Введение к работе
Актуальность исследования^ Здоровье человека, адаптация организма еловека к воздействию внешних факторов окружающей среды и сохранение ктивности человека (в том числе и физической) остается одной из главных іроблем современной науки на сегодняшний день.
В настоящее время существует немало методов оценки состояния здоро-ья человека, взаимодействия его с окружающей средой, систем жизнеобеспе-іения человека и популяции в целом, однако остается открытой проблема по-ышения эффективности экспериментальных исследований посредством при-іенения качественно новых методов исследования и обработки информации. Это позволило бы сократить сроки экспериментального этапа исследований и низить материальные и трудовые затраты на осуществление экспериментов.
Во многих проводившихся ранее исследованиях здоровья человека сде-ган акцент на индивидуальную оценку, и заключение о здоровье группы, попу-[яции проводится по средним показателям, которые могут не отражать реаль-гой ситуации (Казин 3.M.,1993,Breslin Е.Н.,1993). Общебиологические законо-іерности не видны, их невозможно проследить по физиологическим парамет->ам. Для применения таких методов требуются большие объемы выборок и (лителыюе время наблюдения (Алексеева Т.И.,1988,Фероян,1991). Между тем ічевидно, что необходим быстрый и надежный метод, позволяющий по сравни-ельно небольшой случайной выборке из популяции оценить степень ее антро-юэко логического напряжения - комплекса характеристик, сформировавшихся [од воздействием факторов окружающей среды.
Один из таких методов был предложен А.Н. Горбанем и Е.В. Смирновой щя оценки степени адаптированности групп здоровых людей к новым условиям кизни. Метод основан на эффекте увеличения скоррелированности между фи-иологическими параметрами при возрастании адаптационной нагрузки. Эффекту дано качественное объяснение в рамках модели факторы-ресурсы-отбор. Обнаруженный эффект оказался очень информативным, что подтвердилось по-ледующими исследованиями. Установлен также факт уменьшения (распада) юрреляций между физиологическими параметрами при тяжелых формах завоеваний.
В данной работе метод корреляционной адаптометрии получил даль-іейшее развитие при распространении области его применения на нагрузочные есты: физическая нагрузка, гипотермическое воздействие и глюкозотолерант-1ый тест. Данные для обработки были предоставлены Институтом медицинских іроблем Севера (Лаборатория функциональных методов исследования, руково-штель - доктор медицинских наук Г.Н. Светличная).
Проводившиеся ранее исследования (данные для которых получены, в ос-ювном, без учета физических нагрузок) отражают общую тенденцию измене-шя функции отдельной системы и не дают представления о механизмах, обес-іечивающих нормальную жизнедеятельность всего организма в целом. Нет
представления о том, каким напряжением достигается выполнение физической работы.
Поэтому целесообразно проведение комплексного исследования по изучению взаимодействия функциональных систем гомеостатического уровня.
Исследование степени интеграции функциональных систем в состоянии покоя, на этапах нагрузочных проб и в период восстановления в различные периоды года, с учетом возраста, уровня артериального давления (АД) в сравнительной характеристике с результатами исследования лиц, проживающих в средних широтах Восточной Сибири, позволит оценить резервные возможности организма. Полученные данные позволят понять, каким напряжением достигается адаптация и оценить состояние здоровья человека, длительно проживающего в экстремальных условиях высоких широт.
Проведение таких исследований без широкого применения ЭВМ превращается в трудноразрешимую задачу. Важное практическое значение приобретает создание специализированных комплексов для проведения исследований, включающих этапы алгоритмической и программной реализации такой оценки на ЭВМ.
Целью настоящей работы является количественная оценка степени напряжения функциональных систем при действии на организм различных дозированных нагрузок, резервных возможностей человека с помощью метода корреляционной адаптометрии; выявление точек максимальной интеграции подсистем при нагрузочных тестах; разработка инструментария для автоматизации проводимых исследований.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи исследования:
-
Адаптация метода корреляционной адаптометрии для работы с нагрузочными тестами; количественное измерение и исследование степени напряжения функциональных систем при нагрузочных тестах методом корреляционной адаптометрии.
-
Определение способа количественного измерения интеграции подсистем функциональных систем, обеспечивающих физическую работоспособность при выполнении нагрузочных тестов; нахождение точек наивысшей интеграции подсистем при физической работе.
-
Сравнительная оценка физической работоспособности здоровых мужчин (20-49 лет) пришлого населения, длительно проживающих в условиях Крайнего Севера, с учетом возраста, периода года, уровня АД, а также в средней полосе Сибири, с использованием метода корреляционной адаптометрии. Оценка степени скоррелированности реопоказателеи сосудистой системы глаза при гипотермическом воздействии в норме и патологии атеросклеротическая макулодистрофия) глаза. Исследование динамики веса корреляционного графа показателей липидного обмена у новорожденных при глюкозотолерантной нагрузке. Исследование гастродуоденальной патологии у детей различных рай-
шов Севера в зависимости от типа питания и сезона года и факторов риска с [сполъзованием метода корреляционной адаптометрии;
4. В целях облегчения и автоматизации проводимых исследований спро-іктировать структуру программного комплекса, реализующего методы и алго->итм, описанные в работе; разработать состав пакета по модулям; разработать труктуры данных, создать базы данных, разработать схему диалога с пользова-елем.
Положения, выносимые на защиту:
1. Доказана применимость метода корреляционной адаптометрии для щенки степени напряжения функциональных систем при нагрузочных тестах. уієтод позволил количественно оценить степень интеграции функциональных ;истем и их подсистем при выполнении нагрузочных проб.
2.. Построен, апробирован и обоснован способ нахождения точек наивысшей интеграции подсистем, обеспечивающих физическую работоспособ-юсть при выполнении нагрузочных тестов, количественного измерения и представления такой интеграции.
3. При применении способа количественной оценки степени напряжения
функциональных систем при нагрузочных тестах получены важные результаты
: точки зрения физиологии и медицины:
а) наиболее напряженным периодом для работы функциональных систем в
условиях Крайнего Севера при выполнении физической работы является пери-
ад полярного дня;
б) с возрастом степень напряжения возрастает во все сезоны, кроме периода
юлярной ночи, в этот период наблюдается обратная зависимость;
в) выявлена низкая скоррелированность параметров систем с развитием ги-
іертонической болезни.
-
Проведена оценка напряжения отдельных функциональных систем пищеварительная система, сосудистая система глаза) при других видах нагру-ючных проб в норме и патологии. Оценена эффективность проведенного лече-іия. При исследовании степени скоррелированности показателей пищеварительной системы у детей в условиях Севера экспериментально доказано, что ;мена типа питания и сезон года являются дополнительной адаптационной нагрузкой:
-
Спроектирована структура программного комплекса, реализующего летоды и алгоритм, описанные в работе; разработан состав пакета по модулям; шзработаны структуры данных, созданы 123 базы данных формата DBF общим эбъемом хранимой информации около 3.7Мбайт, разработана схема диалога с юльзователем.
Новизна работы.
1. Предложена модификация метода корреляционной адаптометрии для зценки степени напряжения функциональных систем при выполнении физической работы. Исследована работоспособность мужчин в зависимости от возраста, АД и периода года. Впервые проведена оценка степени интеграции функциональных систем, обеспечивающих физическую работоспособность, в основу
такой оценки положен системно-количественный метод с позиции теории функциональных систем А.П. Анохина.
-
Определен способ количественного измерения, представления и исследования интеграции подсистем, обеспечивающих физическую работоспособность при выполнении нагрузочных тестов. Найдены точки наивысшей интеграции подсистем при физической работе.
-
Впервые показана работа регуляторных механизмов в мобилизации поддержания оптимального, устойчивого уровня жизнедеятельности и работоспособности человека в экстремальных условиях среды.
-
Применение метода корреляционной адаптометрии для количественной оценки степени напряжения функциональных систем при нагрузочных пробах позволило впервые показать динамику напряжения сосудистой системы глаза при действии холодовой пробы у здоровых лиц и лиц с атеросклеротиче-ской макулодистрофией глаза. Показано существование зависимости динамики напряжения пищеварительной системы у детей от типа питания и сезона года.
Практическая значимость.
Исследования проводились в рамках реализации целевых программ «Здоровье человека Сибири», «Север - экология человека на Севере», а также явились фрагментами НИР с номерами государственной регистрации 810915665, 08150082510 в Институте медицинских проблем Севера .
Метод корреляционной адаптометрии позволяет количественно оценить резервные возможности человека, сравнить физическую работоспособность людей с учетом возраста, АД, периода года; рекомендовать уровень физической работы лицам с патологией АД. Проведенные исследования выявили сильные корреляционные связи между напряженным состоянием системы и уровнем АД, что дает возможность рекомендовать использование этого метода в кардиологической практике. Предложенный способ разделения на подсистемы может быть успешно применен для выявления наиболее важной подсистемы, входящей в комплексную функционирующую систему при действии на нее возмущающего фактора.
Результаты исследований использованы в комплексе клинико-диагностических мероприятий кардиологических больных в лечебных учреждениях г.Красноярска и г.Норильска, на кафедре пропедевтики внутренних болезней и кафедре внутренних болезней N2 КрасМИ. Кроме того, использованы при профилактических осмотрах для оценки состояния здоровья в учебных заведениях (КГТУ, завод-ВТУЗ), на промышленных предприятиях (ПО «Искра», ЦЭН, Биохимзавод), при оценке степени тренированности сборной края по лыжным гонкам.
Результаты исследований внедрены в практику лаборатории Полярной медицины СО РАМН, г.Норильск, отделения функциональной диагностики Института медицинских проблем Севера СО РАМН.
На основании полученных данных разработан и внедрен в работу Оздоровительного центра Сибирской Технологической Академии «Паспорт Здоровья».
Личный вклад автора.
Лично автором проведена вся обработка экспериментальных данных, предложен способ и разработан инструментарий нахождения точек интеграции подсистем и выявления наиболее значимой подсистемы для функциональных систем, находящихся под воздействием внешних факторов.
Публикации.
Основные результаты диссертации опубликованы в 11 печатных работах.
Апробация работы.
Основные результаты исследования докладывались - на Всесоюзной конференции(Владивосток,1992); - на секции "Вопросы информатизации медицины и экологии" на Красноярской городской конференции "Проблемы информатизации города"(1995); - на VI Всероссийском симпозиуме "Гомеостаз организма и адаптация к внешним факторам окружающей среды" (1995); - на научной конференции Института медицинских проблем Севера СО РАМН, (1995); International Conference Global & Regional Ecological Problems, 1995.
По результатам работы отработаны критерии диагностики при подготовке диссертаций:
«Особенности гастродуоденальной патологии у детей в условиях Севера» доктора медицинских наук М.А. Белоусовой, Москва, 1992;
«Количественная характеристика функциональных систем, обеспечивающих метаболизм и работоспособность у лиц, проживающих в условиях Крайнего Севера» доктора медицинских наук Г.Н. Светличной, Москва,1995;
Структура и объем работы.
Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов , приложения. Работа изложена на 160 страницах машинописного текста, содержит 10 таблиц, иллюстрирована 40 рисунками. Список цитируемой литературы содержит 169 наименований.
