CC BY
109
В работе рассмотрены особенности морфофункциональных перестроек у юношей-северян, постоянных жителей приморской и континентальной зон Магаданской области. Показано, что из 47 различных исследованных показателей организма по 27 наблюдаются статистически значимые различия. При этом установлены достоверные корреляционные связи между климатическими факторами и параметрами газообмена организма, имеющие существенные отличия в группах юношей в зависимости от районов их постоянного проживания.
Ключевые слова: Север, функциональные показатели, сердечнососудистая и дыхательная системы, адаптационные перестройки, корреляции.
УДК 612.017(571.65)
МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ организма юношей, проживающих в различных климатогеографических зонах магаданской области
© 2010 г. И. В. Суханова, С. И. Вдовенко, А. Л. Максимов
Научно-исследовательский центр «Арктика» ДВО РАН, г. Магадан
Целым рядом исследований [1, 6, 27, 28] было показано, что экологические условия среды, обусловленные особенностями природноклиматических факторов, оказывают существенное влияние на формирование морфофункциональных характеристик человека. Природноклиматические условия различных районов Магаданской области имеют существенные различия и, несомненно, оказывают влияние на функциональное состояние организма. Магаданская область — типичный пример региона с экстремальными условиями проживания, при этом она подразделяется на различные в природном отношении территории: приморскую и континентальную, существенно отличающиеся по уровню дискомфортности воздействия на организм человека природно-климатических факторов [12, 15].
Внутренние районы области характеризуются резко континентальным климатом с очень морозной зимой, тёплым летом и малым количеством осадков. Климат прибрежных районов отличается более тёплой зимой и прохладным летом с ветрами, туманами и моросью. В центральных районах летом наиболее высокая температура июля + 36 °С, при среднемесячной +15 °С, а зимой нередко опускается до —50...—57 °С, достигая в отдельные годы в Сусумане, Сеймча-не —67 °С. Средняя температура января здесь около —40 °С. На побережье Охотского моря средняя январская температура около —20 °С и в редкие дни может упасть до —35 °С. В то же время в очень большом диапазоне изменяется и скорость ветра, резко увеличиваясь по мере приближения к береговой полосе. Если в континентальных районах величина средней годовой скорости ветра равняется 2—3 м/сек., то на побережье моря она составляет 7 м/сек. Максимальная скорость ветра в центральных районах области редко превышает 20 м/сек., а на побережье иногда превышает 40 м/сек. [25]. Резкие смены погоды, частые штормы, жёсткие морозы, густые туманы, продолжительные метели, обильные осадки отрицательно сказываются на многих аспектах здоровья человека, в связи с чем оценка особенностей морфофункциональных параметров организма северян является необходимой составляющей адаптационных исследований. Особую значимость представляет изучение процессов формирования региональной нормы морфофункциональных показателей для людей, проживающих в конкретных климатогеографических условиях Севера, что необходимо для определения эколого-физиологического портрета различных групп населения.
Целью проводимых исследований явилось определение особенностей и сравнительный анализ морфофункциональных показателей у юношей, проживающих в приморской (г. Магадан) и континентальной (г. Сусу-ман) климатогеографических зонах Магаданской области.
Объект и методы исследования
Для решения поставленной цели и задач в зимний период 2009 года было проведено комплексное изучение морфофункционального состояния организма 255 юношей 17—21 года — уроженцев Магаданской области, из них 140 проживали в приморской зоне (г. Магадан) и 115 — в континентальной (г. Сусуман). Все обследуемые были студентами высших или средних специальных учебных заведений.
У обследуемых определяли основные соматометри-ческие показатели: длину и массу тела, окружность грудной клетки с использованием медицинского ростомера, весов и сантиметровой ленты. По этим данным рассчитывали основные индексы, характеризующие пропорциональность (ПТ, %), крепость телосложения (индекс Пинье — ИП, усл. ед.) [23]. На основе метода биоэлектрической импедансометрии определяли общее содержание жира в организме (в % от массы тела) с последующим автоматическим расчетом общего содержания воды (%), общего содержания минерального компонента в костях (кг) и мышечной массы (кг) [26]. Площадь тела рассчитывали по формуле Дюбуа ^, см2) с дальнейшим вычислением отношения массы тела к площади тела (МТ^, кг/м2).
Для оценки фонового уровня функционального состояния у испытуемых в покое измеряли с помощью автоматического тонометра Nessei DS-1862 (Япония) показатели систолического (САД, мм рт. ст.) и диастолического (ДАД, мм рт. ст.) артериального давления, частоту сердечных сокращений (ЧСС, уд./ мин). Расчетным путем определяли пульсовое давление (ПД, мм рт. ст.), общее периферическое сопротивление сосудов (ОПС, дин2 с см-5), вегетативный индекс Кердо (ВИК, усл. ед.) и ударный объем по Старру (УО, мл) [23]. По данным сердечно-сосудистой системы и соматометрическим характеристикам рассчитывали индекс функциональных изменений (ИФИ, усл. ед.) [3]. Кистевую силу определяли с помощью ручного пружинного динамометра (кг).
Для оценки функциональных возможностей дыхательной и газотранспортной систем у испытуемых определялось время максимальной задержки дыхания на вдохе и выдохе (проба Штанге и Генчи) с неинвазивным контролем насыщения гемоглобина кислородом (НЬ02 %) методом фотооксигемометрии с использованием пульсиоксиметра «№В-40» (США). Параметры оксигенации артериальной крови и ЧСС регистрировали перед пробой и на пике ее исполнения.
Для оценки ряда параметров системы внешнего дыхания и газообмена у юношей в состоянии покоя с помощью регистратора эргоспирометрических показателей «Марафон» производства фирмы ООО «МедПАСС» (Санкт-Петербург), определяли уровни содержания кислорода (02, %) и углекислого газа (С02, %) в выдыхаемом воздухе, потребление кислорода (ПО2, мл/мин), минутный объем дыхания (МОД, л), частоту дыхания (ЧД, цикл/мин), дыхательный
объем (ДО, мл) и дыхательный коэффициент (ДК, усл. ед.), энергозатраты в состоянии покоя (ккал/мин). Значения ПО2 и энергозатрат в состоянии покоя соотносили с массой тела обследуемых. Легочные объемы и показатели вентиляции приводились к системе BTPS, а величина потребления кислорода к системе STPD. Обследования юношей проводились в закрытом помещении с температурой 18—20 °С в первой половине дня. Все юноши добровольно участвовали в исследованиях, которые проводились с соблюдением требований биомедицинской этики при письменном информированном согласии испытуемых.
Параметры внешнего дыхания регистрировались в открытой системе с помощью компьютерного спироанализатора КМ-АР-01 производства фирмы ООО «Диамант-С» (Санкт-Петербург). Запись производилась из положения сидя, в помещении при комфортном температурном режиме, в два этапа: первый включал в себя максимальный вдох и спокойный максимальный выдох в трубку модуля системы газоанализа; на втором этапе после максимального вдоха делался стремительный форсированный выдох также до предела. В расчет принимались наивысшие значения, полученные в течение нескольких замеров. Все основные характеристики автоматически сравнивались с должными величинами, изначально заложенными в программном обеспечении аппарата и представляющими собой данные, полученные для популяции жителей Центрально-Европейской части России [9].
Оценку состояния системы внешнего дыхания обследуемых проводили на основании замеров и последующего анализа следующих 18 показателей: Тжел
— время, необходимое для выдоха 100 % ЖЕЛ, (с); Тфжел — время, необходимое для выдоха 100 % ФЖЕЛ, (с); ЖЕЛ — жизненная емкость легких (л); ФЖЕЛ — форсированная жизненная емкость легких, (л); ОФВ1 — объем форсированного выдоха за первую секунду (л); ПОС — пиковая объемная скорость выдоха (л/с); МОС„„, — мгновенная объемная
25%
скорость на 25 % от ФЖЕЛ (л/с); МОС50% — мгновенная объемная скорость на 50 % от ФЖЕЛ (л/с); МОС75% — мгновенная объемная скорость на 75 % от ФЖЕЛ (л/с); СОС25-75% — средняя объемная скорость в диапазоне 25—75 % (л/с); Индекс Тиффно
— отношение ОФВ1/ЖЕЛ (%); Индекс Генслара
— отношение ОФВ1/ФЖЕЛ (%). Для показателей ЖЕЛ, а также для объемно-скоростных показателей
ОФВ1, П°а ^5^ М-ОС75о% СОС25-75%!
ОФВ1/ЖЕЛ автоматически рассчитывался процент от должной величины, которая условно была принята за 100 %. В программном обеспечении компьютерного спирографа заложены должные величины, зависящие от возраста, пола, массы и длины тела испытуемого.
Для анализа климатических характеристик различных климатогеографических зон Магаданской области использовалась информация, предоставленная государственным учреждением «Колымское управление
по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды». В работе были использованы следующие климатические характеристики: температура воздуха (Тв, °С), эффективная температура (Тэ, °С), скорость ветра (СВ, м/сек.), влажность воздуха (ВВ, %), атмосферное давление (ДА, мм рт. ст.), содержание (концентрация) кислорода в атмосфере (О2А, г/м3). Для анализа климатических характеристик формировали базу из 8 ежедневных суточных замеров общим числом 56.
Обработка полученного материала производилась с использованием прикладной программы Microsoft Excel Windows (2003). Вычислялись средние величины показателей (M) и их ошибки (±m). Статистическая значимость различий оценивалась по t-критерию Стьюдента для независимых выборок при условии нормальности распределения, определяемого по значениям асимметрии и эксцесса. При значении р < 0,05 принималась нулевая гипотеза о наличии различий между двумя сравниваемыми выборками. Рассчитывалась парная корреляция каждого параметра с вычислением коэффициента корреляции Пирсона. В исследованиях учитывались статистически значимые коэффициенты корреляции с теснотой связи от r > 0,3, p < 0,05 [11].
Результаты и их обсуждение
Из данных табл. 1 видно, что у юношей г. Сусумана отмечаются более низкие значения массы тела и содержания минерального компонента в костях. В наших исследованиях у юношей обеих групп не выявлено статистически значимых различий по показателям длины тела, окружности грудной клетки, общего содержания жира в организме, мышечной массе, индекса Пинье и силовым показателям. Отметим, что по соматометри-ческим данным обследуемые юноши не отличались от своих сверстников-жителей юга России [7].
Таблица 1
Соматометрические показатели юношей городов Магадана и Сусумана (M ± m)
Показатель Магадан Сусуман р
Возраст, лет 18,2±0,1 18,4±0,2 *
Масса тела, кг 70,0±0,8 67,2±1,1 <0,05
Общее содержание жира, % 12,5±0,3 11,9±0,4 *
Длина тела, см 178,5±0,5 177,5±0,6 *
Общее содержание воды, % 64,2±0,2 64,7±0,3 *
Общее содержание минерального компонента в костях, кг 3,00±0,01 2,90±0,01 <0,05
Мышечная масса, кг 33,1±0,2 32,5±0,3 *
Окружность грудной клетки, см 90,4±0,5 89,0±0,8 *
ИП, усл. ед. 22,1±1,6 22,6±1,5 *
МТ^, кг/м2 37,3±0,2 36,6±0,3 <0,05
ПТ, % 93,3±0,4 90,0±0,6
Динамометрия левая кисть, кг 43,7±0,6 45,7±1,2 *
Динамометрия правая кисть, кг 46,9±0,6 49,1±1,2 *
Примечание. Здесь и далее в таблицах звездочкой отмечено отсутствие значимых различий между анализируемыми значениями.
Содержание жира в теле у обследованных колеблется в пределах 11,9—12,5 %, что несколько
ниже физиологической нормы (15,0 %). Некоторые исследователи рассматривают снижение общего содержание жира в организме как вариант адаптивного ответа на воздействие негативного фактора окружающей среды, проявляющийся в неполной хронической субстратно-энергетической недостаточности [20]. Отметим, что молодые люди, проживающие в континентальных зонах Магаданской области, характеризуются меньшей относительной поверхностью тела (по показателям МТ^) и меньшей относительной длиной ног (ПТ), что в известной мере снижает теплоотдачу и оптимизирует механизмы терморегуляции в условиях длительного воздействия низких температур [16].
Анализ показателей сердечно-сосудистой системы не выявил (табл. 2) у юношей обеих групп различий по значениям ДАД, ЧСС и УО крови. Известно, что в условиях холода активизируются процессы производства и сохранения тепловой энергии в организме за счет рефлекторного спазма периферических сосудов, в результате чего происходит снижение теплоотдачи, что обеспечивает поддержание теплового баланса на оптимальном уровне [4, 22]. Так, у юношей г. Сусумана выявлены достоверно более высокие показатели ОПС и САД, что является компенсаторным механизмом при действии низких температур окружающей среды. Значение интегрального показателя состояния системы кровообращения — ВИК, отражающего состояние вегетативного баланса, указывает на статистически значимое преобладание тонуса парасимпатического отдела вегетативной нервной системы у молодых людей, проживающих в континентальной зоне Магаданской области.
Таблица 2
Показатели сердечно-сосудистой системы юношей городов Магадана и Сусумана (М ± т)
Показатель Магадан Сусуман р
САД, мм рт. ст. 125,0±0,9 133,0±1,6 <0,001
ДАД, мм рт. ст. 73,0±0,7 75,0±1,2 *
ЧСС, уд./мин 77,0±1,0 74,0±1,9 *
ПД, мм рт. ст. 52,0±0,9 57,5±1,4 <0,001
ИФИ, усл. ед. 2,20±0,02 2,30±0,03 <0,05
УО, мл 72,0±0,7 73,5±1,1 *
ОПС, дин2 с см-5 1409+22 1533±44 <0,01
ВИК, усл. ед. 3,5±1,3 -5,0±2,6 <0,01
Анализ показателей внешнего дыхания не выявил у юношей обеих групп различий по значениям ЧД и МОД (табл. 3). Сравнивая наши данные с результатами других исследователей [5, 18], мы установили, что у юношей Магаданской области наблюдаются более низкие значения ДО и МОД. Известно, что легочная вентиляция влияет на уровень теплоотдачи с дыханием, что в значительной мере проявляется «экономизацией функции», реализующейся, в частности, через снижение респираторных теплопотерь под влиянием низких температур окружающей среды. При этом у юношей Сусумана отмечены более низкие значения дыхательного объема; аналогичные данные получены Г. С. Шишкиным и
С. А. Петруневым [21], которые обнаружили, что вдыхание низкотемпературного воздуха (от —30 до —47 °С) вызывает ограничение легочной вентиляции вследствие уменьшения ДО, что связывается с рефлекторным торможением дыхательной мускулатуры под действием низких температур окружающей среды.
Таблица 3
Параметры внешнего дыхания юношей городов Магадана и Сусумана (М ± т)
Показатель Магадан Сусуман р
ЧД, цикл/мин 16,0±0,4 16,0±0,6 *
МОД, л/мин 8,7±0,2 8,4±0,3 *
ДО, мл 643,0±21,1 562,0±18,7 <0,01
Уровень О2 в выдыхаемом воздухе, % 17,00±0,04 16,50±0,07 <0,001
Уровень СО2 в выдыхаемом воздухе, % 3,20±0,03 2,60±0,03 <0,001
ПО2, мл/кг-мин 4,5±0,1 5,0±0,2 <0,05
ДК, усл. ед. 0,80±0,01 0,60±0,01 <0,001
Энергозатраты в состоянии покоя, ккал/кг-мин 1,40±0,01 1,5±0,1 *
ЖЕЛ, л 5,2±0,1 5,1±0,1 *
ЖЕЛ, % 104,0±1,0 103,0±1,6 *
ФЖЕЛ, л 4,9±0,1 4,71 + 0,10 <0,05
ФЖЕЛ, % 101,0±1,0 97,0±1,7 <0,05
ОФВ1, л 4,5±0,1 4,3±0,1 <0,05
ОФВ1, % 105,0±1,0 101,0±1,3 <0,05
ПОС, л/с 9,70±0,13 9,10±0,16 <0,01
ПОС, % 106,0±1,4 100,0±1,5 <0,01
МОС25%, л/с 8,70±0,14 8,50±0,17 *
% 106,0±1,6 104,0±1,9 *
МОС50%, л/с 6,40±0,12 6,30±0,15 *
МОС50%, % 111,0+2,0 111,0±2,5 *
МОС75%, л/с 3,8±0,1 4,20±0,13 <0,05
МОС75%, % 135,0±3,4 150,0±4,6 <0,05
СОС25-75%, л/с 6,3±0,1 6,30±0,13 *
СОС25-75%, % 112,0±1,8 113,0±2,2 *
Индекс Тиффно, % 86,0±0,9 84,0±1,1 *
Индекс Генслара, % 92,0±0,01 92,0±0,01 *
Ученые г. Новосибирска отмечали у юношей Магадана более высокие значения выделения СО2, что, по мнению М. А. Якименко с соавт. [24], связано с понижением чувствительности дыхательного центра к углекислому газу. В наших исследованиях этот эффект проявляется в существенной разнице во времени максимальной произвольной задержки дыхания на вдохе (проба Штанге) и выдохе, а также достоверным снижением оксигенации артериальной крови на пике пробы Генчи, величины которых приближаются к показателям умеренной артериальной гипоксемии организма у молодых людей г. Магадана (табл. 4).
Анализ данных показал, что юноши Сусумана характеризуются более высокими значениями потребления кислорода на единицу массы тела, что является важнейшим средством защиты от холода [27, 29], при этом уменьшение времени задержки дыхания при пробе Штанге более чем на 15 % свидетельствует об увеличении хемочувствительности дыхательного центра к СО2, что можно рассматривать
как компенсаторную реакцию, обеспечивающую повышенный кислородный запас [10].
Таблица 4
Показатели оксигенации юношей городов Магадана и Сусумана (М ± т)
Показатель Магадан Сусуман р
Фоновый уровень НЬ02, % 99,20±0,15 99,30±0,11 *
Фоновый уровень ЧСС, уд./мин 81,0±1,9 78,0±1,7 *
Время пробы Штанге, сек. 71,8±3,0 62,1±2,5 <0,01
Уровень НЬ02 на пике пробы Штанге, % 97,10±0,31 97,60±0,27 *
ЧСС на пике пробы Штанге, уд./мин 87,0±2,2 84,0±1,7 *
Время пробы Генчи, сек. 32,0±1,6 30,4±1,4 *
Уровень НЬ02 на пике пробы Генчи, % 95,40±0,62 97,10±0,40 <0,05
ЧСС на пике пробы Генчи, уд./мин 78,0±2,1 75,0±1,7 *
В экстремальных климатических условиях континентальной зоны Магаданской области в результате увеличения теплоотдачи организм испытывает повышенную потребность в кислороде для повышения теплопродукции. По данным [21], в таких условиях снижение вентиляционной способности легких и ограничение газообмена приводит к возникновению кислородного долга. Это проявляется более высокими значениями ИФИ у юношей-студентов Сусумана (см. табл. 2), рост которого указывает на снижение функциональных возможностей организма [3]. Отметим, что у этих же обследуемых наблюдались более низкие значения дыхательного коэффициента, что свидетельствует о преобладании жирового типа метаболизма в организме обследуемых юношей, что характерно для уроженцев Севера [13, 14].
Анализируя результаты спирографических исследований, можно говорить об отсутствии нарушений функции внешнего дыхания как по рестриктивному, так и по обструктивному типу (см. табл. 3). Все характеристики респираторной системы в пределах должных величин или превышают нормативные значения в обеих группах. Жизненная емкость легких, отражающая функциональные возможности дыхательной системы в целом, находится в пределах 5,1 — 5,2 л, что составляет 103—104 % от физиологической нормы, статистически значимые различия между юношами обеих групп отсутствуют, при этом значение ФЖЕЛ было ниже уровня ЖЕЛ, что вполне закономерно и подробно проанализировано в работе Ю. Ф. Сахно с соавторами [16]. У юношей Сусумана значения ФЖЕЛ оказались достоверно ниже, чем у юношей Магадана, как в фактических величинах, так и при их процентном отношении к норме. Объем форсированного выдоха за первую секунду, показывающий возможность развития нарушений функции легких, идущих по обструктивному типу, находится у юношей обеих групп в пределах должных величин, обнаруживая статистически значимое снижение у юношей Сусумана. Пиковая объемная скорость, характеризующая максимальную скорость элиминации
воздуха из легких, также статистически значимо ниже в группе юношей, проживающих в Сусумане. Наблюдаемые тенденции к снижению общей проходимости легких, вероятно, связаны с влиянием на дыхательную систему более низких температур воздуха в зимний период в г. Сусумане.
Рассматривая проходимость легких на различных участках бронхиального дерева, можно говорить о том, что объемно-скоростные показатели крупных (МОС25%) и средних (МОС50%) бронхов превышают должные величины в обеих группах юношей, однако не имеют статистически значимых различий. Показатель МОС25%, который является индикатором проходимости мелких, а также дистальных бронхиол, значительно превышает нормативные показатели (135—150 %) как у магаданцев, так и у юношей Сусумана, где его значение было достоверно еще более высоким. Это может быть вызвано тем, что дополнительное раскрытие мелких бронхиол увеличивает остаточный объем легких, обеспечивая прирост объема теплого воздуха в легочном дереве после выдоха, необходимого для согревания и «разбавления» вновь поступающего с дыханием холодного воздуха извне. Столь значительное превышение должной величины МОС25% является адекватным адаптационным механизмом противодействия негативному влиянию на организм холодового фактора. Показатель средней проходимости легких СОС25 75% находится в обеих группах примерно на одинаковом уровне, незначительно (112—113 %) превышая нормативные значения. В связи с этим величины индексов Тиффно и Генслара, являющиеся индикаторами наличия или отсутствия нарушений проходимости трахеобронхиального дерева [19], не обнаруживают отклонений от физиологической нормы, а различия между значениями этих показателей у юношей обеих групп не являются статистически значимыми.
Учитывая высокую информативность параметров легочного газообмена и выраженное влияние на эти процессы климатических факторов, мы провели корреляционный анализ этих показателей, результаты которого представлены на рисунке. Все взаимосвязи, показанные на схеме, являются статистически значимыми, и при этом значения коэффициентов корреляции составляли от 0,3 до 0,9 единиц. Оказалось, что у юношей г. Сусумана три климатических параметра О2А, Тэ и Тв связаны с показателями газообмена. При этом показатель частоты дыхания имеет отрицательные связи с температурными характеристиками среды и положительную с уровнем кислорода во вдыхаемом воздухе, т. е. в этих условиях при росте отрицательных температур частота дыхания снижается и она увеличивается с возрастанием недостатка кислорода в воздухе. Этот механизм направлен на оптимальное обеспечение организма кислородом в условиях низких температур при адекватной минимизации вентиляции легких. Значения дыхательного коэффициента находятся в обратной зависимости от температуры среды,
указывающей, что при увеличении её отрицательных значений наблюдается уменьшение величины ДК, обусловленного сдвигом метаболизма в сторону большей утилизации жиров, процесса, характерного для аборигенных жителей Крайнего Севера.
1
©
©
©
@
Структура корреляционных взаимосвязей показателей газообмена и климатических факторов у юношей Сусумана (1) и Магадана (2)
Примечания: ДК - дыхательный коэффициент; ЧД - частота дыхания; СВ — сила ветра; ДА — давление атмосферное; Тв - температура воздуха; Тэ - температура эффективности; Вв — влажность воздуха; СО2 — концентрация углекислого газа в выдыхаемом воздухе; О2А — концентрация кислорода в атмосфере; ЛО2 — разница содержания кислорода между атмосферным и выдыхаемым воздухом; сплошная линия — положительная связь, пунктирная — отрицательная связь.
У юношей г. Магадана корреляции имеют свои характерные особенности. Так, частота дыхания не связана с климатическими показателями, что, по всей видимости, обусловлено меньшим, чем в Сусумане, воздействием на организм сверхнизких температур и их резко контрастных сезонных перепадов. Величина ДК у юношей Магадана находится в прямой зависимости от температурных факторов, указывая, что с ростом этих показателей увеличивается и значение ДК, т. е. наблюдается белково-углеводный тип энергетического обеспечения организма. Также у этой группы обследуемых отмечается прямая зависимость ДК от скорости ветра и перепадов атмосферного давления, которые являются существенными негативными климатическими факторами для прибрежной зоны Магаданской области. У юношей-магаданцев только 2 показателя из 10 не объединены в корреляционную плеяду, а у сусуманцев — 4, что может
косвенно указывать на большую степень дисфункциональных процессов среди этой обследуемой популяции. Так, согласно теории функциональных систем [2], в условиях нормальной жизнедеятельности, при достаточном уровне резервов и сбалансированности адаптационных процессов, между различными показателями организма проявляется принцип многосвязного мультипараметрического, кооперативного взаимодействия. Из чего становится понятным, почему у юношей г. Магадана, менее подверженных комплексу негативных факторов окружающей среды и имеющих лучшие функциональные резервы, большее число показателей объединено в плеяду.
Заключение
Весь комплекс проведенных сравнительных морфофункциональных исследований юношей Магаданской области, подверженных действию различных природно-климатических экстремальных факторов, выявил существенные отличия в адаптационных перестройках систем организма. Так, антропометрический статус юношей континентальной зоны проживания при одинаковых показателях длины тела и окружности грудной клетки характеризуется меньшей относительной поверхностью тела (по показателям МТЛ) и меньшей относительной длиной ног (ПТ), что в известной мере снижает теплоотдачу и оптимизирует механизмы терморегуляции в условиях низких температур окружающей среды [17].
Функциональный статус системы внешнего дыхания у юношей, проживающих в г. Сусумане, формируется как отчетливая адаптационная реакция на более экстремальные условия внешней среды, при этом компенсаторно-приспособительные реакции проявляются в виде снижения легочной вентиляции, объема форсированного выдоха, пиковой объемной скорости при повышении потребления кислорода на единицу массы тела, что является защитной реакцией в ответ на воздействие низких температур. Наблюдаемое увеличение проходимости мелких бронхов можно рассматривать как компенсаторную реакцию, обеспечивающую повышенный кислородный запас и приспособление к энергетическим потребностям организма, при этом значения дыхательного коэффициента свидетельствуют о преобладании жирового типа метаболизма, что характерно для постоянных жителей Севера [13].
К выявленным особенностям состояния сердечнососудистой системы у юношей г. Сусумана относятся повышенные значения систолического артериального давления, что позволяет говорить о раннем развитии у этих лиц предгипертензионного состояния [8]. Этот процесс формируется на фоне достоверно большего по сравнению с магаданцами общего периферического сопротивления сосудов, которое, по всей видимости, связано с рефлекторным спазмом периферических сосудов, обеспечивающим сохранение тепловой энергии организмом в условиях длительного воздействия холодового фактора.
Проведенный анализ структуры корреляционных плеяд позволил установить некоторые адаптивные особенности функциональных метаболических перестроек у юношей Магадана и Сусумана. Так, у сусуманцев это ярко проявляется в выраженном влиянии на организм холодового фактора, а у магаданцев в комплексном воздействии скорости ветра, температуры и атмосферного давления. У этой группы лиц число корреляционных связей в плеяде было больше на 30 %, что указывает на лучшую сбалансированность адаптационных механизмов на фоне меньшего напряжения функциональных систем организма.
Список литературы
1. Алексеева Т. И. Географическая среда и биология человека / Т. И. Алексеева. — М. : Мысль, 1977. — 302 с.
2. Анохин П. К. Теория функциональных систем / П. К. Анохин // Успехи физиологических наук. — 1970.
— Т. 1, № 1. — С. 3.
3. Баевский Р. М. Введение в донозологическую диагностику / Р. М. Баевский, А. П. Берсенева. — М. : Слово, 2008. — 176 с.
4. Барбараш Н. А. Периодическое действие холода и устойчивость организма / Н. А. Барбараш // Успехи физиологических наук. — 1996. — Т. 27, № 4. — С. 116—131.
5. Варламова Н. Г. Функция внешнего дыхания у молодых мужчин европейского Севера в годовом цикле / Н. Г. Варламова, В. Г. Евдокимов, Е. Р. Бойко и др. // Физиология человека. — 2008. — Т. 34, № 6. — С. 85.
6. Воронин Н. М. Основы медицинской и биологической климатологии / Н. М. Воронин. — М. : Медицина, 1981. — 352 с.
7. Горст В. Р. Формирование ритма сердца и адаптационные возможности организма при различных функциональных состояниях : автореф. дис. ... д-ра биол. наук / Горст В. Р. — Астрахань, 2009. — 45 с.
8. Давидович И. М. Предгипертензия у мужчин молодого возраста / И. М. Давидович, С. Л. Жарский , О. В. Афона-сков // Здравоохранение Российской Федерации. — 2009.
— № 1. — С. 32.
9. Клемент Р. Ф. Инструкция по применению формул и таблиц должных величин основных спирографических показателей / Р. Ф. Клемент, А. А. Лаврушин, П. А. Тер-Погосян, Ю. М. Котегов — Л. : МЗ СССР, ВНИИ пульмонологии, 1986. — 79 с.
10. Кривощеков С. Г. Системные механизмы адаптации и компенсации / С. Г. Кривощеков, В. П. Леутин,
В. Э. Диверг и др. // Бюллетень СО РАМН. — 2004. — № 2. — С. 148.
11. Лакин Г. Ф. Биометрия / Г. Ф. Лакин. — М. : Высшая школа, 1990. — 352 с.
12. Максимов А. Л. Концептуальные и методические подходы к комплексному районированию территорий с экстремальными условиями проживания / А. Л. Максимов.
— Магадан : СВНЦ ДВО РАН, 2006. — 54 с.
13. Панин Л. Е. Тревожность, адаптация и донозоло-гическая диспансеризация / Л. Е. Панин, Г. А. Усенко.
— Новосибирск : СО РАМН, 2004. — 316 с.
14. Панин Л. Е. Энергетические аспекты адаптации / Л. Е. Панин. — Л. : Медицина, 1978. — 189 с.
15. Пилясов А. Н. Население Колымско-Магаданского промышленного района: эколого-географический подход
к исследованию / А. Н. Пилясов. — Магадан : СВКНИИ ДВО РАН, 1990. - 160 с.
16. Сахно Ю. Ф. Исследование вентиляционной функции легких / Ю. Ф. Сахно, Д. В. Дроздов, С. С. Ярцев. — М. : Изд-во РУДН, 2005. — 84 с.
17. Соколов А. Я. Энергообмен и параметры кардио-респираторной системы у коренных и пришлых жителей Северо-Востока России / А. Я. Соколов, Л. И. Гречкина // Экология человека. — 2003. — № 3. — С. 10.
18. Устюжанинова Н. В. Функциональное состояние внешнего дыхания здоровых студентов / Н. В. Устюжани-нова, Г. С. Шишкин, Н. Д. Уманцева // Бюллетень СО РАМН. — 2004. — № 1. — С. 134.
19. Федосеев Г. Б. Проходимость бронхов и ее регуляция / Г. Б. Федосеев // Физиология дыхания (IV глава) / отв. ред. И. С. Бреслав, Г. Г. Исаев. — СПб. : Наука, 1994. — 680 с.
20. Целых Е. Д. Эколого-физиологическая характеристика особенностей адаптивных реакций структурнофункционального статуса организма подростков различных этнических групп : автореф. дис. ... д-ра биол. наук / Целых Е. Д. — М., 2009. — 40 с.
21. Шишкин Г. С. Особенности вентиляции легких при дыхании низкотемпературным воздухом / Г. С. Шишкин,
С. А. Петрунев // Физиология человека. — 1995. — Т. 21, № 2. — С. 61.
22. Экологическая физиология человека. Адаптация человека к экстремальным условиям среды. / под ред.
О. Г. Газенко. — М. : Наука, 1979. — 704 с. — (Серия «Руководство по физиологии»)
23. Юрьев В. В. Рост и развитие ребенка / В. В. Юрьев, А. С. Симаходский, Н. Н. Воронович, М. М. Хомич. — СПб. : Питер, 2003. — 272 с.
24. Якименко М. А. Влияние адаптации к холоду на показатели внешнего дыхания при гиперкапнии / М. А. Якименко, Т. Г. Симонова, А. М. Пичкурова, Ю. А. Татауров // Физиология человека. — 1989. — Т. 19, № 6. — С. 51.
25. Якубович И. А. Геоэкологические особенности Магаданской области / И. А. Якубович. — Магадан : Кордис, 2002. — 179 с.
26. De Lorenzo A. Predicting body cell mass with bioimpedance by using theoretical methods: a technological review / A. De Lorenzo, A. Andreoli, J. Matthie, P. Withers
// The American Physiological Society. — 1997. — Р. 1542
— 1557
27. Leonard W. R. Climatic influences on basal metabolic rates among circumpolar populations / W. R. Leonard, M. Sorensen, V. A. Galloway, et al. // Am. Journ. of Human Biology. — 2002. — N 14. — P. 609—620.
28. Ulijaszek S. J. Energetics, adaptation and adaptability / S. J. Ulijaszek // Am. Journ. of Human Biology. — 1996.
— N 8. — P. 169—182.
29. Wood S. C. Interaction between hypoxia and thermoregulation. Oxygen Transport / S. C. Wood // Program Lobelace Medical Foundation. Annual Review of Physiology, Albuquerque. — 1991. — N 87108. — 57 p.
MORPHOFUNCTIONAL PROFILES OBSERVED IN MALE SUBJECTS INHABITING DIFFERENT CLIMATO-GEOGRAPHIC AREAS OF MAGADAN REGION
I. V. Sukhanova, S. I. Vdovenko, A. L. Maximov
Scientific-research center “Arktika" FEB RAS, Magadan
In the paper, the special features of morphofunctional changes showed by the male North residents inhabiting the seaside and continental areas of Magadan region are presented. Total 47 body parameters have been examined. Found that 27 of them reliably differed. The correlations between the climatic factors and the parameters of the body gas interchange were observed to have the significant differences in the subjects depending upon their residence area.
Key words: the North, functional parameters, cardiovascular and respiration systems, adaptation changes, correlations.
Контактная информация:
Максимов Аркадий Леонидович — доктор медицинских наук, профессор, директор НИЦ «Арктика» Дальневосточного отделения РАН
Адрес: 685000, ГСП, г. Магадан, ул. К. Маркса, д. 24 Тел./ факс (84132) 62-06-28 E-mail: [email protected]
Статья поступила 01.10.2009 г.
