CC BY
47
чувствительностью, простотой ведения лабораторных культур;
- новая тест-модель C. vidua обладает сравнимой со стандартизованным тест-объектом D.magna чувствительностью в отношении одноатомных спиртов, на порядок большей чувствительностью к токсическому воздействию кадмия и хлорорганических соединений;
- установленные закономерности в чувствительности C. vidua позволяют рекомендовать ее для повышения чувствительности при тестировании данных классов химических веществ, оценки острой токсичности в прескрининговом тесте для определения диапазона действующих концентраций, в том числе для дальнейшего тестирования на стандартизованном тест-объекте D. magrn;
- использование в качестве тест-модели C. vidua повышает объективность оценки токсичности хлорорганических соединений; приемлем сокращенный до 48 ч вариант тестирования;
- тест-модель, основанная на применении в качестве тест-объекта C. vidua может использоваться для оценки интегральной токсичности смесей идентифицированного и неидентифицированного состава.
Рекомендуется применение методики для интегральной оценки объектов окружающей среды, продукции, подлежащей оценке по показателям безопасности для здоровья населения, в дополнение к физико-аналитическим методам контроля, а также для скрининга проб с целью их последующего химического анализа.
Полученные результаты научной работы послужили основой для разработки инструкции по применению «Определение острой токсичности химических веществ, их смесей, природных и сточных вод методом биотестирования с применением ракообразных в качестве тестобъектов (Daphnia magna и Cypridopsis vidua)» (рег. № 093-1008) [1], которая послужила методической базой для внедрения методов оценки токсичности химических веществ с использованием водных тест-организмов в Республике Беларусь.
Л и т е р а т у р а
1. Инструкция по применению «Определение острой токсичности химических веществ, их смесей, природных и сточных вод методом биотестирования с применением ракообразных в качестве тест-объектов (Daphnia magna и Cypridopsis vidua)», рег. № 093-1008 от 30.12.2008.
2. Красовский Г.Н., ЕгороваН.А. //Гиг. и сан. - 2000. - № 4. - С. 63 - 66.
3. Красовский Г.Н., ЕгороваН.А. //Гиг. и сан. - 2005. - № 3. - С. 10-13.
4. МУ 4050-85. Постановка экспериментальных исследований по изучению характера комбинированного действия химических веществ с целью разработки профилактических мероприятий: Метод. указания. - М., 1987.
5. Progress in standartization of aquatic toxicity tests. SETAC Special Publications Series / Eds A.M. Soares, P. Calow. - Boca Raton: Lewis Publ., 1993.
Поступила 13.02.12
© В.П. АЛФЕРОВ, 2012
УДК 614.7+613.6]:616-092:612.014.49
В. П. Алферов
СТЕРЕОТИПЫ АДАПТАЦИОННОЙ ПЕРЕСТРОЙКИ ОРГАНИЗМА И ИХ ПРОЯВЛЕНИЯ В СТРУКТУРЕ ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ нАСЕЛЕнИЯ И ПРОФЕССИОнАЛЬнЫХ ГРУПП
Муромский институт (филиал) Владимирского государственного Университета
Изложены результаты теоретического анализа и обобщения многолетних работ автора по физиологогигиеническим и клиническим исследованиям организма взрослых лиц, подверженных влиянию экстремально выраженных факторов окружающей среды и условий труда. Результат обобщения - теория адаптационной перестройки организма в экстремальных условиях - изложен в виде системы постулатов. Рассмотрены особенности заболеваемости как проявления феномена побочных эффектов адаптационной перестройки организма.
Ключевые слова: экстремальные факторы, адаптация организма, теория адаптации, побочные эффекты адаптации, изменения заболеваемости как побочные эффекты
VP. Alferov - STEREOTYPES OF ADAPTIVE ADJUSTMENT OF THE ORGANISM AND THEIR MANIFESTATIONS IN THE STRUCTURE OF MORBIDITY IN POPULATION AND PROFESSIONAL GROUPS
Murom Institute (branch) of a State Educational Institution of higher professional education "Vladimir State University" named after Alexander and Nicholas Stoletovs
The results of theoretical analysis and generalizations of long-term works of the author on the physiological-hygienic and clinical studies of the body in the adult population, exposed to influence of extremely pronounced environmental factors and conditions of employment are reported. The result of generalization - the theory of adaptive adjustment of the organism in extreme conditions - is presented as a system of postulates. The features of disease as a manifestations of the phenomenon of the side effects of adaptive adjustment of the organism are considered
Keywords: extreme factors, adaptation of the body, the theory ofadaptation, side effects ofadaptation, changes in morbidity as side effects
Современное население подвергается влиянию разнообразных экстремально выраженных факторов - сурового климата, атмосферных загрязнений, про-
Алферов В.П. - д-р мед. наук, проф. каф. «Безопасность жизнедеятельности» (alferovvp@mail.ru).
фессиональных вредностей, эмоциональных стрессов, фобий и т. д.
Факторы экстремальной выраженности преобладают среди причин заболеваемости. Именно на уровне защитно-приспособительных реакций организма, направленных против этих факторов, исчерпываются фи-
81
[гиена и санитария 6/2012
зиологические резервы и начинается их поломка, ведущая к предболезни и болезни [1, 7-9, 12, 13].
В связи с этим выяснение закономерностей стрессовых потрясений организма и его адаптационной зашиты от экстремальных факторов - одно из важнейших направлений в гигиене и патологии. Особое значение при этом имеет вопрос о существовании общих принципов адаптации организма, действующих в построении защитных адаптаций к различным экстремальным факторам.
Знание этих принципов было бы полезно для решения прикладных проблем в аспектах защиты организма от конкретных причинных факторов. Иными словами, упомянутые принципы неспецифического реагирования были бы методологически полезны для решения специфических задач, а именно для создания конкретных схем профилактики, диагностики и лечения определенных заболеваний.
Вероятно, активность исследователей в этом направлении может завершиться разработкой общих принципов профилактики, диагностики и лечения типовых патологических процессов. Уже получены убедительные результаты такого плана в области диагностики предболезненных состояний [9].
Зная принципы адаптационной перестройки организма и определяемые ими изменения здоровья, можно отслеживать в структуре заболеваемости населения адекватные сдвиги в соответствующих классах болезней. Тем самым можно осуществлять гигиеническую оценку того или иного экстремального фактора, в условиях которого проживает данное население.
Результаты такой гигиенической оценки полезны для разработки коррекционных мер, т. е. профилактических и оздоровительных программ местного здравоохранения с участием ученых.
Многочисленные исследования по проблеме адаптационной защиты не дают принципиального ответа на вопрос о физиолого-гигиенической значимости адаптации: наносит ли она ущерб здоровью только в случае своей несостоятельности и поломки или же даже будучи полноценной в плане защиты от адапт-фактора1 одновременно изменяет сопротивляемость к другим факторам, отвлекая на себя часть физиологических резервов из соответствующих функциональных систем. Имеются факты [10], свидетельствующие о случаях подобного изменения резистентности организма при его адаптации к факторам химического профиля.
Между тем вопрос о закономерности (неизбежности) возникновения подобных эффектов оставался открытым. Решение данной проблемы имеет принципиальное значение: если адаптация закономерно сопровождается негативными побочными эффектами, то она не вполне отвечает стремлению медицины сохранить полноценное здоровье трудящихся и выдвигает необходимость учета и коррекции указанных эффектов.
Автор стремился решить вопрос о существовании и закономерностях возникновения побочных эффектов адаптации, а также определить принципиальную возможность разработки мер предупреждения и рациональной терапии нарушений здоровья, вызываемых побочными эффектами. С этой целью изучены два вида адаптации - к дыханию воздухом, загрязненным промышленными выбросами в концентрациях, многократно превышающих ПДК, и к экстремально жаркому микроклимату.
1 Экстремально выраженный фактор среды, вызывающий защитно-приспособительную перестройку организма.
Материалы и методы
Стандартными методами санитарно-гигиенического контроля изучено присутствие примесей в атмосферном воздухе по месту жительства металлургов и в воздухе их рабочей зоны - в цехах металлургических комбинатов «Криворожсталь» и им. Ильича (г. Мариуполь). Определяли примеси: сернистый газ, фенол, окислы азота, сероводород, окись углерода, пыль, ее двуокись кремния, 3,4-бенз(а)пирен и др.
По критерию Р комплексной оценки загрязнения воздуха (по М.А. Пинигину) выявлены 3 зоны загрязнения воздуха по месту жительства: зона максимального загрязнения (30,2-33,2), среднего (14,6-20,7) и минимального (11,2-15,7). Последняя зона и ее жители-металлурги были взяты в качестве фоновых для сопоставительного анализа.
Исследовали контингенты рабочих, инженернотехнических работников и служащих. Гигиеническая характеристика условий труда (температура воздуха 50-60оС, окружающих поверхностей < 110оС, влажность и подвижность воздуха, его запыленность до 182-546 мг/м3, концентрация окиси углерода < 9 мг/м3, интенсивность инфракрасного излучения до 10-12 кал/см2/мин, шум -низкочастотный < 118 дБ, вибрации различной интенсивности, освещенность и др.) осуществлена с использованием традиционных методов гигиены.
Функциональное состояние организма указанных работников в покое и во время труда исследовано традиционными методами физиологии труда, а также по данным ежегодных врачебных профилактических осмотров.
Заболеваемость металлургов изучена по данным больничных листков и амбулаторных карточек цеховых поликлиник; наличие предболезненных состояний - по данным фиксированного интервью; клиническое течение болезней и методы их лечения - по данным амбулаторных карточек и историй болезни.
Функциональное состояние и заболеваемость металлургов изучали отдельно в опытных группах рабочих горячих профессий (2634 огнеупорщика, 218 разливщиков стали) и в двух контрольных группах, не связанных с фактором нагревающего микроклимата (1068 инженерно-технических работников и служащих, 344 слесаря).
Установлено, что адаптационное состояние организма и создавшие его изменения функциональных систем не только обеспечивают устойчивость организма к вызвавшему изменение причинному фактору (адапт-фактору), но и одновременно изменяют устойчивость организма к еще одному или нескольким факторам. С формальной точки зрения возникшая таким образом попутная адаптация является кросс-адаптацией2; она бывает положительной или отрицательной в зависимости от того, повышается на ее фоне устойчивость к соответствующему фактору или понижается.
Положительная кросс-адаптация развивается, как правило, для факторов, аналогичных или гомологичных основному адапт-фактору, а отрицательная - к факторам-антиподам. Так, в результате адаптации к нагревающему микроклимату возникает положительная кросс-адаптация к фактору аналогичного действия на организм - гипоксии, а к фактору-антиподу - холоду -вырабатывается отрицательная кросс-адаптация.
2 В переводе с англ. - перекрестная адаптация.
82
Результаты и обсуждение
Обобщая сведения по изученным нами и другим адаптациям организма, мы обнаружили [1—5], что в сущностном процессе каждой адаптации, т. е. в ее адаптоге-незе, всегда задействована профильная функциональная система, функциональное назначение которой соответствует природе адапт-фактора, причем в состав этой же системы входит функция-поставщик (или проводник), через которую адапт-фактор проникает в организм. В этой же системе находится и та константа гомеостаза, которая несовместима с чрезмерным проникновением адапт-фактора в организм, поэтому она безусловнорефлекторным путем ограничивает допустимую степень их контакта.
В процессе формирования адаптации эта лимитирующая константа подвергается изменению (смещается, становится менее жесткой). Ее смещение образует функциональную брешь - locus minoris resistentiae (место слабой сопротивляемости), где функциональные возможности организма сокращены и есть риск возникновения заболевания или другого негативного явления. Иначе говоря, значение сдвига константы двоякое: с одной стороны, он полезен и обеспечивает адаптацию, повышая устойчивость организма к адапт-фактору, а с другой - снижает устойчивость организма к какому-то другому фактору в области упомянутого locus minoris. Возникающие в этом месте болезни или другие нарушения представляют собой побочные эффекты адаптации, проявления отрицательной кросс-адаптации или диза-даптации.
Используя эти формализованные сведения, можно осуществлять принципиальный прогноз изменений здоровья при оценке новых, еще не испытанных факторов. В результате определяются лишь существенные, т. е. вызываемые адаптогенезом, изменения. При этом выявляются и побочные эффекты адаптации. Порядок осуществления такого физиологического предвидения изложен в работе [5]. Физиологию адаптации к экстремальным факторам мы рассматриваем исходя из следующих базисных постулатов:
• факторы окружающей среды, труда и быта имеют умеренную либо экстремальную выраженность.;
• организм обладает полной готовностью приспосабливаться к умеренно выраженным факторам среды; приспособление к таким факторам осуществляется за счет обычных функциональных сдвигов (физиологических флюктуаций), которые не следует называть адаптацией;
• человек обладает лишь потенциальной способностью приспособления к экстремально выраженным факторам среды; реализация этой способности осуществляется путем стрессовой адаптации функциональных систем;
• стресс - это состояние общего адаптационного синдрома, предшествующее адаптации и вызывающее запуск адаптационных механизмов;
• стрессовая адаптация - это процесс специфической перестройки недостаточно эффективной функциональной системы; в ходе этого процесса система дополняется новым функциональным элементом и тем самым повышается ее эффективность; стрессовая адаптация наблюдается в условиях экстремально выраженного адапт-фактора и приходит на смену состоянию стресса;
• компенсация - это явление замещения несостоятельной функции, которая в экстремальных условиях не может обеспечить приспособление адаптирующейся функциональной системы; это возместительная дотация
к несостоятельной функции (или системе) в виде подключения к ней новой - возмещающей функции; это сущностный механизм адаптации;
• стрессовая адаптация может иметь две фазы: нормальную и патологическую; в первой фазе компенсация осуществляется включением возмещающей функции, взятой из смежной функциональной системы, во второй фазе - включением функции, принадлежавшей несмежной системе;
• в патологической фазе адаптации организм приспосабливается к экстремальному сдвигу «несущей» функции (например, к высокому давлению крови при возникновении гипертонической болезни);
• критерием различия нормальной и патологической фаз адаптации является возможность дизадаптации при прекращении контакта организма с адапт-фактором; в нормальной фазе такая возможность имеется, а в патологической - нет; необратимость компенсации в патологической фазе обусловлена наличием возмещающей функции из побочной функциональной системы; эта функция играет роль стабилизатора перестройки;
• предболезнь - это состояние формирования второй - патологической - фазы адаптации;
• болезнь - это состояние уже сформировавшейся второй фазы адаптации, характеризующееся необратимостью компенсации при возврате организма в условия умеренной выраженности факторов окружающей среды.
• задача профилактики состоит в том, чтобы прервать прогрессирование адаптационного процесса, не допустить возникновение предпатологии;
• патогенетическое лечение болезней - это лечение с устранением стабилизирующей функции из функциональной системы;
• вся физиологическая активность функциональных систем организма носит приспособительный, реактивный характер, поэтому все изменения в организме -флюктуационные и адаптационные являются реакциями организма на изменения среды; можно различать реакции функций и функциональных систем.
Заключение
Изложенная система взглядов четко объясняет накопленные сведения об адаптации. Как целостная теория она будет полезна в исследовательской и врачебной практике. Используя формализованные сведения теории, можно осуществлять принципиальный прогноз изменений здоровья при оценке традиционных и новых, еще не испытанных факторов. Это дает возможность разработки мер предупреждения и рациональной терапии нарушений здоровья, возникающих как побочные эффекты адаптации. Тем самым реализуется стремление медицины сохранить полноценное здоровье населения.
Л и т е р а т у р а
1. Алферов В.П. // Бицентры России: прошлое, настоящее, будущее: Материалы межрегион. науч.-практ. конф. Новомосковск, 11-12.10. 2002 г. - Тула: Изд-во Тульск.гос.пед.ун-та, 2002. - Т 2. - С. 130-136.
2. Алферов В.П. // Бицентры России: прошлое, настоящее, будущее: Материалы межрегион. науч.-практ. конф. Новомосковск, 11—12.10. 2002 г. - Тула: Изд-во Тульск. гос. пед. унта, 2002. - Т.2. - С. 136-142.
3. Алферов В.П. // Бицентры России: прошлое, настоящее, будущее: Материалы межрегион. науч.-практ. конф. Новомосковск, 11-12.10. 2002 г. - Тула: Изд-во Тульск. гос. пед. унта, 2002. - Т.2. - С. 142-147.
83
[гиена и санитария 6/2012
4. Алферов В.П. // Бицентры России: прошлое, настоящее, будущее: Материалы межрегион. науч.-пракг. конф. Новомосковск, 11—12.10. 2002 г. - Тула: Изд-во Тульск. гос. пед. унта, 2002. - Т.2. - С. 147-150.
5. Алферов В.П. // Машиностроение и безопасность жизнедеятельности: Межвузов. сборник науч. работ. - М.: Изд-во Машиностроение, 2008. - Вып.5. - С. 5-13.
6. Артамонова В.Г., Шаталов Н.Н. Профессиональные болезни. - 2-е изд. - М., 1988.
7. Гаркави Л.Х., Квакина Е.Б., Уколова М.А. Адаптационные реакции и резистентность организма. - Ростов н/Д., 1977.
8. Горизонтов П.Д. // Вестн. АМН СССР. - 1979. - № 11. - С. 12-16.
9. Казначеев В.П., Баевский Р.М., Берсенева А.П. Донозологическая диагностика в проекте массовых обследований населения. - Л., 1980.
10. Люблина Е.И., Минкина Н.А., Рылова М.Л. Адаптация к промышленным ядам как фаза интоксикации. - Л., 1971.
11. Потоцкая И.И. // Патологическая физиология / Под ред. Н.Н. Зайко. - 2-е изд. - Киев, 1985. - С. 332-362.
12. Сидоренко Г.И. //Гиг. и сан. - 1983. - № 3. - С. 4-7.
13. Сидоренко Г.И., Захарченко М.П., Беляев Е.Н. и др. // Методологические и методические проблемы оценки состояния здоровья населения. - СПб, 1992. - С. 4-6.
Поступила 13.02.12
© А.М. ЧЕРНЫХ, Е.С. КИРИЧУК, 2012 УДК 613.95:572.51
А.М.Черных, Е.С.Киричук
ВОЗМОЖНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ ДЛЯ SD-ВИЗУАЛИЗАЦИИ
результатов гигиенических исследований состояния здоровья на примере физического развития детского населения
ГБОУ ВПО Курский государственный медицинский университет Минздрава России
В ходе исследования продемонстрирована возможность использования 3О-визуализации результатов гигиенических исследований с использованием программного комплекса STATISTICA Neural Networks на примере физического развития детей в Курской области, дана оценка возможности применения предложенного метода.
К л ю ч е в ы е с л о в а : 3О-визуализация, графический анализ
A. M. Chernykh, E. S. Kirichuk - THE POSSIBILITY OF USING NEURAL NETWORKS FOR THE 3D
visualization of hygienic studies of the health state on the example of the physical development of the child population.
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Professional Education "Kursk State Medical University” of the Ministry of Healthcare and Social Development, Kursk, Russian Federation
In the course of the research the possibility of using 3d visualization of the results of hygienic investigations using software package STATISTICA Neural Networks as exemplified by the physical development of children in the Kursk region has been demonstrated, assessment of the possibility of application the proposed method has been done
Keywords: 3d visualization, graphical analysis
Требования, выдвигаемые к уровню и качеству подготовки выпускников вузов в современных условиях модернизации образования, предусматривают внесение инновационной составляющей в профессиональную деятельность в органах и организациях Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека. Одним из важнейших аспектов деятельности специалиста по гигиене детей и подростков является оценка уровня физического развития - важнейшего критерия состояния здоровья, позволяющего выявить закономерности его формирования в зависимости от природно-климатических, социальных, биологических и экологических факторов среды обитания [1, 3, 5]. Результат оценки любого явления - информация, которую необходимо представить в доступном виде - визуализировать. Нами был предложен совершенно новый метод графического представления проведенных исследований - 3D-визуализация как особая форма научного мышления и обобщения, особая форма информации.
Черных А.М. - д-р мед. наук, проф., зав. каф. общей гигиены (Cher-Alex@yandex.ru); Киричук Е.С. - клинический интерн каф. общей гигиены (root@ksmumpf.ru).
Представление данных таблицы в виде SD-визуализации производит более сильное впечатление, чем цифры, что позволяет лучше осмыслить результаты проведенного исследования, правильно их истолковать, значительно облегчает понимание статистического материала, делает его наглядным и доступным [2, 4, 6]. Это, однако, вовсе не означает, что 3D-визуализации имеют лишь иллюстративное значение. Они дают новое значение предмету исследования, являясь методом обобщения исходной информации.
В задачи исследования входило построение визуализаций, оценка возможности дальнейшего использования метода.
Материалы и методы
Для построения 3D-визуализации, а именно разно-высотно-искривленных графических слоев, использовали паттерны статистических данных по физическому развитию детей Курской области, а именно показатели роста, массы тела, окружности грудной клетки, ЖЕЛ и др. С этой целью были обследованы 336 детей средних школ Курска с учетом региональных стандартов физического развития.
Статистическую обработку проводили с применением стандартных пакетов программ прикладного статисти-
84
