Морфологические и функциональные признаки адаптированности молодых мужчин различных этносов Республики Саха (Якутия)

Актуальность проблемы. Освоение природных ресурсов Крайнего Севера в XXI веке будет иметь важнейшее геостратегическое значение для всей страны. В этой связи изучение проблемы сохранения здоровья популяций, проживающих в Республике Саха (Якутия), является актуальным направлением научных исследований. Приспособление человека к существованию в жестких природно-климатических условиях требует дополнительных энергетических затрат, а, следовательно, и мобилизации резервов кардиореспираторной' системы (КРС) для поддержания гомеостаза. В популяциях аборигенов Севера, сохранивших традиционный уклад жизни предков, физиологический статус системы кровообращения характеризуется гипои нормотонией, тенденцией к брадикардии. Среди них практически не встречаются лица, страдающие сердечно-сосудистыми заболеваниями (Кандрор И.С., 1962, 1968; Прикатова М. К., 1971; Rennie et al., 1971; Р. А. Петров, Рыбкин, 1977; Schaefer O. et al., 1978; Турчинский В. И., 1980). Нагрузка на гомеостатические системы северян в последние годы возросла в связи с ухудшающейся экологической ситуацией, обусловленной антропогенными и техногенными загрязнениями окружающей среды (Агаджанян Н.А., Петрова П. Г., 1996; Агаджанян Н. А., Жвавый Н. Ф., Ананьев В. Н., 1988; Хаснулин В. И., 1998). По данным ГУ ЯРМИАЦ (Основные показатели. , 1996, 2001, 2004) за период с 1990 г по 2004 г наблюдался рост заболеваемости населения республики болезнями системы кровообращения в 4,3 раза, а смертности от болезней этой системы — в 1,55 раза. Болезни системы кровообращения в структуре причин смертности в Якутии занимают 1 -е место (41% в 2004 г). Темп сердечно-сосудистой заболеваемости и смертности якутян делает актуальным изучение особенностей развития дезадаптационных расстройств кардиоваскулярной системы. Ухудшение состояния здоровья населения республики свидетельствует о недостаточности адаптационных резервов организма и развитии процессов дезадаптации под воздействием комплекса суровых климатических и экологических факторов окружающей среды. Отрицательного воздействия на резервные возможности организма следует ожидать и от снижения за последние 10 лет жизненного уровня населения, зафиксированного в ряде официальных документов.

Изменение традиционного уклада жизни, отказ от национальных особенностей питания, внедрение новых форм трудовой деятельности привели к утрате коренным населением Севера адаптивных качеств (Авцын А.П. с соавт., 1985; Казначеев В. П., 1988). Поскольку наиболее высока степень урбанизации у студенческой молодежи Якутии (снижение двигательной активности, возрастание интеллектуальной нагрузки), несомненный теоретический и практический интерес представляет изучение адаптационного потенциала этой социальной группы.

Ряд авторов, разрабатывающих проблему повышения адаптационных возможностей человека в условиях Севера, использовали в своих исследованиях конституциональный подход (Алексеева Т.И., 1986; Казначеев.

B.П., Казначеев С. В., 1986; Ротов А. В., 1997). Горизонтова Н. Д. и Майелис М. Я. (1966) рассматривают конституцию как «.совокупность функциональных и морфологических особенностей организма, сложившихся на основе наследственных и приобретенных свойств и определяющих его реактивность». В процессе многовекового отбора в экологических условиях Крайнего Севера сформировался комплекс характеристик близких к мезоморфному типу телосложения: низкорослость, относительно высокие показатели плотности тела и обхватных размеров (Алексеева Т.И., 1986; Дегтярева Т. Г., 2001). Анатомо-антропологические исследования популяции коренного населения РС (Я) в последние годы выявили особенности современного развития юношей — якутов в зависимости от социальных и экологических факторов (Пермякова.

C.П., 2002). У юношей — жителей города выявлена тенденция к долихоморфии и грацилизации телосложения, в то время как юноши, проживающие в сельскохозяйственной местности, близки к исторически более типичному мезоморфному типу телосложения. По мнению Алексеевой Т. И. (1986) тесная связь и взаимообусловленность соматотипических и функциональных характеристик организма аборигенов Севера, сформировавшиеся на протяжении длительного исторического срока проживания в экстремальных условиях среды, лежат в основе адаптированности популяции.

Частными проявлениями конституции аборигенов Севера являются адаптивные структурно-функциональные особенности системы внешнего дыхания, удовлетворяющие напряженный кислородный режим: увеличение площади альвеолярной поверхности, гипервентиляция легких, гипертензия в малом кругу кровообращения (Авцын А.П., Марачев А. Г., 1975; Абрамсон Е. З., 1978).

Физиологически очевидным должно быть существование взаимосвязи между таким относительно жестким параметром конституции как рост и более пластичными, изменчивыми параметрами сердечно-сосудистой системы (ССС). Создание повышенного давления крови для кровоснабжения верхних частей тела и мозга в особенности требует усиленной работы сердца и сосудов (Фолков Б., 1976). Это предполагает повышенную активность ССС у людей более высокого роста. Нам не удалось встретить работ, в которых исследовалась бы связь гемодинамических показателей с длиной тела у практически здоровых молодых мужчин.

Перечень морфофункциональных особенностей этносов Севера существенно может быть пополнен характеристиками взаимосвязей между длиной тела и типом вегетативной регуляции. На наш взгляд должно существовать оптимальное соотношение характеристик этих двух параметров, которое может служить залогом высоких адаптивных способностей индивида.

Для изучения механизмов адаптации человека к комплексу природно — климатических, экологических и социально — экономических факторов Севера целесообразно применение теории функциональных систем (ФС) П. К. Анохина (Анохин П.К., 1975, 1980; Судаков К. В., 1996, 1998). Состояние адаптированности — полезный приспособительный результат деятельности ФС гомеостатического уровня. В свою очередь интегральным выражением адаптированности является физическая работоспособность. Исследование характера взаимосвязей и механизмов отношений между структурными и функциональными признаками организма, внутрисистемных и межсистемных связей между эффекторами гомеостатических ФС позволит выявить индивидуально — типологические маркеры адаптации и дезадаптации человека в условиях Севера.

Исследования проводились в рамках научной программы МО РФ «Университеты России — фундаментальные исследования» по теме «Физиологические аспекты адаптации человека на Крайнем Севере» (№ гос. регистрации 01.9.40 005 310) и в соответствии с планом научных исследований Медицинского института Якутского госуниверситета.

Цель исследования: выявить индивидуально-групповые признаки адаптированности молодых мужчин разных этносов РС (Я) путем установления взаимосвязей между морфометрическими признаками физического развития и эффекторными компонентами функциональных систем, обеспечивающих гомеостаз в экологических условиях Крайнего Севера.

Исходя из цели, сформулированы задачи работы:

1. Изучить динамику физического развития по данным антропометрии за 20 лет у молодых мужчин в зависимости от этнической принадлежности и сроков проживания на Крайнем Севере.

2. Изучить встречаемость различных типов вегетативной регуляции у обследуемых этносов в 1-е (1983;1992 гг.) и 2-е (1992;2002 гг.) десятилетия исследований.

3. Исследовать влияние широтного фактора на адаптивные возможности сердечно-сосудистой системы в покое и при выполнении активной ортостатической пробы у обследуемых этносов.

4. Исследовать степень адаптированности молодых мужчин ранжированных по росту, типу вегетативной рефляции и этнической принадлежности с помощью функциональных проб.

5. Исследовать динамику адаптационных возможностей молодых мужчин различных этносов за 10 лет.

Научная новизна.

Впервые для изучения адаптивных возможностей организма человека на Севере нами использован новый подход — сравнительный анализ индивидуально-групповых характеристик морфоструктурных показателей и параметров КРС в покое и в деятельном состоянии.

Впервые установлено, что различный уровень адаптивных возможностей организма у популяций коренных жителей Якутии связан с их принадлежностью к определенному типу интегральной конституции (типы телосложения, вегетативной регуляции, центральной гемодинамики). Среди якутов максимально адаптированными является мужчины, структурнофункциональные характеристики которых в наибольшей степени соответствуют существованию в экстремальных условиях окружающей среды (низкий рост, относительно высокая плотность тела, нормостеническое телосложение, нормотонический тип вегетативной регуляции и эукинетический тип кровообращения).

Установлены признаки дезадапции в отдельных морфофункциональных группах якутов. У среднерослых нормотоников таким признаком служит затяжное восстановление параметров сердечно-сосудистой системы после нагрузки, у низкорослых симпатикотоников — сочетание таких морфофункциональных признаков как низкий рост, дефицит МТ, астеническое телосложение, гиперкинетический тип кровообращения. Среди уроженцев-европеоидов относительно высокий ресурс адаптивных возможностей выявлен у высокорослых мужчин нормостенического телосложения, характеризующихся вегетативным равновесием и эукинетическим типом гемодинамики.

Впервые у молодых мужчин Якутии выявлена следующая этническая особенность функционирования КРС: в покое и при выполнении велоэргометрической нагрузки одинаковой мощности обеспечение кислородного гомеостаза у якутов осуществляется с большим напряжением дыхательного компонента, а у европеоидов — кардиального компонента.

Впервые проведенное изучение адаптационных возможностей организма с помощью АОП среди якутов выявило более экономичную реакцию гемодинамики среди мужчин, проживающих в Центральной Якутии (62° с. ш.), по сравнению с проживающими в Заполярье (67° с. ш.). Причем, экономичной реакции соответствовало меньшее количество значимых внутрисистемных (внутрисердечные и внутрисосудистые) корреляционных связей между эффекторами системы кровообращения. Среди европеоидов резервные возможности ССС более высокие у молодых мужчин, имеющих более длительный срок проживания на Севере (уроженцы) по сравнению с пришлыми. У уроженцев выявлено существенно большее число значимых межсистемных (сердечно-сосудистые) связей в клинои ортоположениях.

Анализ результатов вариационной кардиографии выявил у молодых мужчин — уроженцев Якутии более низкую степень напряжения регуляторных систем кровообращения, чем у якутов. Самый высокий уровень централизации управления сердечным ритмом — у пришлых.

Впервые проведено сравнительное исследование гемодинамического обеспечения физической работы у этносов Якутии в начале и в конце десятилетия (1988;89 гг. и 1998;99 гг.). Установлено, что за 10 лет произошло достоверное снижение работоспособности и толерантности к физической нагрузке у обследованных лиц в обеих этнических группах.

Теоретическая и практическая значимость работы.

Проведенное исследование с использованием системного подхода позволило установить фенотипические маркеры адаптационных возможностей, а также маркеры факторов риска организма человека, обитающего в суровых природно-климатических условиях Севера. Принцип выделения конституциональных типов с учетом морфометрических параметров, типов вегетативной регуляции и типов гемодинамики может быть применен для выявления напряжения механизмов адаптации и предрасположенности к срыву адаптации. Полученные данные о морфофункциональных характеристиках включены в практическое пособие «Региональные стандарты основных физиологических показателей человека на Севере» (Якутск, 2001).

Материалы диссертации используются в учебном процессе кафедры анатомии, кафедры физиологии человека и кафедры основ здорового образа жизни и экологии человека медицинского института ЯГУ.

Поскольку координация соматотопических признаков и вегетативных функций является залогом высоких адаптационных способностей, необходимо разработать мероприятия, направленные на формирование нормотонического типа вегетативной регуляции и устранение дефицита МТ.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Установлено снижение степени выраженности специфических адаптивных морфологических черт молодых якутов, что выразилось в отчетливом снижении плотности тела, произошедшим за последние 20 лет благодаря увеличению роста при отсутствии прибавления массы тела.

2. За последнее десятилетие (1992;2002 гг.) у молодых якутов произошла перестройка типа вегетативной регуляции, проявившаяся в существенном увеличении количества лиц с отклонением вегетативного баланса в сторону симпатикотонии, по сравнению с предыдущим десятилетием. Доля молодых якутов с симпатикотоническим типом вегетативной регуляции сравнялась с уроженцами-европеоидами. Перестройка в короткий срок сложившегося типа вегетативной регуляции в сочетании с установленной нами высокой степенью напряжения механизмов регуляции кардиоритма у якутов, является предпосылкой риска дезадаптациониых расстройств их гомеостатических систем.

3. Степень напряжения сердечно-сосудистой системы в реакции обеспечения компенсаторных сдвигов в активной ортостатической пробе у исследуемых популяций различна. У молодых якутов она зависима от экстремальности природно-климатических условий (географическая широта), а г у европеоидов — от длительности проживания на Крайнем Севере.

4. Различный уровень адаптивных возможностей этносов Якутии обусловлен различными комбинациями морфофункциональных признаков. Если среди якутов максимально адаптированными являются лица характеризующиеся низким ростом, нормостеническим телосложением, нормотоническим типом вегетативной регуляции, эукинетическим типом кровообращения, высокой работоспособностью, быстрым темпом восстановления параметров кровообращения после физической нагрузки, то среди уроженцев высокий ресурс адаптационных возможностей как оказалось присущ высокорослым мужчинам нормостенического телосложения, характеризующимся вегетативным равновесием, эукинетическим типом гемодинамики, быстрым восстановлением исходных показателей гемодинамики после нагрузочного тестирования.

5. Маркером дезадаптации якутов является затяжное восстановление параметров кровообращения после нагрузки, а также комбинация морфометрических и функциональных признаков: низкие значения роста, масса-ростовых индексов, плотности тела, астенический тип телосложения, гиперкинетический тип кровообращения, симпатикотонический тип вегетативной регуляции, высокие значения параметров гемодинамики и внешнего дыхания в покое и после нагрузки.

6. Молодые мужчины — европеоиды (уроженцы Якутии во 2-м и 3-м поколениях) являются новой северной популяцией, с повышенным уровнем биологической и вероятно социальной адаптации. У уроженцев выявлены более высокая работоспособность и толерантность к физической нагрузке по сравнению с якутами. Высокий уровень адаптированности уроженцев поддерживается при меньшем, чем у якутов, напряжении механизмов адаптации, о чем свидетельствует большая длительность кардиоинтервалов и тенденция к меньшим значениям индекса напряжения.

7. Обнаруженное у молодых якутов снижение работоспособности и толерантности к физической нагрузке за 10 лет сравнительных исследований.

1988;1998 гг.) свидетельствует о снижении их адаптированности. Аналогичные изменения адаптированности обнаружены и у уроженцев.

Внедрение результатов исследований. Полученные результаты включены в практическое пособие для врачей и студентов: «Региональные стандарты основных физиологических показателей человека на Севере», научные и хоздоговорные отчеты НИР Медицинского института ЯГУ (19 832 004 гг.) и научные отчеты Института здоровья АН РС (Я) (1997;2004 гг.). Данные антропометрических исследований и о механизмах адаптации и дезадаптации коренного и пришлого населения в экстремальных условиях Севера используются в учебном процессе кафедры анатомии, кафедры физиологии человека и кафедры основ здорового образа жизни и экологии человека медицинского института ЯГУ.

Апробация работы. Основные результаты доложены и обсуждены:

— На 10 региональных конференциях: «Вопросы физиологии и патологии человека региона Якутии», Якутск, 1984; «Клинико-иммунологические особенности патологии человека региона Якутии», Якутск, 1985; «Научно-медицинские проблемы АЯМ», Красноярск, 1989; «Вопросы адаптации человека на Севере», Якутск, 1990; «Экологическая патология и ее фармакокоррекция», Чита, 1991; «Актуальные вопросы клинической медицины в условиях Севера», Якутск, 1992, «Здоровье населения Якутии», Якутск, 1993; «Актуальные вопросы клинической медицины в условиях Севера», Якутск, 1994; «Вопросы патологии человека в условиях Севера», Якутск, 1995; «Стандарты здоровья человека на Севере», Якутск, 1997.

— На 5 всесоюзных и всероссийских конференциях и симпозиумах: «Биологические проблемы Севера», Якутск, 1986; «Актуальные проблемы физиологических и структурно-функциональных основ жизнедеятельности», Новосибирск, 1987; «Медико-биологические и экологические проблемы здоровья человека на Севере», Сургут, 2000; «4-ый съезд физиологов Сибири», Новосибирск, 2002; «XIX съезд физиол. общества им. И.П. Павлова», Екатеринбург, 2004.

— На 8 международных конференциях: «Medical research in 1992», Новосибирск, 1993; «Знание на службу нуждам Севера», Якутск, 1996; «Northern knowledge Serves Northern Needs. The first international conference», Yakutsk, 1996; «Эколого-физиологические проблемы адаптации», M., 1998; «150 лет со дня рождения акад. И.П. Павлова», СПб., 1999; «Эколого-физиологические проблемы адаптации», М., 2001; «Эколого-физиологические проблемы адаптации», М, 2003; «X Russia — Japan International Medical Symp.», Yakutsk, 2003.

— На заседании Московского физиологического общества совместно с кафедрой нормальной физиологии Московской медицинской академии им. И. М. Сеченова, Москва, 2003.

— На совместном заседании кафедр физиологии человека, анатомии медицинского института ЯГУ и Института здоровья АН РС (Я), Якутск, 2005.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 39 научных работ, из них 7 — в рецензируемых журналах (2 статьи в «Human Physiology»).

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 208 страницах машинописного текста, состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы, содержащего 256 источников, из них 204 отечественных и 52 зарубежных авторов. Работа иллюстрирована 28 таблицами и 32 рисунками.

ВЫВОДЫ.

1. Выявлены диспропорциональные изменения антропометрических параметров у молодых мужчин разных этносов Якутии за 20 лет. У якутов увеличение роста не сопровождается прибавлением массы тела, у уроженцев-европеоидов незначительному снижению роста соответствует существенное уменьшение массы тела. Такая динамика роста и массы тела приводит к достоверному снижению соотношения этих показателей у якутов и тенденции к снижению — у уроженцев, что свидетельствует об уменьшении плотности тела. Закономерным для всех обследованных этносов явилось снижение массы тела в период с 1994 г по 1998 г относительно предыдущих лет.

2. У обследуемых этносов установлена прямопропорциональная зависимость роста и параметров центральной гемодинамики (АД, ЧСС), свидетельствующая о том, что в исходном состоянии покоя «цена», которую платит сердечно-сосудистая система высокорослых мужчин за адаптированность выше, чем у среднеи низкорослых.

3. За последнее десятилетие (1992;02 гг.) у молодых мужчин якутов обнаружена перестройка типа вегетативной регуляции, в виде существенного увеличения количества лиц с отклонением вегетативного баланса в сторону симпатикотонии, по сравнению с предыдущим десятилетием. Встречаемость лиц с симпатикотоническим типом вегетативной регуляции приблизилось к таковой уроженцев. Перестройка сложившегося типа вегетативной регуляции в сочетании с установленной нами высокой степенью напряжения механизмов регуляции кардиоритма у якутов создает риск дезадаптационных гомеостатических расстройств.

4. С помощью функциональных проб выявлены различия в значениях физической работоспособности, а, следовательно, и в уровне адаптированности морфофункциональных подгрупп, ранжированных по росту, типу вегетативной регуляции и этнической принадлежности. Среди молодых якутов наибольшая адаптированность установлена у лиц низкого роста с сохраненным вегетативным балансом. У уроженцев высокую адаптированность проявили высокорослые мужчины с нормотоническим типом вегетативной регуляции.

5. Выявлена более экономичная реакция параметров кровообращения на ортопробу у молодых якутов, проживающих в Центральной Якутии (62° с. ш.) по сравнению с их ровесниками — якутами высоких широт (Заполярье, 67 °C.ш.), а среди европеоидов — у уроженцев по сравнению с пришлыми. В группах с различной степенью адаптированности в клино — и ортоположениях установлено различное количество значимых корреляционных связей между параметрами сердечно-сосудистой системы.

6. Установлены различные сочетания признаков дезадаптации в морфофункциональных подгруппах молодых якутов. У мужчин среднего роста с нормотоническим типом вегетативной регуляции таковыми являются астеническое телосложение и затяжное восстановление параметров сердечнососудистой системы после велоэргометрической нагрузки. У якутов низкого роста с симпатикотоническим типом регуляции признаком дезадаптации служит сочетание астенического телосложения, диспропорционально низкой массой тела, с одной стороны, и с другой — высокого функционального напряжения кардиореспираторной системы.

7. Обнаружена динамика выполнения заданной инструкции (целенаправленной деятельности) у молодых мужчин различных этносов за десять лет (с 1988;89 гг. по 1998;99 гг.), проявляющаяся в достоверном снижении работоспособности и толерантности к физической нагрузке у якутов и уроженцев европеоидов.

8. Результативность велоэргометрической нагрузки, являющаяся интегральным показателем адаптивности, определяется у молодых мужчин различных этносов Якутии специфическим комплексом морфологических и функциональных признаков, что имеет прогностическое значение для социальной, профилактической, спортивной и клинической медицины.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Сохранение здоровья северных популяций, находящихся под комплексным воздействием неблагоприятных природно-климатических, экологических и социальных факторов среды, возможно благодаря интенсивному расходованию адаптационных резервов. Складывается мнение о том, что в развитии дезаптационных изменений в организме пришлого и аборигенного населения Севера негативные влияния социальных факторов зачастую перекрывает влияние факторов природной среды (Турчинский В.И., 1980; Хаснулин В. И., 1993; Потапов А. И., Васильев Н. В. 1993). Упадок социального уровня жизни жителей РС (Я) проявляется в ухудшении демографических показателей в последние 10-летия: снизилась рождаемость, увеличилась общая смертность. Наиболее существенный рост заболеваемости населения отмечен в экологически неблагоприятных регионах республики (Кривошапкин В.Г., Тимофеев Г. А., 1993; Петрова П. Г. с соавт., 1995).

В документах ВОЗ переход от состояния здоровья к болезни рассматривается как снижение степени адаптированности организма к условиям окружающей среды. Среди коренных этносов выявлена более высокая по сравнению с пришлыми распространенность хронических инфекционных воспалительных заболеваний, что, по мнению Захаровой Ф. А. (2001), служит проявлением дезадаптации иммунной системы.

Многовековое проживание на Крайнем Севере привело к формированию специфического адаптивного морфофункционального типа аборигенов (северный экологический тип), обеспечивающего их жизнедеятельность в суровых условиях. Алексеева Т. И. (1977, 1986), описывая «арктический» тип, указывает на следующие признаки физической конституции коренного населения Арктики: небольшая длина тела, относительно широкая грудная клетка, крупные размеры головы и лица, мускульный тип телосложения, высокая плотность тела и минерализация скелета. Изучение онтогенетического аспекта морфометрических особенностей у детей различных этносов.

Тюменской области выявило задержку сроков ростовой активности и укорочение активного ростового периода (5,2 лет) у детей коренных народностей (ненцы, ханты) по сравнению с русскими детьми, активный ростовой период которых более продолжительный (6,5 лет).

Морфологические особенности коренных жителей Севера сочетаются с особенностями функциональных характеристик: низкое АД, высокие значения теплопродукции и содержания холестерина в сыворотке крови, усиление гемопоэза, высокая вентиляционная способность легких, ослабление способности к сужению сосудов кожи. У жителей коренных национальностей Севера повышен основной обмен по сравнению с приезжими (Кандрор И.С., 1968; Веселухин Р. В., 1977; Andersen K.L., 1960; Irving L. et al, 1960). Полагают, что это обусловлено высоким содержанием белков в традиционной пище аборигенов (Веселухин Р.В. с соавт., 1975; Алексеева Т. И., 1986; Mann G. et al., 1962). Наиболее общей закономерностью изменения метаболизма у северных этносов является усиленное использование в энергетическом обмене экзогенных (пищевые), а не эндогенных (липиды жировых депо) липидов (Панин JI.E., 1978, 1979; Bang Н.О. et al, 1972 и др.). Об этом свидетельствует низкий уровень эндогенных липидов (ЛПНП и ЛПОНП) в крови у аборигенов, сохранивших традиционное питание, включающее богатые ненасыщенными жирными кислотами продукты (Панин JI.E., 1978).

В ходе естественной эволюции в популяции коренных жителей Севера сформировалась такая адаптивная особенность как гораздо более высокая, чем у пришлого населения, активность антиоксидантных систем (Куликов В.Ю., Ким Л. Б., 1987).

Результатом долговременной адаптации к экологическим факторам Севера являются функциональные особенности системы кровообращения, проявляющиеся фазовым сдвигом по типу гиподинамии миокарда, низкими значениями систолического АД, относительной брадикардией (Турчинский В.И., 1980; Кузнецов С. Р., 1988; Лабутин Н. Ю., 1994).

Наряду с ССС существенному влиянию неблагоприятных факторов Севера подвержена и система внешнего дыхания. У коренных жителей выявлены адаптивные структурные изменения дыхательного аппарата (увеличена площадь альвеолярной и общей капиллярной поверхностей легких, истончен аэродинамический барьер), что повышает диффузию и утилизацию Ог по сравнению с мигрантами (Белоусова Т.А., и Милованов А. П., 1977; Марачев А. Г., 1980; Лабутин Н. Ю., 1994). У аборигенов Севера увеличен объем «мертвого пространства» и остаточный объем легких, что способствует согреванию вдыхаемого воздуха.

Гипервентиляция, характерная для всех северян, все же менее выражена у коренных. Причем, сопутствующая умеренная легочная артериальная гипертензия имеет приспособительный характер, повышая кровоток в капиллярах гипервентилируемых альвеол (Марачев А.Г., 1980; Милованов А. П., 1981; Bligh, D. Chanca, 1981).

Таким образом, результаты исследований, посвященных изучению процессов адаптации коренного населения Севера, показали, что многовековая эволюция сформировала у аборигенов целый ряд приспособительных черт в его функциональных системах, позволяющий выжить и сохранить здоровье в суровых условиях окружающей среды.

Освоение природных минерально-сырьевых ресурсов Крайнего Севера привело к быстрому проникновению научно-технического прогресса в среду аборигенов. Произошло изменение традиционного уклада жизни, переход к изменению характера трудовой деятельности, к европеоидному типу питания.

Процесс аккультурации распространяется на все коренные народности Севера России и затрагивает все функциональные системы организма. У народностей Севера адаптация к социальным, правовым и этическим требованиям современного общества сопровождается разрушением устоявшегося этнического менталитета, что чревато развитием аккультурационного стресса (Хунан-Оол А.С., 1995, 2002). Этому состоянию свойственны дезадаптационные изменения как в социальной и психологической сферах личности, так и в функциях гомеостатических систем организма.

Таким образом, в современных условиях актуально исследование признаков адаптированности у коренного и пришлого населения Севера, поскольку знание этих признаков позволит дать целостную оценку состоянию здоровья этносов.

Исследование адаптивных возможностей постоянно проживающих в РС (Я) молодых мужчин (студенты ЯГУ) особо актуально, так как эта популяция составит основной трудовой ресурс одного из наиболее отдаленных, но стратегически важных регионов России.

По мнению Алексеевой Т. И. (1986) в основе адаптированности аборигенов Севера лежит тесная связь и взаимообусловленность соматотипических и функциональных характеристик их организма, сформировавшиеся на протяжении длительного исторического срока проживания в экстремальных условиях среды.

Физиологически очевидным должно быть существование взаимосвязи между таким относительно жестким параметром конституции как рост и более пластичными, изменчивыми параметрами сердечно-сосудистой системы. Создание повышенного давления крови для кровоснабжения верхних частей тела и мозга в особенности требует усиленной работы сердца и сосудов (Фолков Б., 1976). Это предполагает повышенную активность ССС у людей более высокого роста. Нам не удалось встретить работ, в которых исследовалась бы связь гемодинамических показателей с длиной тела у практически здоровых молодых мужчин.

Перечень морфофункциональных особенностей этносов Севера существенно может быть пополнен характеристиками взаимосвязей между длиной тела и типом вегетативной регуляции. На наш взгляд должно существовать оптимальное соотношение характеристик этих двух параметров, которое может служить залогом высоких адаптивных способностей индивида.

Для изучения механизмов адаптации человека к комплексу природно — климатических, экологических и социально — экономических факторов Севера целесообразно применение теории функциональных систем (ФС) П. К. Анохина (Анохин ПК., 1975; Судаков К. В., 1996, 1998; Ю. В. Урываев, 1996). Состояние адаптированности — полезный приспособительный результат деятельности ФС гомеостатического уровня. В свою очередь интегральным выражением адаптированности является физическая работоспособность. Исследование характера взаимосвязей и механизмов отношений между структурными и функциональными признаками организма, внутрисистемных и межсистемных связей между эффекторами гомеостатических функциональных систем позволит выявить индивидуально — типологические маркеры адаптации и дезадаптации человека в условиях Севера.

Исследования были направлены на выявление индивидуально-групповых признаков адаптированности молодых мужчин разных этносов РС (Я) путем установления взаимосвязей между морфометрическими признаками физического развития и эффекторными компонентами функциональных систем, обеспечивающих гомеостаз в экологических условиях Крайнего Севера. Для этого было проведено:

— изучение динамики физического развития по данным антропометрии за 20 лет у молодых мужчин в зависимости от этнической принадлежности и сроков проживания на Крайнем Севере;

— выявление индивидуально-групповых особенностей взаимосвязей между морфологическими признаками и основными функциональными показателями кардиореспираторной системы в подгруппах мужчин, ранжированных по росту, типу вегетативной регуляции и этнической принадлежности;

— исследование влияния широтного фактора на адаптивные возможности сердечно-сосудистой системы в покое и при выполнении активной ортостатической пробы у этносов разного ростаустановление количественных характеристик физической работоспособности и ее гомеостатического обеспечения (напряженность функционирования, соотношение гемодинамического и респираторного компонентов кардиореспираторной системы) в исследуемых морфофункциональных группах;

— исследование динамики адаптационных возможностей молодых мужчин различных этносов за 10 лет.

Результаты сравнительных антропометрических исследований позволили установить, что средние значения роста и массы тела (МТ) у всех, обследованных за 20 лет студентов-якутов (п=347), были достоверно ниже (Р<0,001) аналогичных параметров уроженцев (п=118) и пришлых (п=60). Среди европеоидов наибольшие значения роста у уроженцев (Р<0,05) по сравнению с пришлыми. В МТ между популяциями уроженцев и пришлых различий не наблюдается.

Выявлен ряд отличий в динамике антропометрических параметров за 20 лет у молодых мужчин, отличающихся друг от друга по этнической принадлежности и историческому сроку проживания на Севере. За последние 4−5 лет (с 1998;99 гг. по 2001;03 гг.) у якутов существенно увеличились габаритные размеры тела (рост и МТ), в то время как у уроженцев, наоборот, они снизились. Особенностью изменения показателя плотности тела за 20 лет (индекс Рорера) явилось его снижение у коренных жителей — якутов и уроженцев. Закономерным для всех обследованных популяций явилось снижение МТ в период с 1994 г по 1998 г по сравнению с предыдущими годами. Возможно, что указанная флуктуация МТ обусловлена снижением жизненного уровня якутян в начале 90-х годов пришедшимся на пубертатный период обследованных мужчин. На снижение физического развития молодежи в последние годы, вызванное ухудшением экономических условий жизни, указывается Прохоровым Б. Б. (2000). Пониженная МТ выявлена также у саратовских мужчин-студентов по сравнению с современниками (Еремин А.В., 2000).

Концепция Парина В. В. с соавт. (1977) о системе кровообращения, как индикаторе адаптационных возможностей целостного организма, является общепризнанной. Поэтому для оценки резервных возможностей и прогнозирования устойчивости организма в экстремальных условиях среды широко используются исследования адаптационного потенциала системы кровообращения.

Сравнительное исследование показателей центральной гемодинамики у молодых мужчин — студентов проведены нами в два этапа: 1983;1992 гг. — в положении лежа и 1992;2003 гг. — в положении сидя.

На первом этапе (157 обследуемых) наиболее экономичный режим работы сердца выявлен у якутов, о чем свидетельствует минимальное значение ЧСС в этой популяции. У якутов по сравнению с пришлыми установлены более низкие объемные показатели деятельности сердца — УИ и СИ. Наши данные согласуются с результатами других авторов о более низких значениях ЧСС, УОК, МОК у аборигенов Крайнего Севера по сравнению с пришлым населением (Данишевский Г. М., 1968; Турчинский В. И., 1980; Лабутин Н. Ю. с соавт., 1994; Н. В. Ермакова с соавт., 1995; С. Л. Совершаева с соавт., 1999). Эти наблюдения, а также фазовый синдром гиподинамии миокарда у жителей коренных национальностей Севера (Кузнецов С.Р., 1998), свидетельствуют об экономизации сердечной деятельности' и возможно способствуют меньшей частоте развития ишемической болезни сердца, чем у приезжих жителей (Турчинский В.И., 1980).

2-й этап исследований параметров кровообращения (285 студентов) не выявил достоверных различий между популяциями в значениях ЧСС, УИ и СИ. Повышение исходных значений ЧСС у якутов до уровня пришлых, отмеченное нами на 2-ом этапе исследования, проведенного через 8−10 лет после 1-го, свидетельствует о снижении за последние годы генетически детерминированного хронотропного резерва у аборигенов.

Проведенный сравнительный, анализ параметров гемодинамики показал, что у всех этносов значения рассмотренных параметров повышаются с увеличением роста. Наиболее крутая зависимость наблюдается для ЧСС. У сосудистых параметров эта зависимость положе. Исследование встречаемости лиц с гипертензией (АДс>120 мм р.с.) у обследованных разного роста выявило, что тенденция к гипертензии находится в прямой зависимости с показателем роста. Достоверно более высокие значения у высокорослых по сравнению с низкорослыми обнаружены для таких параметров как АДд, АДср.

У высокорослых якутов, по сравнению с низкорослыми, обнаружены более высокие значения УОК и МОК. Однако, объемные параметры, приведенные к единице поверхности тела (УИ и СИ), в указанных ростовых группах различия не имели. Также для якутов выявлены большие индивидуальные различия (а) ЧСС и УОК у лиц более высокого роста. Высокую вариативность параметров гемодинамики в покое можно расценивать как показатель меньшей адаптированности этой ростовой группы.

У уроженцев разного роста, также как и у якутов, значения ряда показателей гемодинамики не одинаковы. У высокорослых выявлены достоверно более высокие значения ЧСС и тенденция к большей величине АДс по сравнению со среднерослыми.

Поскольку в литературе имеются указания на связь надежности функционирования организма в экстремальных условиях с типами кровообращения, мы изучили их встречаемость у обследуемых популяций.

У якутов имеется некоторое преобладание лиц с гиперкинетическим (ГрК) типом (36%) по сравнению с уроженцами (30%) и меньшее число лиц с эукинетическим (ЭуК) типом (31%), у уроженцев — 36%. Доля лиц, относящихся к гипокинетическому (ГоК) типу, одинакова в обеих популяциях (якуты- 33%, европеоиды- 34%).

Для студентов якутов предпочтительным является ЭуК тип кровообращения, так как поддержание оптимального уровня системного АД в покое у них осуществляется за счет равномерного количественного вклада кардиального и сосудистого компонентов. Юноши якуты, имеющие ГоК тип гемодинамики, характеризуются достоверно меньшими значениями УИ (Р<0,0001), чем у лиц с эукинетическим типом, и тенденцией к гипертензии, а юношей с ГрК типом характеризует симпатикотонический тип вегетативной регуляции. Для уроженцев предпочтительным является ГоК тип, поскольку он характеризуется нормотензией и нормотоническим типом вегетативной регуляции, в то время как ЭуК типу соответствует симпатикотонический тип регуляции и тенденция к более высоким значениям АДс, чем у лиц с ГоК типом.

В формировании адаптивных реакций организма на воздействие экстремальных факторов среды важную роль играет вегетативная нервная система (Баевский P.M., 1984, Меерсон Ф. З., 1986). Определение типа вегетативной регуляции сердца в состоянии покоя может служить прогностическим фактором в оценке функционального резерва организма. Нами изучена динамика встречаемости различных типов вегетативной регуляции у этносов па упомянутых этапах исследования. За последнее десятилетие (1992;02 гг.) у юношей якутов произошла перестройка типа вегетативной регуляции, проявившаяся в существенном увеличении количества лиц с отклонением вегетативного баланса в сторону симпатикотонии, по сравнению с предыдущим десятилетием. Встречаемость лиц с симпатикотоническим типом вегетативной регуляции сравнялась с уроженцами-европеоидами. В литературе указывается на возможность смены типа вегетативной регуляции кровообращения с ваготонического на симпатикотонический под влиянием возмущающих воздействий окружающей среды в еще более короткий срок (Ротов А.В., 1997). Перестройка исторически сложившегося типа вегетативной регуляции у якутов создает риск дезадаптационных расстройств их гомеостатических систем.

Известно, что адаптивный потенциал ССС находится в обратной зависимости от напряжения механизмов ее регуляции (Баевский P.M., 1977). Для оценки состояния регуляторных систем сердца нами использовался метод вариационной кардиоинтервалографии (КИТ). В последовательности кардиоинтервалов закодирована информация о процессах, протекающих в периферических и центральных звеньях системы управления сердечным ритмом (Баевский P.M., 1984). КИТ проведена у 85 юношей, в том числе у 53 якутов (студенты и молодые мужчины заполярного поселка) и 32 европеоидов (уроженцы и пришлые). У студентов — уроженцев выявлена минимальная степень напряжения механизмов регуляции кардиоритма, что свидетельствует об их высокой устойчивости к экстремальным воздействиям. Обследованные нами уроженцы являются потомками тех пришлых, которые в свое время выдержали своеобразный отбор на соответствие генотипических возможностей их организма новым условиям среды, осели на Севере и воспроизвели здоровое потомство. Высокий социально-культурный и экономический уровень жизни способствовал формированию из уроженцев новой северной популяции, наделенной механизмами как биологической, так и социальной адаптации.

Более высокая степень напряжения регуляторных систем у студентов якутов, по-видимому, является показателем несоответствия между адаптивными характеристиками коренного населения и новыми экологическими условиями жизни. Наибольшая централизация управления сердечным ритмом, выявленная у молодых мужчин заполярного посёлка, возможно, обусловлена выраженной экстремальностью природно-климатических условий Заполярья в сочетании с распространённостью вредных привычек (курение, употребление алкоголя).

Аппарат внешнего дыхания является важнейшим звеном в системе транспорта кислорода. Непосредственно взаимодействуя с окружающей средой, система вентиляции легких во многом определяет функциональные резервы организма. На наш взгляд, представляет интерес исследование показателей аппарата внешнего дыхания у обследуемых в соответствии с изучаемыми нами морфометрическими (рост) и функциональными (тип вегетативной регуляции) характеристиками.

Исследование зависимости вентиляции легких от длины тела выявило у низкорослых якутов большие значения удельного МОД, чем у среднерослых (Р<0,05), и высокорослых (Р<0,01). У уроженцев достоверных различий в интенсивности вентиляции легких между группами разного роста не обнаружено. Нет различий, также между группами с различным типом вегетативной регуляции. В целом между популяциями обследованных якутов и уроженцев различий в параметрах внешнего дыхания не выявлено. Однако межэтнические различия вентиляции легких проявились между контрастными ростовыми группами: удельный МОД у низкорослых якутов оказался выше (Р<0,05), чем у высокорослых уроженцев.

Эффективность кислородного гомеостатирования в условиях Севера достигается за счет определенного напряжения саморегуляторных механизмов кардиореспираторной системы. Нами изучен количественный вклад кардиогемодинамического и респираторного компонентов КРС в состоянии покоя у этнических групп, отличающихся друг от друга по таким морфофункциональным характеристикам, как рост и тип вегетативной регуляции. У якутов нормотоников среднего и низкого роста выявлена реципрокная связь между составляющими КРС: экономичная работа сердца сочетается с напряжённой функцией респираторной системы. У симпатикотоников более высокого роста (среднерослые якуты и высокорослые европеоиды), наоборот, экономичной функции внешнего дыхания соответствует высокое напряжение гемодинамики. У симпатикотоников более низкого роста (низкорослые якуты и среднерослые европеоиды) оба эффектора КРС функционируют напряженно. Наиболее экономично из рассматриваемых подгрупп функционируют оба компонента КРС у высокорослых европеоидов нормотоников.

Использование функциональных нагрузок широко распространено как в физиологии, так и в медицинской практике благодаря их высокой значимости для оценки адаптационных возможностей организма и для диагностики предпатологических и патологических состояний. Интерес к ортостатической пробе вызван ее информативными возможностями. Изучение гемодинамических реакций на активный ортостаз позволяет определить уровень функционального резерва ССС при переходе из горизонтального в вертикальное положение тела, являющееся наиболее постоянным условием жизнедеятельности человека (Москаленко Н.П., Глезер М. Г., 1979; Вебер В. Р., 1983; Баевский P.M. с соавт., 1984).

Активная ортостатическая проба (АОП) проведена у 60 молодых мужчин. Среди них выделены 4 группы: 1-я — студенты ЯГУ коренной национальности (якуты), 2-я — молодые мужчины Заполярья (п. Саскылах) коренных национальностей (якуты, эвенки), 3-я — студенты (европеоиды) — уроженцы Якутии и 4-я — студенты (европеоиды) из числа пришлого населения. Ортостатическая проба выявила среди якутов более высокие адаптивные возможности у студентов по сравнению с молодыми мужчинами Заполярья, а среди европеоидов — у студентов — уроженцев по сравнению со студентами из числа пришлого населения. В группах с относительно высокой степенью адаптированности в клино — и ортоположениях установлено минимальное количество значимых внутрисистемных корреляций между показателями условно выделенных кардиального и сосудистого компонентов и максимальное количество значимых межсистемных связей.

Таким образом, нами установлены определенные соотношения между степенью адаптированности ССС и количеством корреляций между ее отдельными параметрами: адаптированности системы кровообращения в клинои ортоположениях соответствуют минимальное количество значимых внутрисистемных и максимальное количество межсистемных связей. Наши данные согласуются с результатами исследований Глазачева О. С. (1997), показавшими снижение прочности межсистемных корреляционных связей функциональных систем поддержания сердечного выброса, периферического кровотока и внешнего дыхания при действии неблагоприятных факторов среды.

Использование функциональных проб с физическими нагрузками позволяет получить объективные данные об адаптивных возможностях человека. Уровень физической работоспособности является полезным приспособительным результатом деятельности кислородтранспортных систем и организма в целом.

Нами изучалась связь адаптивных возможностей юношей с типом интегративной конституции, включающим совокупность морфометрических (рост, плотность тела, типы телосложения) и функциональных (типы вегетативной регуляции, гемодинамики, характер сочетания гемодинамического и респираторного компонентов КРС) признаков.

Поскольку показателем адаптированности и устойчивости к условиям обитания является физическая работоспособность, нами исследовались такие её количественные параметры, как объём работы, выполненной на последней ступени велоэргометрической нагрузки и удельная работоспособность. Исследования проведены на 83 юношах-студентах (якуты, п=45, уроженцы, п=38).

Велоэргометрическая проба выявила различия в значениях физической работоспособности, а, следовательно, и в уровне адаптированности морфофункциональных подгрупп, ранжированных по росту, типу вегетативной регуляции и этнической принадлежности. Среди якутов наибольшая адаптированность установлена у мужчин низкого роста с сохраненным вегетативным балансом. Обследуемые этой подгруппы характеризуются относительно высокой плотностью тела, нормостеническим телосложением, эукинетическим типом кардиогемодинамики, экономичным функционированием сердечно-сосудистого и существенным вкладом дыхательного компонентов кардиореспираториой системы, как в покое, так и при выполнении нагрузки. У уроженцев высокую адаптированность проявили высокорослые мужчины с нормотоническим типом вегетативной регуляции. Их морфофункциональный комплекс характеризуется нормостеническим телосложением, ЭуК типом кровообращения, экономичным функционированием обоих компонентов (особенно дыхательного) кардиореспираториой системы.

У якутов среднего роста с нормотоническим типом вегетативной регуляции маркером дезадаптации служит высокая степень напряжения механизмов саморегуляции системы кровообращения, что проявилось затяжным восстановлением параметров этой системы после велонагрузки. У якутов низкого роста с симпатикотоническим типом регуляции призиаки дезадаптации выражаются комбинацией морфометрических (низкие значения масса — весовых индексов, плотности тела, астенический тип телосложения) и функциональных характеристик (ГрК тип кровообращения, высокие величины показателей гемодинамики и внешнего дыхания в покое и после велопробы).

Симпатикотоников относительно высокого роста (высокорослые европеоиды и среднерослые якуты), выполнивших наибольший объем работы, нельзя отнести к категории высокоадаптированных. У симпатикотоников уже в состоянии покоя не экономично используются ресурсы кровообращения и при большой силе или продолжительности действия неблагоприятных раздражителей окружающей среды повышен риск развития дезадаптационных процессов.

Нами проведено сравнительное исследование динамики толерантности к физической нагрузке по показателям системной гемодинамики у студентов ЯГУ — представителей различных этносов Якутии за 10 лет (1988;1989 гг. и 1998;1999 гг.). Обследованы 117 молодых мужчин (студенты ЯГУ). На первом этапе исследования (1988;89 гг., п=57) было сформировано 4 группы обследуемых: якутыуроженцы — европеоидыпришлые 1 — из Центральной России и Украины, проживающие на Севере от двух и более летпришлые 2 — выходцы из Кавказа (грузины, армяне), прибывшие в Якутию за 0,5 года до исследования. На втором этапе исследования (1998;99 гг., п=60) сформировано 2 группы: якуты и уроженцы. На обоих этапах в качестве функциональной пробы использовалась двухступенчатая велоэргометрическая нагрузка.

Реакция показателей гемодинамики на велоэргометрическую нагрузку обнаружила, что, несмотря на самый экономичный режим функционирования сердечно-сосудистой системы в покое у якутов, функциональный резерв этой системы под нагрузкой оказался у них несколько ниже, чем у уроженцев. Об этом свидетельствует более высокая «цена» физиологических затрат (ЧСС, АДс) на 1 кДж выполненной работы.

Установлено, что студенты одной и той же этнической принадлежности (европеоиды), составившие группы уроженцев и пришлых 1, обладают разным уровнем функционального резерва в реакции на велоэргометрическую нагрузку. Более адаптированы — уроженцы. Об этом говорит наименьший прирост у них значений параметров гемодинамики на единицу выполненной работы по сравнению с другими группами. Кроме того, восстановление гемодинамических показателей у уроженцев идет быстрее и эффективнее, чем у пришлых. Широко распространено мнение о том, что успешность адаптации к суровым природно-климатическим условиям Севера, в основном, определяется тем, насколько решены социально-экономические проблемы населения (Авцын А.П. с соавт., 1985; Казначеев В. П., 1988).

Установлено, что в кратчайший срок (одно десятилетие) претерпела изменение морфофункциональная характеристика студентов, относящихся к разным этносам Крайнего Севера. Тенденции к увеличению роста не сопутствовало повышение массы тела, последняя, наоборот, у уроженцев несколько снизилась.

Необходимо отметить, что за 10 лет исчезли различия исходных значений ЧСС у якутов и уроженцев. Низкие значения ЧСС в покое, имевшиеся у аборигенов в начале десятилетия, свидетельствовали об экономизации деятельности сердечно-сосудистой системы и косвенно о низкой потребности миокарда в кислороде.

За десять лет суммарная работа на последней ступени нагрузки у аборигенов снизилась на 35,8% (Р<0,001), у уроженцев — на 35,5% (Р<0,001). Снизилась и удельная работоспособность: у аборигенов на 36,1%, у уроженцев — на 32,8%.

Данные о меньшей физиологической стоимости работы у уроженцев, а также эффективное восстановление параметров гемодинамики и внешнего дыхания после нагрузки свидетельствуют о более высоких резервных возможностях кардиореспираторной системы у этой группы юношей по сравнению с аборигенами. К аналогичному заключению мы пришли и на 1-ом этапе исследования.

За прошедшее десятилетие у обследуемых обеих групп снизилась толерантность к физической нагрузке. Физиологическая «стоимость» на 1кДж выполненной работы по значению ЧСС повысилась у якутов на 73%, у уроженцев на 78%, по значению АДс, соответственно, на 57% и на 63%.

Генетически детерминированные резервы адаптации у коренных жителей, о существовании которых свидетельствовали низкие значения ЧСС в покое и невысокий прирост показателей гемодинамики под нагрузкой, за прошедшее десятилетие заметно снизились. Снижение адаптивных возможностей молодых мужчин произошло в условиях воздействия комплекса ухудшающихся экологических и социально-экономических условий среды обитания.

Полученные нами данные об изменении эволюционно сложившихся морфологических и функциональных признаков молодых мужчин-якутов, снижении толерантности к физической нагрузке у различных этносов позволяют обосновать необходимость разработки мероприятий направленных на устранение дефицита массы тела и совершенствование механизмов регуляции гомеостатических систем у жителей Крайнего Севера.