CC BY
3
Методы исследования
УДК 615.099.084
Р. Е. Сова
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ЭКСПЕРИМЕНТА ПРИ ОЦЕНКЕ КОМБИНИРОВАННОГО ДЕЙСТВИЯ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
ВНИИ гигиеныитоксикологии пестицидов, полимерных н пластических масс, Киев
В профилактической токсикологии весьма важна количественная оценка эффекта, особенно его усиления, что необходимо учитывать при установлении качества окружающей (в широком смысле) среды и гигиеническом нормировании. В основе системы оценки лежит понятие суммации эффектов отдельных ядов (А) и (В) при их совместном воздействии (А + В):
(А + 3) = (А) + (В). (1)
Эффект может быть меньше (антагонизм или ин-гнбирование) и больше (потенцирование или синергизм) суммационного. При этом графическая, или количественная, оценка основывается на непосредственном численном сравнении эмпирических эффектов комбинации и изолированного действия ядов. Наряду с указанными тремя вариантами выделяется четвертый — независимое действие, когда вещества дают различный эффект или обладают различным механизмом действия. Введение варианта «независимое действие», характеризующего механизм совместного действия, приводит к сохранению «терминологической путаницы», ибо остальные три варианта подчинены чисто количественному принципу оценки. Кроме того, если термин «потенцирование» (potentio — сила) действительно отражает усиление взаимного эффекта, то термин «синергизм» (от греческого syn — вместе, ergo — работа) свидетельствует только об однонаправленности действия веществ и может быть с тем же правом применен в случае эффекта суммации. Сведение всех эффектов менее чем сум-мацнонных к антагонизму отражает, на наш взгляд, подход раннего периода промышленной токсикологии, когда основной целью изучения комбинированного действия было предупреждение потенцирующего действия смесей ядов и связанных с ним острых профессиональных отравлений (Прав-дин Н. С., 1929).
В настоящее время, когда ежегодно в сферу производства и применения внедряется более 1000 новых химических веществ, а основную опасность представляет не контакт с токсичными веществами в условиях производства, а хроническое воздействие ьа здоровье населения сравнительно низких концентраций химических веществ (пестицидов, соединений тяжелых металлов, полихлорбифени-лов и др.), поступающих различными путями
(с продуктами питания, водой и атмосферным воздухом), возникла необходимость разработки новых подходов к оценке эффекта комбинированного, комплексного и сочетанного действия (Сидоренко Г. И., 1978; Бургасов П. Н. и др., 1980).
Анализируя результаты большого числа работ | по изучению сочетанного действия промышленных ядов и высокой температуры, Н. А. Толоконцев и В. Я. Русин (1976) приходят к общему выводу: повышенная температура, как правило, усиливает и ускоряет токсический эффект. Однако эффект сочетания факторов практически никогда не превышал суммы эффектов изолированных факторов, т. е. был антагонистическим по терминологии, применяемой при оценке комбинированного действия химических веществ. Понимание неправомерности применения в подобных случаях термина «анта- | гонизм» привело к использованию некоторыми авторами терминов «неполная суммация», «субад-дитивный эффект» (Бурыкнна Л. Н. и др., 1980). I
Имеется еще одно обстоятельство, побуждающее пересмотреть подходы к оценке эффекта комбинированного, комплексного и сочетанного действия. В настоящее время для изучения подобных эффектов все более широко применяются методы математического планирования многофакторных экспериментов (ММПМЭ) с последующим дисперсионным или регрессионным анализом результатов (Сова Р. Е. и др., 1974; Спыну Е. И. и др., 1976; Эй-тингон А. И. и др., 1978).
По мнению В. В. Антипова и соавт. (1975), построение регрессионных моделей с помощью ММПМЭ является одним из перспективных способов изучения проблемы комбинированного и сочетанного действия стрессовых факторов космического полета.
Необходимо отметить, что методы математического планирования эксперимента широко используются в различных областях медицины и биологии (Лисенков А. Н., 1979; Воробьев Ф. П. и др., 1977).
Методы статистического анализа позволяют количественно оценить результаты всех опытов как единой совокупности, что существенно повышает объективность оценки, уменьшает ее ошибку и в то же время позволяет вычленить из общего эффекта его составляющие: силу влияния или вклад отдельных факторов, а также их взаимодействие.
Характеристика механизма, направленности и степени выраженности эффекта совместного действия факторов
Такой подход несколько необычен для мышления врача или биолога, опирающегося непосредственно на эмпирические данные. Однако в экспериментальных разделах этих наук анализ явлений или процессов на основе математико-статистических характеристик уже получил достаточное признание. Так, опыт гистографического, автокорреляционного и спектрального анализа динамического ряда сердечных циклов показал, что с помощью математических методов анализа выявляются такие особенности физиологической функции, для распознавания которых обычными способами потребовались бы обширные исследования (Бабаевский Р. М., Эйди У. Р., 1975). В токсикологии и фармакологии в качестве среднесмертельной принимается не эмпирическая доза вещества, вызвавшая гибель 50% животных, а обобщенный показатель, полученный с помощью одного из методов пробит-анализа.
В случае планирования факторных экспериментов с последующим дисперсионным анализом (Пло-хинский Н. А., 1970; Хикс Ч., 1967) общее влияние Су на изучаемый признак представляется выражением:
Су = Сх + Сг, (2)
где С, — сила влияния организованных в опыте факторов; Сх — сила влияния случайных, неучитываемых факторов.
При воздействии двух факторов
ех = СА + Св + САв, (3)
где Сл и Св — сила влияния факторов А и В; САВ — сила влияния их взаимодействия.
При регрессионном анализе материалов двух-
факторного эксперимента (Адлер Ю. П. и др., 1976) получаем уравнение:
У = В0+В1Х, + В,Хг + В„Х1Х1 (4)
где знак и величина коэффициентов регрессии Вх отражают направление и силу влияния соответствующих факторов Х1 и их взаимодействия. Если план эксперимента обладает ортогональностью — факторные эксперименты типа 2", их дробные реплики и др., коэффициенты регрессии прямо соответствуют вкладу факторов (Налимов В. В., 1971).
Результаты математического анализа дают исследователю основание для суждения о достоверности созданных в опыте влияний, а также о степени воздействия случайных, неучитываемых факторов. На основе анализа выражений (3) или (4) возможно дифференцированно определить три стороны эффекта (см. схему). Одна из сторон механизма действия факторов — независимое или взаимозависимое действие. Заключение выносится на основании наличия или отсутствия достоверного влияния взаимодействия факторов САВ (дисперсионный анализ) или коэффициента В12 (регрессионный анализ). Вторая сторона — это направленность действия: антагонизм или синергизм. При этом антагонизм регистрируется только в случае разнонаправленного эффекта, т. е. когда эффект одного, ведущего, фактора ослабляется эффектом другого или взаимодействием с ним. Третья сторона — количественная оценка, в зависимости от которой синергизм подразделяется на эффект менее аддитивного, аддитивный и более аддитивного (потенцирование).
На практике нередко встречаются случаи, когда изолированное воздействие обоих факторов вы-
зывает повышение активности какого-либо фермента, а их совместное действие приводит к торможению активности. Это может рассматриваться как резко выраженный антагонизм, однако может явиться и результатом потенцирования. Нами (Златев 3. Д., и др., 1979) предложено выделить такой эффект. Естественно, возможно и появление качественно новых эффектов, т. е. изменение в случае совместного воздействия такого показателя, который не реагирует на изолированное действие каждого из факторов. Такой коалнтивный эффект (определение Ьоеше, 1927) обязательно должен присутствовать в любой терминологической системе, однако его выявление и трактовка осуществляются в первую очередь путем качественного анализа и уже затем в случае целесообразности применяеся один из методов количественного анализа.
Таким образом, предлагаются единые схемы и терминология оценки эффекта комбинированного действия, включающее определение механизма — независимое или взаимозависимое действие, направленности эффекта — антагонизм или синергизм, а также количественную градацию синерги-ческого эффекта — менее аддитивного, аддитивный и более аддитивного (потенцирование). Выделяется также коалитивный эффект.
Аналитический подход к оценке эффекта на основе теории эксперимента позволит, на наш взгляд, делать более обоснованные выводы о характере •комбинирован ного действия химических факторов, проводить сравнительный анализ материалов различных авторов, а также обеспечить адекватное хранение информации. Весьма важным представляется расширение «суммационного» подхода на случай синергизма менее аддитивного, что обеспе-
чит оценку реальной опасности загрязнения окружающей среды с учетом вклада каждого фактора.
Литература. Адлер Ю. П., Маркова Е. В., Грановский Ю. В. Планирование при поиске оптимальных условий. М., 1976.
Антипов В. В., Давидов Б. И., Вериго В. В. и др. — В кн.: Основы космической биологии и медицины. М.,
1975, т. 2, кн. 2, с. 243—267.
Бабаевский Р. М., Эйди У. Р. — Там же, с. 268—305.
Бургасов П. Н., Измеров Н. Ф., Саноцкий И. В. и др. — В кн.: Всесоюзная учредительная конф. по токсикологии. Тезисы докладов. М., 1980, с. 3—7.
Бурыкина Л. Н., Пономарева В. Л., Курнаева В. П. — Там же, с. 39.
Воробьев Ф. П., Голобородько Н. К., Мануйлова А. М. Математическое планирование эксперимента в биохимии и медицине. Харьков, 1977.
Златев 3. Д., Сова Р. Е., Каган Ю. С. — Гиг. труда, 1979, № 12, с. 45—47.
Лисенков А. Н. Математические методы планирования многофакторных медико-биологических экспериментов. М., 1979.
Налимов В. В. Теория эксперимента. М., 1971.
Плохинский Н. А. Биометрия. М., 1970.
Правдин Н. С. — Гиг., безопасцость и пат. труда, 1929, № 1, с. 30—40.
Сидоренко Г. И. — В кн.: Гигиенические аспекты охраны окружающей среды. М., 1978, вып. 6, с. 3—14.
Сова Р. Е., Цапко В. Г., Гохман В. Л. — Гиг. труда, 1974, № 2, с. 46—48.
Спыну Е. И., Сова Р. £., Зорьева Т. Д. и др. — Там же,
1976, № 2, с. 52—54.
Толоконцев Н. А., Русин В. — В кн.: Основы общей промышленной токсикологии. Л., 1976, с. 124—135.
Эйтингон А. И., Поддубная Л. Т., Уланова И. П. и др. — Гьг. и сан., 1978, № 12, с. 15—19.
Златев 3. Д., Сова Р. Е., Каган Ю. С. — Хиг. из дра-веоп., 1979, т. 22, № 2, с. 139—143.
Хикс Ч. Основные принципы планирования эксперимента. М., 1967.
Loewe S. — Klin. Wschr., 1927, Bd 6, S. 1077—1085.
Поступила 22.06.83
УДК 617.586.3-007.5-053.5-084.3
Ю. А. Ямпольская
ДИАГНОСТИКА ПЛОСКОСТОПИЯ У ШКОЛЬНИКОВ ПРИ МАССОВЫХ
ОБСЛЕДОВАНИЯХ
НИИ гигиены детей и подростков Минздрава СССР. Москва
Наиболее часто встречающейся патологией опорно-двигательного аппарата у детей школьного возраста является деформация свода стопы — ее уплощение 1. Этот вид патологии обнаруживается примерно у 30—40% школьников (Годунов С. Ф., 1968; Бальсевич В. К. и др., 1982).
При нерезко выраженных формах деформации свода стопы (плоскостопие первых степеней) субъективные жалобы, как правило, отсутствуют. В то же время для своевременного назначения определенных ортопедических мероприятий имеет большое значение выявление именно этих форм. И здесь ведущую роль должны играть массовые профилактические осмотры, при которых решается вопрос о направлении ребенка к ортопеду.
1 Речь идет о продольном плоскостопии, так как поперечное в детском возрасте встречается сравнительно редко.
В педиатрической практике, особенно при массовых осмотрах, состояние опорного свода стопы чаще всего устанавливают визуально, хотя, по мнению ряда исследователей (Кране В. М., 1966; Годунов С. Ф., 1968), визуальные наблюдения гораздо менее надежны, чем электромиографня, рентгенография, плантография. Последний метод достаточно прост и может широко применяться при массовых обследованиях. Он основан на получении отпечатков стоп с помощью плантографа, наиболее простой и удобный вариант которого разработан в НИИ педиатрии и детской хирургии Минздрава РСФСР (Веремкович Л. В., Сидорова А. В., 1970; Сидорова А. В., 1979).
Состояние стопы характеризуется границами закрашенных зон отпечатка — плантограммой, однако не каждый метод оценки плантограммы может быть рекомендован для массовых исследований,
