CC BY
87
8. Nature and economy of KAFEC region. - Novosibirsk: Nauka, 1983.
9. Natural conditions and agriculture of Khakass autonomous oblast’/ Proceedings of the South-Yenisey complex expedition. - М.: AS USSR Publ. 1954.
10. Purdik L.N. Natural conditions and physical-geographical zoning / Purdik L.N., Yu.M. Semenov // Nature and economy of KAFEC region. -Novosibirsk: Nauka, 1983.
11. Vegetation of the West Siberian plain (map) М-б 1: 1 500 000 / I.S. Il’ina, E.I. Lapshina, et al. - М.: SD for Geodesy and Cartography, 1976.
12. Vegetation map of the south-east of West Siberia М-б 1: 1 000 000 / Ed.by V.B. Sochava and A.V. Kuminova. - М., 1963.
13. Suslov S.P. Physical Geography of the USSR. Asian part. - М. Uchpedgiz. 1954.
14. Physical-geographical zoning of the USSR (map). М-б 1:10 mln., М.: MSU- SD for Geodesy and Cartography, 1967.
15. Ecological-geographical map of RF. М-б 1:4 000 000. - М.: 1996.
16. The south of Krasnoyarsk Krai: Atlas - map series. - М.: SD for Geodesy and Cartography, 1977.
Статья поступила в редакцию 28.03.11
УДК 612.017.2:616.12-008.331(1-17)
Hasnulin V.I., Hasnulina A.V., Bezprozvannaya E.A. FUNCTIONAL INTERHEMISPHERIC ASYMMETRY AND EFFICIENT ADAPTATION TO GEO-ECOLOGICAL FACTORS OF HIGH LATITUDES. A conclusion was made that functional activity of right cerebral hemisphere determines the physiology of organism's responding to biologically negative disturbances of geo-ecological (meteorological, gravity, geomagnetic) factors, and it is one of the basic regulatory mechanisms of the process of forming an adaptive resistance to the discomfort ecological conditions of high latitudes for native inhabitants and newcomers. The mechanism of the adaptive resistance to the natural environment in humans is associated with the function of the right hemisphere of the brain.
Key words: adaptation, extreme geo-ecological factors, northern stress, immune protection, functional in-terhemispheric asymmetry, adaptive-regenerative potential.
В.И. Хаснулин, д-р. мед. наук, проф. НЦКЭМ СО РАМН; А.В. Хаснулина, канд. мед. наук НЦКЭМ СО РАМН,
Е.А. Безпрозванная, научный сотрудник НЦКЭМ СО РАМН, г. Новосибирск, E-mail: [email protected]
АСИММЕТРИИ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ПОЛУШАРИЙ МОЗГА И ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОЙ АДАПТАЦИИ К ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИМ ФАКТОРАМ ВЫСОКИХ ШИРОТ
Сделан вывод о том, что функциональная активность правого полушария головного мозга определяет физиологичность реагирования организма на биологически негативные возмущения геоэкологических (метеорологических, гравитационных, геомагнитных) факторов и является одним из основных регуляторных механизмов процесса формирования адаптивной устойчивости к дискомфортным экологическим условиям высоких широт у коренных и пришлых жителей. С функцией правого полушария головного мозга у человека связан механизм формирования адаптационной устойчивости к природным экологическим условиям окружающей среды.
Ключевые слова: адаптация, экстремальные геоэкологические факторы, северный стресс, функциональные асимметрии мозга, иммунная защита, адаптивно-восстановительный потенциал.
Перспективы дальнейшего освоения природных ресурсов Арктики для обеспечения экономического выживания и развития страны требуют научно обоснованной организации качественной системы жизнеобеспечения и охраны здоровья главного ресурса эффективных социально-экономических преобразований - коренных и пришлых жителей регионов Севера с экстремальными гео-экологическими условиями. Именно здоровье каждого человека на Севере, определяет возможности и качество воспроизводства новых поколений, уровень восполнения трудового потенциала, обеспечение государственной безопасности и целостности страны. В реализации программ создания северных систем жизнеобеспечения в первую очередь должны учитываться индивидуальные физиологические особенности функционирования человеческого организма в условиях постоянного стрессирующего воздействия неблагоприятных климато-геофизических факторов высоких широт, обеспечивающие высокий уровень адаптации, сохранение здоровья и достаточно долгую продолжительность активной жизни.
Одним из важных индивидуальных, эволюционно отобранных биологических механизмов, обеспечивающих высокий адаптационно-восстановительных потенциал человеческого организма, оказалась феногенотипически закрепленная асимметричность активации полушарий головного мозга со значительным превалированием функции правого полушария в условиях северного стресса. Наши данные [1; 2], а также последующие работы [3-6] других ученых, однозначно говорят о ведущем значении функции правого полушария мозга в регуляции адаптивной подстройки организма человека к из-
меняющимся условиям природной среды и воздействию других физических, в том числе техногенных, факторов.
Материалы и методы исследования. Были обследованы 709 практически здоровых пришлых жителей в возрасте 20-59 лет в Норильске, 15 здоровых жителей тропиков в возрасте 22-41 года в процессе трехмесячной адаптации на Европейском Севере, 214 коренных жителей Севера в возрасте 20-62 лет. Контрольную группу здоровых людей составили 84 человека в возрасте 20-47 лет, постоянно проживающих в г. Новосибирске. От каждого обследованного человека получено информированное согласие на использование материалов в научных обобщениях.
Проведено комплексное клинико-лабораторное, функциональное, биохимическое и иммунологическое обследование. У всех обследованных людей производилось разовое определение параметров ЭКГ, общих клинических анализов крови, также производилось взятие крови на биохимические анализы в одни и те же утренние часы. О величине психоэмоционального стресса судили по уровню психоэмоционального напряжения (ПЭН) и других психо-физиологических характеристик, дизадаптивных и патологических состояний, определяемых с помощью компьютерной программы «СКРИНМЕД» (НЦКЭМ СО РАМН). Доминирование правого или левого полушария головного мозга определялось с помощью тестов выявления ведущей руки, ноги, глаза, определения силы и выносливости кистей рук, скорости простой сенсомоторной реакции (рефлексометрия), по интенсивности кровенаполнения полушарий головного мозга (реоэнцефалография по методике Х.Х.Яруллина). Оценка общей физической работоспособности и функционального состояния сердечно-сосудистой
системы (ССС) проводилась с помощью велоэргометрической пробы в тесте PWC150. Адаптационно-восстановительный потенциал оценивался по изменению (в сравнении с контрольной группой жителей средних широт) показателей частоты сердечных сокращений (ЧСС), пороговой мощности функционирования сердечно-сосудистой системы (ПМ), максимального потребления кислорода (МПК), а также по характеристикам физической и умственной работоспособности. Статистическую обработку данных проводили с использованием стандартного пакета статистических программ STATISTICA ^іаЗой, США) версии 6.0. Количественные данные представлены как М ± т при нормальном распределении показателей. Достоверность различий определяли по 1-критерию Стьюдента для независимых выборок, достоверность присваивалась при значении р < 0,05. Корреляционный анализ проводился по методу Пирсона.
Результаты и их обсуждение. Данные сопоставления результатов обследования практически здоровых жителей Севера с аналогичными данными у жителей средних широт позволили сделать вывод о значительном увеличении среди людей, проживающих в экстремальных климатогеографических регионах, доли левшей (по сравнению с регионами с благоприятным умеренным климатом), превалированием функции правого полушария мозга у коренных жителей Севера; отсеиванием, с увеличением срока проживания в высоких широтах, пришлых жителей с превалированием функции левого полушария; увеличением среди первого и последующих поколений переселенцев на Север правополушарных людей.
Среди коренных жителей Таймыра выявлено 56,3% людей с превалированием функции правого полушария мозга. Ярко выраженных левшей, которые даже в школе продолжали писать и рисовать левой рукой, после настойчивой попытки переучивания, оказалось 21,6%. Больше половины этих левшей знали о леворукости своих родственников (отец, мать, братья, сестры). Среди амбидекстров и правшей родственники-левши обнаружились у 23,3%. Материальная культура, образ жизни, психологическая структура деятельности в труде и в быту многих северных народов также не связана с доминированием левого полушария головного мозга. Например, устройство оленьей упряжки, бросание маута (ременной петли) и т.п. предполагают в качестве ведущей левую руку. Другие предметы материальной культуры не имеют четко выраженной предназначенности в деятельности для правой руки. Это отличие существенно, так как развитие предметной среды и образа жизни народов европейской культуры, проживающих в средних широтах, характеризуется усложнением общественных структур и развитием специализации, унификации орудий труда, рассчитанных на ведущую роль правой руки.
Пришлые жители Севера, имеющие в своем составе сразу после приезда в высокие широты только 6-7% левшей, под действием негативных природных факторов подвергаются естественному отбору. Правши постепенно начинают выезжать с Севера. Остается больше амбидекстров и левшей. Так, на Таймыре среди пришлых жителей, проживших 15-20 лет в высоких широтах, количество левшей достигло 17,9%.
В процессе Советско-Индийского полярного эксперимента также выяснилось, что эффективность адаптации здоровых жителей тропиков и жителей средних широт на Севере в значительной степени была обусловлена активацией функции правого полушария мозга на фоне повышения активности центральной нервной системы в целом. Кроме того, было показано, что у людей, работающих и проживающих в экстремальных климато-геофизических условиях, с высокой функциональной активностью правого полушария головного мозга ассоциируются: эффективный тип метаболизма, высокая устойчивость к психоэмоциональному стрессу, высокая иммунная защищенность, хорошая сбалансированность эндокринных реакций, оптимальное течение восстановительных процессов, а также более благоприятное течение патологических процессов. Левополушарные люди, попадая под действие негативных изменений природно-климатических факторов, в большей степени страдают от быстро прогрессирующих забо-
леваний, подвержены психоэмоциональным стрессам, несут тяготы от нарушений метаболизма, характеризуются болезненной метечувствительностью, наличием функциональных иммунодефицитов, регенераторно-пластической недостаточностью. Другими словами, с функцией правого полушария головного мозга у человека связан механизм формирования устойчивости к природным (гелио-геофизическим и метеорологическим) условиям окружающей среды. Проявлением этой устойчивости является резистентность к метеопатическим реакциям.
Наши исследования позволили сделать заключение о том, что правое полушарие, контролируя внутренние гомеостатические процессы в организме и перестраивая их в соответствии с изменениями во внешней среде, обеспечивает биологические механизмы природной адаптации. В противоположность правому полушарию, левая гемисфера отвечает в большей степени за социальную адаптацию человека.
Изложенные факты позволяют говорить о том, что полноценная адаптация к экстремальным условиям среды возможна лишь при достаточно высокой функциональной активности правого полушария мозга в сочетании с не сниженной функцией левого полушария. При этом функции обоих полушарий, их кровоснабжение не должны быть ниже физиологического оптимума. Регуляторная роль правого полушария головного мозга в перестройке адаптивных процессов в соответствии с изменяющимися факторами внешней среды заключается в активации нейроэндокринных, энергетических, иммунных, функциональных и биофизических механизмов гомеостаза.
При обследовании практически здоровых пришлых жителей Севера по данным определения систолического реографи-ческого индекса кровенаполнения полушарий головного мозга нами было выявлено, что функциональная активность правого полушария преобладала у 42,8% обследованных людей, а функциональная активность левого полушария превалировала у 38,9% обследованных людей. Остальные обследованные жители Севера отличались равной функциональной активностью правого и левого полушарий. В процессе обследования выяснилось, что среди функционально правополушарных лиц у 48,3% функциональная активность полушарий мозга была в норме или превышала её. В группе функционально левополушарных людей процент лиц с функциональной активностью полушарий в пределах нормы или выше нормы составил 16,3%. Результаты данного анализа подтверждают достоверное увеличение на Севере среди пришлого населения числа людей с превалированием функциональной активности правого полушария мозга и значимую взаимосвязь функции мозга с активностью правого полушария.
В последующих исследованиях мы оценили зависимость основных проявлений северного стресса у обследованных людей от уровня функциональной активности полушарий мозга. При высокой функциональной активности полушарий мозга определялась меньшая выраженность базового компонента северного стресса -окислительного стресса. Показатель, отражающий степень устойчивости к окислительному стрессу, индекс соотношения антиокислители - перекисное окисление липидов был достоверно выше (1,03±0,02) при высокой функциональной активности полушарий мозга, нежели у людей с низкой функциональной активностью полушарий мозга (0,85±0,03).
Снижение функциональной активности полушарий мозга сочетается с большим уровнем психоэмоционального напряжения (12,6±0,3 усл.ед.) в сравнении с людьми, отличающимися высокой функциональной активностью полушарий мозга (10,5±0,4 усл.ед.). При высокой функциональной активности полушарий мозга по данным систолического реографического индекса кровенаполнения определялась и достоверно большая скорость простых сенсомоторных реакций правой и левой рук (169,7±3,3 и 156,7±2,1 мсек, соответственно) в сравнении с людьми, отличающимися низкой функциональной активностью полушарий мозга (249,0±5,8 и 224,6±4,1 мсек, соответственно). У людей с высокой функциональной активностью
полушарий мозга отмечено, по сравнению с пришлыми жителями Севера с низкой функциональной активностью полушарий мозга, меньшее (не достоверно) содержание в крови стрессовых гормонов кортизола (431,1±36,3 и 499,2±29,5 нмоль/л, соответственно) и инсулина (15,9±0,8 и 18,1±0,9 мкЕд/мл, соответственно).
Обращают на себя внимание и различия (хотя и не достоверные) в метаболических характеристиках у практически здоровых жителей Севера в зависимости от высокой или низкой функциональной активности полушарий мозга (табл.1).
Таблица 1
Различия метаболических характеристик у практически здоровых жителей Севера в зависимости от высокой или низкой функциональной активности полушарий мозга
Показатели Активность полушарий головного мозга Досто-
(РЭГ) верность (р)
Высокая Низкая
Реоэнцефалография правого полушария 1,32±0,03 0,63±0,01 < 0,001
Реоэнцефалография левого полушария 0,96±0,02 0,72±0,01 < 0,001
Холестерин (ммоль/л) 5,55±0,07 5,71±0,06
Бета-липопротеиды (ммоль/л) 3,70±0,09 4,1±0,08 < 0,003
Триглицериды (ммоль/л) 1,04±0,04 1,17±0,03 < 0,01
Билирубин общий (ммоль/л) 17,2±0,5 17,6±0,6
Сахар крови (ммоль/л) 4,96±0,05 5,18±0,05 < 0,003
Аланинаминотрансфераза (ммоль/л) 0,29±0,01 0,33±0,01 < 0,01
Аспартатаминотрансфераза (ммоль/л) 0,28±0,01 0,30±0,01
Щелочная фосфатаза (еД) 165,9±4,5 175,9±3,4
Перекисное окисление липидов (и/е) 0,141±0,004 0,154±0,003 < 0,01
Антиокислительная активность (час.мл/г) 145,0±2,2 131,0±2,3 < 0,001
CD3+ (на 109 кл/л) 0,755±0,005 0,733±0,009 < 0,05
CD3+CD4+ (на 109 кл/л) 0,575±0,008 0,587±0,008
CD3+CD8+ (на 109 кл/л) 0,180±0,007 0,146±0,007 < 0,001
^ А ( г/л) 1,99±0,07 2,23±0,05 < 0,003
^ М (г/л) 1,12±0,04 1,14±0,04
Ig G (г/л) 11,98±0,19 11,89±0,12
ЦИК (Ш) 65,8±1,5 71,4±1,4 < 0,05
Данные, представленные в таблице 1., говорят о большей склонности к развитию метаболических и иммунных нарушений на Севере у людей с низкой функциональной активностью полушарий головного мозга. Большее снижение показателей клеточного иммунитета, характеризующееся уменьшением содержания Т-лимфоцитов (CD3+), Т-хелперов (CD3+ CD4+) и цитотоксических Т-лимфоцитов (CD3+ CD8+) также оказалось у пришлых жителей Севера с низкой активность полушарий мозга. На 8,5% в группе с низкой функциональной активностью полушарий мозга была повышена концентрация циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК) в сыворотке. Как считает Н.А. Константинова [7], повышенный уровень ЦИК в крови может быть причиной антителозависимой цитотоксичности, способствующей повреждению цитоплазматических мембран и тканевых структур. В то же время более эффективная адаптация людей с высокой функциональной активность полушарий головного мозга формируется на фоне превалирования функции правого полушария, что подтвер-
ждается большим систолическим реографическим индексом кровенаполнения правого полушария мозга и большей скоростью простой сенсомоторной реакции левой руки.
В целом результаты исследования показывают, что пребывание человека с низкой функциональной активностью полушарий головного мозга в условиях экологически обусловленного северного стресса приводит к снижению адаптационно-восстановительного потенциала человеческого организма, вызывая в последующем дизадаптивные и патологические нарушения. Об этом можно судить по снижению пороговой мощности функционирования сердечно-сосудистой системы при велоэргометрии ^С150), показателей физической и умственной работоспособности, достоверному увеличению болезненного метеореагирования, уменьшению индивидуальной минуты в сравнении с реальным временем, нарастанию десинхроноза и снижению адаптивных резервов в целом (табл.2).
Таблица 2
Показатели, характеризующие адаптационно-восстановительный потенциал организма человека в зависимости от высокой или низкой активности функции полушарий головного мозга (М ± т)
Показатели Активность полушарий Достовер-ность
головного мозга (РЭГ) (р)
Высокая Низкая
Пороговая мощность (кгм/мин.кг) 1411,0±102,8 954,0±31,1 < 0,01
Физическая работоспособность (вт/кг) 10,2±0,5 7,1±0,4 < 0,001
Умственная работоспособность (балл) 10,3±0,2 8,0±0,2 < 0,001
Болезненная метеореакция (балл) 2,55±0,06 3,37±0,05 < 0,001
Адаптивные резервы (балл) 17,3±0,3 10,9±0,24 < 0,001
Индивидуальная минута (сек) 53,0±0,7 42,6±0,8 < 0,001
Синхронизация ритмов (балл) 5,6±0,1 5,0±0,2 < 0,01
Исследования показали, что люди с превалирующей высокой функцией правого полушария мозга характеризовались меньшим психоэмоциональным напряжением; меньшей заторможенностью нервных процессов; меньшим выбросом кортизола в кровь; лучшими показателями кровоснабжения органов; меньшим напряжением выделительной, детоксицирующей и метаболической функциями; меньшей частотой и выраженностью патологических расстройств и большей устойчивостью к изменению метеогеофизических факторов, свидетельствующей о хорошей способности организма опережающе подстраивать внутренние жизнеобеспечивающие процессы в соответствии с изменяющимися природными и космическими факторами и обеспечивать эффективное течение адаптационно-восстановительных процессов в экстремальных природных условиях высоких широт.
Снижение функции правого полушария ниже физиологического оптимума становится одной из основных причин развития негативного психоэмоционального стресса, сопровождающегося либо депрессией, либо агрессией, высоким уровнем тревоги, заторможенностью нервных процессов, конфликтно-
стью, недовольством действиями окружающих людей, плохим настроением, повышением артериального давления, плохим самочувствием, неустойчивостью психики и снижением психической и физической работоспособности. Возникающее психоэмоциональное напряжение при недостаточной функции полушарий мозга становится одним из важных элементов развития патологических состояний у человека.
Заключение. Таким образом, имея данные о регуляторной роли правого полушария головного мозга в условиях Севера, можно сделать вывод, что именно функциональная активность вышеназванного полушария определяет физиологичность реагирования организма на возмущения метеорологических, гравитационных, геомагнитных и других биосферных факторов и является одним из основных регуляторных механизмов процесса формирования адаптивной устойчивости к дискомфортным экологическим условиям высоких широт. Другими словами, с функцией правого полушария головного мозга у человека связан механизм формирования адаптационной устойчивости к природным (гелио-геофизическим и метеорологическим) условиям окружающей среды.
Библиографический список
1. Хаснулин, В.И. Функциональные асимметрии и адаптация человека на Крайнем Севере / В.И. Хаснулин, Ю.М. Степанов, В.И.Шестаков // Бюллетень СО РАМН,1983. - № 2.
2. Хаснулин, В.И. Функциональная межполушарная асимметрия и болезненная метеочувствительность в высоких широтах // Медикоэкологические основы формирования, лечения и профилактики заболеваний у коренного населения Ханты-Мансийского автономного округа. -Новосибирск: СО РАМН, 2004.
3. Колышкин, В.В. Особенности психофизиологических механизмов адаптации в зависимости от латерального фенотипа человека: авто-реф. дис. ... д-р. мед. наук. - Томск, 1997.
4. Леутин, В.П. Синистральные и адаптационные возможности человека // Леворукость, антропоизомерия и латеральная адаптация. - М. - Ворошиловград, 1985.
5. Леутин, В.П. Функциональная асимметрия мозга, мифы и действительность / В.П. Леутин, Е.И. Николаева. - СПб.: Речь, 2005.
6. Филиппова, С.Н. Механизмы адаптации пришлого населения к экологическим условиям Заполярья: влияние латерального фенотипа на метаболизм и физиологические процессы: автореф. дис. . д-ра мед. наук. - Новосибирск, 2000.
7. Константинова, Н.А. Иммунные комплексы и повреждение тканей. - М.: Медицина, 1998.
Bibliography
1. Hasnulin, V.I. Functional asymmetry and human adaptation in the Far North. / V. Hasnulin, M. Stepanov, V. Shestakov // Bulletin of SB RAMS. -1983. - № 2.
2. Hasnulin, V.I. Functional hemispheric asymmetry and painful meteosensitivity at high latitudes // Medico-ecological basis of formation, treatment and prevention of diseases among the indigenous population of the Khanty-Mansi Autonomous District. - Novosibirsk: SB RAMS, 2004.
3. Kolyshkin, V.V. Features of psycho-physiological mechanisms of adaptation, depending on the lateral phenotype rights of the person: Cand. diss. ... dokt.med.nauk. - Tomsk, 1997.
4. Leutin, V.P. Sinistral and adaptive abilities of man // Left-handedness, antropoizomeriya and lateral adaptation. - M. -Voroschilovgrad, 1985.
5. Leutin, V.P. Functional brain asymmetry, myths and reality. /V.P.Leutin, E.I.Nikolaeva - SPb.: Speech, 2005.
6. Filippova, S.N. Mechanisms of adaptation of newcomers to the environmental conditions of polar regions: the influence of the lateral phenotype on metabolism and physiological processes. /S.N.Filippova. - Avtoref. diss... dokt. biol.nauk. - Novosibirsk, 2000.
7. Konstantinova, N.A. The immune complexes and injury of tissues. - M.: Medicine, 1998.
Статья поступила в редакцию 28.03.11
УДК 911.52 (571.6); 504.54.05 (571.6)
Alekseev I., Stupnikova T. THE CHARACTERISTIC STRUCTURE OF LANDSCAPE AND VEGETATIVE COMPLEXES OF TERRITORY OF ROCKY FILES OF A VALLEY BOTTOM OF ZEYA RIVER. On the basis of materials landscape and ecological research of territory of a valley of the bottom current of the Zeya river the characteristic of natural landscape and vegetative complexes is given. The items of information on features of structure of vegetation of rocky slopes new points of the tax of rare and protected kinds of maximum plants of the Amur area are resulted. Landscape and biozhenotic structure of analyzed territory can serve the standard at revealing influences projected of "Vostochny" of launching site on an environment.
Key words: landscape, ecological analysis, vegetative community, flora, rocky complexes.
И.А. Алексеев, канд. географ. наук, доц. Благовещенского гос. пед. ун-та, E-mail: [email protected];
Т.В. Ступникова, канд. биол. наук, доц., Благовещенского гос. пед. ун-та E-mail: [email protected].
ХАРАКТЕРИСТИКА ЛАНДШАФТНО-ФИТОЦЕНОТИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ТЕРРИТОРИИ УТЁСОВ ДОЛИНЫ НИЖНЕЙ ЗЕИ
На основе материалов ландшафтно-экологической изученности территории долины нижнего течения реки Зеи дана характеристика естественных ландшафтных и фитоценотических выделов. Приведены сведения об особенностях флористиче-
