этой предпосылки, решение задач, возникающих с данной проблемой в настоящем исследовании целесообразно проводить на основе компартментно-кластерного подхода. Изучение особенностей параметров вектора состояния организма человека (ВСОЧ) в условиях урбанизированного Севера (на примере ХМАО – Югры) может быть выполнено с позиций теории хаоса и синергетики с использованием методов системного анализа, которые находят всё большее применение в биомедицинских науках. Особое значение имеет системный анализ нутриентов (белков, жиров, углеводов, химических элементов, витаминов-антиоксидантов) в организме жителей ХМАО-Югры, так как задача изучения состояния фактического питания у студенческой молодежи, проживающей в неблагоприятных условиях Севера, является весьма актуальной. Решение данной задачи в комплексе с другими исследованиями, позволит установить возможные причины ухудшения здоровья и наметить профилактические мероприятия по его оптимизации для населения округа.
Цель настоящей работы: выполнить сравнительный системный анализ параметров движения вектора состояния организма человека в многомерном фазовом пространстве состояний, координаты которого – нутриенты организма студентов северного вуза.
Задачи исследования:
1. Проанализировать суточное поступление нутриентов с фактическими рационами питания у студентов северного вуза в зависимости от пола.
2. С помощью новых методов системного анализа параметров квазиаттракторов ВСОЧ в многомерном фазовом пространстве состояний оценить обеспеченность организма студентов витаминами-антиоксидантами.
3. Осуществить сравнительный анализ макро- и микроэлементов и выявить наиболее значимые для каждой группы отклонения в рамках детерминистско-стохастического подхода и с помощью системного анализа параметров квазиаттракторов ВСОЧ в многомерном фазовом пространстве.
4. Выявить наличие корреляционных связей между концентрацией витаминов-антиоксидантов в крови и химических элементов в волосах у студентов в зависимости от потребляемых ими продуктов питания.
Работа выполнена в рамках:
- грантов Губернатора ХМАО - Югры на создание, развитие и укрепление научно-педагогических школ «Укрепление физиолого-биохимической научно-педагогической школы в Ханты-Мансийском государственном медицинском институте». Приказы Департамента образования и науки ХМАО - Югры от 12.09.06 г. №1064 и от 03.07.2007 г. №1088;
- региональной программы «Биофизика сложных систем. Разработка теории и методов идентификации сложных биосистем в рамках общей теории иерархических систем» (Гос. № ВН ГИЦ 01.20.0008664).
Научная новизна работы. Впервые на основе проведенных исследований макро – и микронутриентного статуса студентов северного вуза выполнен системный анализ и синтез значимости отдельных элементов и витаминов-антиоксидантов. Установлена распространённость дефицита и избытка макро – и микронутриентов среди них.
Впервые по изучению пищевого рациона получены данные об обеспеченности белками, жирами, углеводами и калориями, витаминами-антиоксидантами и элементном статусе студентов северного вуза. Показано, что предлагаемый комплексный подход в оптимизации питания позволит определить группы риска среди студенческой молодежи по алиментарно-зависимым дефицитам и дисбалансам макро- и микронутриентов.
В результате этих исследований в рамках теории хаоса и синергетики установлены особенности элементного статуса студентов Сургутского государственного педагогического университета и обеспеченность витаминами А, Е, С, показана специфика количественного содержания химических элементов в волосах и витаминов-антиоксидантов в крови у обследуемых лиц в зависимости от алиментарных факторов.
Теоретическая и практическая значимость работы. Разработаны и внедрены новые методы системного анализа и синтеза в исследованиях макро- и микронутриентного статуса студентов северного вуза. Последние явились теоретической основой научно – обоснованных рекомендаций для планирования оздоровительных и профилактических мероприятий, направленных на оптимизацию здоровья учащейся молодёжи северного региона. На основе комплексного изучения обеспеченности пищевых рационов макро- и микронутриентами предложены практические рекомендации по коррекции рациона питания с целью оптимизации здоровья студентов северного вуза. Результаты исследования внедрены в учебный процесс кафедр «медико-биологических дисциплин и безопасности жизнедеятельности» и «теории и методики физического воспитания и спорта» Сургутского государственного педагогического университета, кафедр «нормальной и патологической физиологии», «медицинской и биологической химии» Ханты-Мансийского государственного медицинского института.
Положения, выносимые на защиту:
– Существует несбалансированность поступления нутриентов (по уровню потребления белков, жиров, углеводов, калорий, витаминов-антиоксидантов и важных химических микроэлементов) с фактическими рационами питания у юношей и девушек – студентов Сургутского государственного педагогического университета.
– Новые методы системного анализа и синтеза на базе технологий анализа параметров квазиаттракторов движения вектора состояния организма человека в многомерном фазовом пространстве состояний обеспечивают идентификацию параметров порядка (наиболее значимых биохимических параметров), существенно влияющих на микронутриентный статус студентов, проживающих в северном регионе.
– Имеет место зависимость между концентрацией витаминов-антиоксидантов в крови и концентрацией макро- и микроэлементов в волосах студентов от потребляемых ими продуктов питания.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены на:
региональной практической конференции «Экологическое образование и здоровый образ жизни» (г. Сургут, 2005); общероссийской конференции с международным участием «Современные проблемы науки и образования» (г. Москва, 2006); научно-практической конференции «Вопросы профилактической медицины в регионах Крайнего Севера» (г. Надым, 2006); региональной научно-практической конференции «Здоровый образ жизни как основной фактор формирования здоровья населения» (Тюмень, 2006); всероссийской конференции «Проблема сохранения здоровья в Сибири и в условиях крайнего севера (г. Омск, 2007); научно-практической конференции «VI Знаменские чтения» (г. Сургут, 2007); всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы физической культуры и спорта в условиях модернизации высшей школы» (г. Челябинск, 2007); научно-практической международной конференции «Оздоровление средствами образования и экологии» (г. Челябинск 2008); всероссийской конференции «Актуальные проблемы физической культуры и здорового образа жизни» (г. Сургут, 2008, 2009).
Декларация личного участия автора. Автором лично получены первичные данные о содержании микронутриентов в биосубстратах человека (волосы), содержании витаминов - антиоксидантов (кровь), а также изучен и проанализирован пищевой рацион обследованных студентов. Автором самостоятельно осуществлена статистическая обработка данных, расчет параметров квазиаттракторов и их интерпретация с позиций теории хаоса и синергетики и написание диссертации. Доля личного участия автора в совместных публикациях составляет 65-80%.
Публикации. Основные положения диссертации представлены в 22 печатных работах, из которых 5 работ в рекомендуемых ВАК изданиях. Их перечень приведен в конце автореферата.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа содержит 173 страницы машинописного текста. Она выполнена в классическом стиле и состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования и главы, содержащей результаты собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы. Работа содержит 16 таблиц и 33 рисунка. Список литературы включает в себя 258 источников, в том числе 57 на иностранном языке.
