CC BY
7
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 1993 УДК 616-092:612.014.491-02:614.71-07
А. В. Аболенская, Е. П. Усанова, Р. А. Маткивский, Г. Н. Разживина, Е. Ф. Оскерко
МЕРА АДАПТИРОВАННОСТИ БИОСИСТЕМ ОРГАНИЗМА В ОЦЕНКЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ВРЕДНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ
Нижегородский НИИ детской гастроэнтерологии; Нижегородский НИИ гигиены и профпатологии Минздрава РФ
Изучение причинно-следственных связей между состоянием здоровья населения и факторами внешней среды, изыскание средств и методов защиты организма от экологически вредных воздействий, оценка эффективности применяемых при этом мер предусматривают не только разработку новых, высокоинформативных методических приемов исследования разных функций организма, но и выбор способа более точной квалификации результатов исследования.
Особого внимания в этом плане заслуживает раскрытие колебательной природы физиологических функций и цикличной динамики жизненных процессов, которые служат основой приспособительной деятельности организма.
Общепризнано, что последняя присуща любому уровню структурной организации биосистем (БС) — от молекулярного до организменного. Она реализуется через антагонистические балансные соотношения взаимозависимых функций и внешне проявляется волнообразным их -изменением [7|.
Периодика волнообразного процесса выявляется в результате упорядочения в системе
Зона 9
Зона 4 х
Зона 7
Зона 5
Шкала адаптационных возможностей биосистем организма
Зоны фазового пространства СК: / оптимальной адаптации, '2 — тренировки. 3 - активации. 4, 5 — переход к стадии наприжении, 6,7 — переход к стадии резистентности. 8. 9 — переход к стадии истощения: пив - малая и большая полуоси эллипса зоны нормы адаптации, Бгф — фактический уровень функционирования БС, Бгн уровень функционирования БС в норме. Точка х. у место пересечения координат сопряженных функций X и У БС.
координат (СК) соотношения сопряженных функций БС, поскольку в фазовом пространстве СК закодирован один период совмещенного биоритма относительно стабильной (X) и более лабильной (У) функций БС |1, 2]. В зависимости от степени мобилизации или дефицита составляющих БС функций, при условии колебания их средних значений в диапазоне /И±2т, в фазовом пространстве СК выделяются всегда только 9 зон (по числу сочетаний 2 функций по 3 состояниям каждой: норма, выше, ниже нормы; см. рисунок).
Каждая зона соответствует одной из шести [4], известных на сегодня стадий адаптации или переходному состоянию к 3 из них, диагностика которых осуществляется по расположению в соответствующей зоне точки с координатами х^ у. Перемещение точки х, у из зоны 1 в направлении зоны 9 указывает на нарастание функционального напряжения БС и ослабление ее адаптационных возможностей, а расстояние точки х, у от центра СК свидетельствует о степени снижения уровня функционирования (Бг) БС [1, 2].
У здоровых детей точки х, у любой БС располагаются ближе к центру СК, определяя параметр зоны нормы адаптации БС формы эллипса. Отношение фактически выявленного уровня функционирования — Бгф — к своему отрезку, ограниченному зоной нормы адаптации — Бгн — служит индексом функционального напряжения (ИФН) БС.
Используя уравнение эллипса и произведя необходимые преобразования, Р. А. Маткивским предложена формула:
ИФН- (*-'°°)2 1 (у-|00)г
(2ст,)
где X ч У сопоставляемые функции БС, 2аг и 2а,, — малая и большая полуоси эллипса, выраженные через удвоенное среднее квадратическое отклонение X и Р; X, У, ог и (Тр- — учитываются в процентах от Х и ?, принимаемых за 100 % (центр СК).
ИФН соизмеряет волновые характеристики сопряженных функций разных БС с учетом доли их совмещенного биоритма, представленной стадией адаптации или переходным состоянием, и цикла смены стадий, находящего свое выражение в абсолютном значении ИФН. Чем больше ИФН, тем ниже мера адаптированности (МА) БС. В норме ИФН<1,0.
Разработанный критерий МА БС был использован при изучении характера влияния экологически неблагоприятных факторов среды на состояние здоровья и адаптационные возможности организма детей, проживающих в зоне промышленного города, расположенной в радиусе 500 м
Таблица I Изменения содержании N<11 и К+ в слюне (М±т)
Группа Период К+
исследован ня м моль/л
Контроль Опыт
До стимуляции После стимуляции Ло стимуляции После стимуляции
И.03±!.0 35,5± 1,72 0,34 ±0.028
12,80±0,93 27,6±0,73 0,51 ±0.050
18,00± 1,60 53,6±1.66 0,34 ±0,300
22.0± 1,85 50,8 ±1,61 0,47±0,041
от химического производства, а также при обосновании ПДК смеси моно- и диацетатэтиленгликоля постоянного состава (АЦЭГ) в условиях эксперимента.
Параллельно с этим результаты тех же биохимических показателей анализировали и общепринятыми методами — по отклонению их от соответствующих средневозрастных или контрольных значений, индексу соотношения. Это позволило сравнить степень информативности 2 видов анализа и выявить преимущество одного из них. Для иллюстрации результатов сравнения представлен не весь комплекс изучаемых показа-^ телей, а динамика лишь 2 взаимозависимых показателей, составляющих элементарную БС.
Так, у 68 детей 4—11 лет, проживающих в относительно чистом районе (контроль), и у 75 детей того же возраста из экологически неблагополучного района города (опыт) наряду с комплексной оценкой состояния здоровья, уровня заболеваемости, физического развития, определением иммунологических показателей, морфологического состава периферической крови учитывали электролитный состав слюны — Ыа+ и К+. Он, как известно [4, 9], позволяет косвенно судить об уровне адаптивной перестройки конечного звена системы гипоталамус — гипофиз — кора надпочечников. Поэтому результаты анализа содержания Ыа+ и К+ в слюне использовали в качестве «арбитра» в пользу того или иного способа анализа. Ыа+ и К+ слюны определяли методом пламенной фотометрии до и после стиму-\ ляции слюнных желез жевательной резинкой, т. е. изучали реакцию БС на гамму положительных стимулов.
Результаты, полученные при общепринятом способе анализа исследуемых показателей, представлены в табл. I.
В опытной группе уровень и К+ в слюне до и посл.е стимуляции был выше, чем в контроле (р<0,001),' -свидетельствуя об усилении продукции обеих фракций стероидных гормонов коры надпочечников у детей, живущих в экологически неблагополучном районе. Под влиянием стимуляции снизилось только содержание К+ (р<0,001) в контроле при неизменном уровне Ыа+ у детей обеих групп. Соотношение Ыа+/К+ до стимуляции у детей и в контроле и в опыте были равными.
равномерно они повышались у детей обеих групп и к концу стимуляции.
Выявленная динамика изменений содержания электролитов в слюне не позволяет соизмерить уровни функциональной перестройки БС Ыа+/К.+ слюны у детей, живущих в экологически разных условиях.
Если исходить из положения, что «объективность следует искать только в отношениях..., а не в вещах, рассматриваемых изолированного друг от друга» [6], то напрашивается вывод об отсутствии влияния экологически неблагоприятных факторов на функциональное состояние коры надпочечников детей опытной группы.
Иная информация получена в результате упорядочения в СК тех же значений содержания и К+ в слюне детей по группам (табл. 2).
У детей контрольной группы ИФН БС Ыа+/К + составлял <1,0 до стимуляции и достоверно снизился после нее (0,76; /з<0,05), указывая на повышение МА БС и ее функциональных резервов под влиянием эмоционально положительного стимула, инициирующего пуск стресс-лимити-рующих систем мозга. Последние обеспечивают восстановление энергетических и функциональных резервов БС ¡5). Восстановительные процессы реализуются в основном на стадии резистентности, которая по расположению точек х, у в зоне 7 фазового пространства СК выявлена в контроле у 65 и 84 % детей соответственно при ИФН <1,0.
Из этого следует, что МА БС у большинства детей, проживающих в относительно чистом районе, соответствует параметру зоны нормы адаптации.
У детей опытной группы после стимуляции слюнных желез ИФН БС Ыа+/К+ был в 1,5 раза выше, чем в контроле (1,13—0,76; р<0,001). Отсутствие при этом реакции на положительный стимул и преобладание стадий адаптации ката-болической направленности обмена с тенденцией к дальнейшему повышению на их фоне ИФН (1,16—1,23) после стимуляции свидетельствовали о сниженной МА БС и функциональных ее резервов у детей из экологически неблагополучного района в сравнении с контролем.
Выявленные изменения служат индикатором снижения уровня адаптивной перестройки коркового слоя надпочечников, способствующего ухудшению сопротивляемости организма, что подтверждено более высокой заболеваемостью и меньшим индексом здоровья детей опытной группы.
Иными словами, использование СК в качестве шкалы адаптационных возможностей БС (АВБС) при анализе результатов исследования содержания + в слюне позволяет получить более четкую информацию о сущности происходя-
ИНФ и стадии адаптации БС Ма+/К+ слюны (Л1±т)
Таблица 2
ИФН БС N а+/К+ слюны Зона стадий адаптации, уд. вес %
Группа 2-5 7 9 2-5 7 9
до стимуляции после стимуляции до стимуляции после стимуляции
Контроль Опыт 0,93±0,16 1,12±0,08 0,76±0.04 1.13±0,06 34 92 65 7 1 1 7 85 84 13 9 2
Таблица 3
Упорядоченные и неупорядоченные в СК соотношения каталазного числа эритроцитов с их количеством при хроническом воздействии
АЦЭГ (М±т)
Концентрация. мг/м3 Срок наблюдения, сут
Показатель 14 48 90 120 восстановительный период
Каталазнын индекс Контроль 0,94 ±0,11 0,88±0,06 0,77 ±0,02 0,66±0,03 0,77±0',08
12 1,16±0,08 0,94±0,09 0,67±0,14 0,66±0,06 0,76±0,29
47 0,77±0.09 0,76±0,09 0,75±0,03 0,77±0,07 0,92±0,022
168 0,91 ±0,07 0,98±0,03 0,64±0,06 0,72±0,03 0,74±0,11
ИФН БС КЧ/Э Контроль 0,76±0,08 0,69±0,12 0,76±0,09 0,68±0,12 0,64±0,14
12 1,44 ±0,08* 0,73±0,10 3,38±0,11* 0,76±0,28 1,40±0,04*
47 0,56±0,08 1,03±0,20 1.14±0,23 1,!5±0,29 1.02±0,08
168 0,92±0,13 0,41 ±0,06 1,72±0,40* 0,55±0,17 0,80±0,21
Примечание. Звездочка — р<0,05.
щих в организме детей изменении под влиянием экологически неблагоприятных факторов, чем при анализе тех же данных общепринятыми методами.
Аналогичные расхождения заключений по 2 видам анализа наблюдались и в условиях эксперимента. При изучении токсического действия АЦЭГ на организм белых крыс в хроническом эксперименте использовали катализный индекс (КИ) (8] как критерий состояния окислительно-восстановительных процессов.
Система крови чутко реагирует на стрессор-ные воздействия, при этом эритропоэз (число эритроцитов—Э) и каталазное число (КЧ) эритроцитов могут существенно изменяться (3].
Результаты анализа этих изменений по упорядоченному и неупорядоченному в СК соотношению КЧ и Э представлены в табл. 3.
По всем 5 срокам наблюдения (14, 48, 90, 120-е сутки и восстановительный период) на фоне действия низких (12 мг/м3), средних (47 мг/м3) и высоких (168 мг/м3) концентраций АЦЭГ не выявлено разницы в величине КИ у подопытных и контрольных животных. Из этого следует, что АЦЭГ не оказывает влияния на изучаемую БС и что КИ не имеет критериальной значимости в оценке токсичности продукта.
Однако при использовании шкалы АВБС выявлена иная картина. У 8 из 15 групп животных ИФН был >1,0 при р<0,05 в 4 группах. Эти изменения наблюдались на фоне действия средних концентраций лишь в тенденции (48, 90, 120-е сутки, восстановительный период), а на фоне низких концентраций АЦЭГ (14, 90-е сутки, восстановительный период) и высоких концентраций (90-е сутки) отмечались достоверные изменения ИФН БС КЧ/Э.
Спектральный анализ стадий адаптации выявил, что в зависимости от срока и уровня воздействия у животных могли преобладать разные стадии адаптации, но на их фоне при низких концентрациях АЦЭГ ИФН определялся более высоким (2,26—3,38), чем при средних (1,14—1,33) и высоких (2,34) концентрациях. В восстановительном периоде после воздействия низких концентраций продукта преобладала стадия резистентности (ИФН=1,4), при средних — стадия активации (ИФН=1,07), при высоких — стадия оптимальной адаптации (ИФН=0,46).
Следовательно, длительное пребывание животных в атмосфере низких концентраций АЦЭГ,
как это ни парадоксально, сопровождается более выраженным последействием на организм по сравнению со средними и особенно высокими концентрациями.
В настоящее время внимание исследователей привлекает проблема длительного воздействия низких концентраций химических веществ [8] в плане поиска возможно скрытых изменений в организме.
Не исключено, что при длительном пребывании животного в атмосфере АЦЭГ в центральных нервных элементах управления формируемой на его фоне функциональной системы развиваются явления парабиоза и тем в большей степени, чем выше концентрация вещества, малые же концентрации оказываются действующими, а их следовая реакция более продолжительной.
В свою очередь на основе только что полученных (неопубликованных) данных Е. Ф. Оскерко, изучавшей МА элементов многокомпонентной функциональной системы при действии других химических веществ, возникает предположение, что нормализация БС КИ при воздействии высоких и средних концентраций АЦЭГ является следствием пуска компенсаторных механизмов, обеспечивающих поддержание на необходимом для организма уровне жизненно важных функций, связанных с энергетическим обменом, за счет снижения МА других БС, т. е. нормализация МА БС КЧ/Э — показатель не улучшения, а дальнейшего рассогласования в деятельности механизмов внутреннего гомеокинеза в результате длительного воздействия высоких концентраций продукта.
Полагаем, что использование МА БС как ключевого критерия оценки функциональных изменений в организме позволит приблизить решение многих вопросов проблемы действия разных, в том числе и низких концентраций химических веществ.
Здесь важен системный подход, с позиций целостного организма, выбор наиболее адекватной модели функциональной системы, включающей специфические и неспецифические элементы ее реагирования, МА которых можно соизмерить универсальным комплексным критерием ИФН и стадией адаптации.
Преимущество комплексного критерия состоит в том, что он разработан в результате раскрытия пространственной организации колебательного процесса, определения долей периода совмещенных биоритмов сопряженных функций элемен-
тарной БС, цикличности развития стадий адаптации и является их индикатором.
Литература
1. Аболенская А. В., Самохвалова В. П., Разжиоина Г. Н. и др. // Педиатрия,— 1989,—№ 6,—С. 50—54.
2. Аболенская А. В.. Разживина Г. Н.. Куликов С. С. и др. // Информатика в здравоохранении.— М., 1990,—Ч. 2.— С. 11 — 12.
3. Акоев К. Г.. Мотлох Н. Н. Биофизический анализ пред-патологии и предлейкозных состояний организма.— М., 1984.
4. Гаркави Л. X., Квакича Е. Б., Уколова М. А. Адаптационные реакции и резистентность организма.— Ростов-н/Д., 1977.
5. Меерсон Ф. 3.. ПМечникова М. Г. Адаптация к стрессовым ситуациям и физическим нагрузкам,— М., 1988.
6. Пуанкаре А. О науке: Пер. с франц.— М., 1983.
7. Структурные основы адаптации и компенсации нарушенных функций / Под ред. Д. С. Саркисова.— М., 1987.
8. Трахтенберг И. М., Тычичин В. А., Талакин И. Н. // Вести. АМН СССР,— 1991,— № 4,- С. 5—12.
9. Физиология адаптационных механизмов. М., 1986.
Поступила 29.03.93
Социальная гигиена, история гигиены, организация
санитарного дела
© Е. И. ВОРОНЦОВА. А. И. КОРБАКОВА. 1993 УДК 613.6:92 ЛЕТАВЕТ
Е. И. Воронцова, А. И. Корбакова
ТВОРЧЕСКИЙ ПУТЬ АВГУСТА АНДРЕЕВИЧА ЛЕТАВЕТА (к 100-летию со дня рождения)
НИИ медицины труда РАМН, Москва
18 февраля 1993 г. исполнилось 100 лет со дня рождения выдающегося советского гигиениста, академика АМН СССР, лауреата Ленинской и Государственной премий СССР профессора Августа Андреевича Летавета.
В пределах журнальной статьи очень трудно осветить все стороны научной, научно-организационной и общественной деятельности Августа Андреевича, ибо нет такого раздела в гигиене труда, в который А. А. Летавет не внес свой вклад, не проявил свой ум, свое умение, свой научный и организационный талант. В истории науки не так уж много примеров полного слияния биографии научного деятеля и истории и науки, которой он посвятил себя. Жизненный путь А. А. Летавета является таким примером.
Август Андреевич родился в Латвии на хуторе Сенули в крестьянской семье. Он окончил Псковскую гимназию, а затем поступил в Петербургскую военно-медицинскую академию. Однако за участие в студенческой забастовке как член забастовочного комитета был исключен из академии. Затем Август Андреевич поступил в Московский университет, но и здесь продолжал бороться за участие студентов в политических и экономических выступлениях. В 1916 г. в Москве в окружном суде слушалось дело бывшего студента Петербургской Военно-медицинской академии А. А. Летавета. В его квартире при обыске был найден Устав общества, ставившего своей целью борьбу за свободную академию и за участие студентов в революционном движении.
Свою трудовую деятельность в медицине Август Андреевич начал полковым, а затем земским врачом. Тысячи километров исколесил молодой врач по бездорожью Курской губернии. Он боролся с холерой, сыпным и возвратным тифом. Видел человеческое горе, видел, как смерть косила людей, а больниц и эффективных лекарств не было.
С 1919 г. А. А. Летавет начал работать в Народном комиссариате труда, возглавляя санитарную инспекцию. И с этого периода вся его деятельность была неразрывно связана с охраной труда рабочих. Он принимал участие в составлении первого трудового законодательства, готовил проект постановления Советского правительства о сокращенном рабочем дне для рабочих вредных профессий.
В 1921 —1924 гг. Август Андреевич публикует свои первые научные работы. Они посвящены условиям труда в кожевенном и газовом производствах. В этих работах А. А. Летавет дал не только характеристику условиям труда, но и научно обосновал рекомендации по их оздоровлению и профилактике профессиональных заболеваний (сибирская язва в кожевенном производстве).
В книге «Санитарные условия труда в газовом производ-
стве» (1924 г.), написанной совместно с 3. Б. Смелянским, Август Андреевич ставит вопрос о введении системы, при которой каждая вновь конструируемая машина была бы снабжена необходимыми защитными приспособлениями, чтобы при создании новых технических установок тщательно учи- " тывались вопросы охраны труда рабочих.
С 1925 по 1935 г. Август Андреевич работает в Центральном институте охраны труда и в Институте гигиены труда и промсанитарии Наркомздрава РСФСР.
В 1935 г. происходит объединение Института профессиональных болезней им. В. А. Обуха с Центральным институтом гигиены труда и промышленной санитарии Наркомздрава РСФСР. В институт влилась большая группа гигиенистов во главе с крупнейшим ученым Вячеславом Александровичем Левицким. Среди пришедших в Институт им. В. А. Обуха гигиенистов был и Август Андреевич Летавет. С тех пор его имя неотделимо от Института гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР (в настоящее время НИИ медицины труда РАМН).
Вся научная и научно-организационная деятельность А. А. Летавета строилась в тесной связи с техническим прогрессом и задачами, которые диктуются научно-технической революцией в народном хозяйстве.
А. А. Летавет разработал один из ведущих разделов гигиены труда, посвященный вопросам промышленного микроклимата. В развитие идей В. А. Левицкого Августом Андреевичем были изучены различные стороны радиационного теплообмена человека с внешней средой, исследованы особенности действия отдельных компонентов микроклимата. Полученные А. А. Летаветом и его сотрудниками, учениками данные легли в основу гигиенического нормирования производственного микроклимата.
Среди разделов гигиены труда есть разделы, само' возникновение и развитие которых связано с именем А. А. Летавета. Такова радиационная гигиена труда. Еще в 1935 г. он заинтересовался проблемой гигиены труда при работе с радиоактивными веществами и вместе с В. А. Левицким изучил производство радия. Написанная ими книга «Гигиена труда в производстве радия» не потеряла своего значения до настоящих дней. Это было одно из первых в мировой литературе монографических описаний условий труда при работе с радиоактивными веществами. В дальнейшем в связи с развитием в стране атомной промышленности и широким использованием радиоактивных веществ и ионизирующих излучений в народном хозяйстве перед гигиеной труда встали совершенно новые задачи по обеспечению безопасных условий при этих работах. В то время не было методов оценки
