Модуль 2

КЛАССИФИКАЦИЯ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ

ТЕМА: ДИАГНОСТИКА ИНДИВИДУАЛЬНОГО ЗДОРОВЬЯ.

Диагностика — раздел медицины, изучающий методы и принципы установления здоровья. "Диагноз" в пе­реводе с древнегреческого означает "распознавание", "опре­деление". Таким образом, установление диагноза — диаг­ностика — особый вид врачебной деятельности, имеющий ряд общих черт с научным познанием. При этом врач высту­пает в качестве субъекта познания, а больной, имеющий признаки заболевания, — объекта познания. Врач, выиски­вая и анализируя признаки заболевания у конкретного боль­ного, пытается построить некую модель, которую он совме­щает, идентифицирует с эталоном — нозологической фор­мой, описанной языком современной науки и принятой номенклатуры болезней. Если говорить еще конкретнее, то диагноз — это краткое врачебное заключение о сущности заболевания и состояния больного, выраженное в терминах современной медицинской науки.

Однако подобный общепринятый в современной меди­цине подход характеризует лишь одну сторону альтернативы "здоров—болен". Считается, что диагноз "здоров" обосно­ван, если не обнаружены признаки манифестации патоло­гического процесса, а все показатели функций находятся в пределах физиологической нормы. Логичность такого, осно­ванного на методе исключения, подхода к характеристике здоровья сомнительна, ибо не приводит к раскрытию и вос­произведению смыслового содержания понятия. Кроме того, даже при наличии одной альтернативы "здоров—болен" здра­вый смысл подсказывает возможность существования по крайней мере четырех состояний: здоровье — оптимальная устойчивость к действию патогенных агентов, физическая, психическая и социальная адаптивность к меняющимся ус­ловиям жизнедеятельности; предболезнь — возможность раз­вития патологического процесса без изменения силы дей­ствующего фактора (факторов) вследствие снижения резер­вов адаптации и признаками саморазвития процесса; состо­яние, характеризующееся наличием патологического про­цесса без признаков манифестации; болезнь — манифести­рованный в виде клинических проявлений патологический процесс, отражающийся на социальном статусе индивида. При существующем сейчас подходе — характеристике здоровья по отсутствию признаков болезни — выделение этих состоя­ний невозможно.

Валеология рассматривает три типа диагностических мо­делей: нозологическая диагностика, донозологическая ди­агностика, диагностика здоровья по прямым показателям.

В сущности, речь идет о разных логических моделях, с помощью которых может быть описано положение индиви­да в системе координат "здоровье—болезнь". Выбор модели (диагностический подход) зависит от цели диагностики и, в свою очередь, определяет совокупность диагностических при­емов (методик обследования), на которые опирается диагноз. Состояние одного и того же пациента может быть описано разными диагностическими моделями. При этом главными яв­ляются не совокупность используемых признаков, а логика их интерпретации и интеграции при выработке конечного диагностического заключения. С этих позиций можно по-но­вому сформулировать понятие диагноза: диагноз — логичес­кая формула, в которой отражается состояние индивида, вы­раженное в понятиях современной медицинской науки.

ДОНОЗОЛОГИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА

Донозологическая диагностика основана на следующих теоретических положениях. Переход от состояния здоровья к болезни проходит ряд стадий, на которых организм пытает­ся приспособиться к новым для него условиям существова­ния путем изменения уровня функционирования и напря­жения регуляторных механизмов. Выделяют следующие типы адаптационных реакций: нормальные адаптационные реак­ции, напряжение механизмов адаптации (кратковременная, или неустойчивая, адаптация), перенапряжение механизмов адаптации и их срыв ("полом").

В качестве фундаментального звена долговременной адап­тации организма к окружающей среде выступает активиза­ция образования митохондрий вследствие дефицита макро­эргов и увеличение мощности системы окислительного ресинтеза АТФ на единицу массы клетки. Таким образом, основным механизмом адаптации, который доступен для кон­троля, является энергетический механизм. Именно недостаток энергии определяет дальнейшую цепь регуляторных, ме­таболических и структурных сдвигов.

Прежде чем сформируется патологический процесс, нор­мальные адаптационные реакции уступают место механиз­мам компенсации, которые являются по сути маркерами предпатологии, затем наступает стадия обратимых измене­ний, и только после нее возникает повреждение структур.

Охарактеризовать стадию адаптации можно тремя пара­метрами: уровнем функционирования системы, степенью напряжения регуляторных механизмов и функциональным резервом. Именно эти подходы и использованы для характе­ристики донозологических состояний — стадий адаптацион­ного процесса.

Наибольшее распространение получил метод математического анализа сердечного ритма. Сред­нее значение продолжительности сердечного цикла обратно пропорционально частоте пульса и может рассматриваться как показатель уровня функционирования. Сам процесс ре­гуляции проявляется в "функциях разброса", в частности, в показателях дисперсий. "Функции разброса" можно изучать по среднеквадратичному отклонению (δ) или вариацион­ному размаху (ДХ). Методически проще определять АХ, чем δ.

В результате математического анализа сердечного цикла рассчитывают индекс напряжения (ИН). После регистрации не менее 100 кардиоциклов ЭКГ определяются следующие показатели:

— мода (Мо) — наиболее часто встречающаяся длитель­ность интервала R—R;

— амплитуда моды (АМо) — доля (в процентном выра­жении) моды по отношению ко всем зарегистрированным кардиоинтервалам;

— Δ Х — разброс интервалов R-R.

Индекс напряжения рассчитывается по формуле:

ИН=АМо/2Мо х ΔХ

где: ИН — индекс напряжения, усл.ед; АМо — амплитуда моды (%); Мо — мода, с; Δ Х — разброс интервалов R-R, с.

Физиологический смысл этих параметров заключается в том, что они в определенной степени отражают влияние цент­рального контура регуляции на автономный по нервным (АМо) и гуморальным (Мо) каналам. Централизация управ­ления, свидетельствующая о напряжении механизмов адап­тации, ведет к повышению ИН, децентрализация — к сни­жению. Таким образом, увеличение ИН более 200 усл. ед. ука­зывает на развитие напряжения механизмов регуляции, а более 500 усл. ед. — на состояние перенапряжения. Определение ИН облегчается при использовании специ­альных компьютерных программ.

Второй метод донозологической диагностики достаточно прост и может быть рекомендован для массовых обследований. С помощью этого метода рассчитывается так называемый адап­тационный потенциал системы кровообращения. Для его по­лучения регистрируются следующие показатели: возраст, масса тела, рост, частота пульса, артериальное давление.

Расчет производится по формуле: АП=0,011 • ЧП+0,014 •АДс+0,008 • АДд+0,014 • В+ 0,09 • МТ - (0,009 • Р+0,27);

где АП — адаптационный потенциал; В — возраст, лет; МТ — масса тела, кг; Р — рост, см; АДс — артериальное давление систолическое, мм рт.ст.; АДд — артериальное дав­ление диастолическое, мм рт.ст.; ЧП — частота пульса в 1 мин.

В том случае, если в условиях массовых осмотров имеется возможность регистрировать ЭКГ, адаптационный потенци­ал системы кровообращения рассчитывается по формуле:

АП = 0,02 • ЧП + 0,01 – АДс + 0,008 • АДд + 0,006 • В+0,19 • ЭКГ- (0,001• Р+1,17).

Обозначения те же. Степень изменений ЭКГ оценивается по четырехбалльной шкале: нормальная ЭКГ — 1 балл; умерен­ные изменения — 2 балла; физиологически значимые измене­ния — 3 балла; клинически значимые изменения — 4 балла.

Общая оценка адаптационного потенциала системы кро­вообращения оценивается по следующей шкале:

Баллы Состояние АП

2,1 и ниже Удовлетворительная адаптация

2,11 — 3,20 Напряжение механизмов адаптации

3,21 — 4,30 Неудовлетворительная адаптация

4,31 и выше Срыв механизмов адаптации

Достоинство указанного диагностического подхода заклю­чается в том, что быстро и без больших затрат выявляются лица, по отношению к которым необходимо проведение оздо­ровительных мероприятий либо изменение условий окружа­ющей среды. В то же время выделяемые состояния адапта­ционного потенциала, хотя в определенной степени и характеризуют здоровье, все же это скорее результирующая взаимодействия организма с окружающей средой. С одной стороны, можно представить себе индивида с высоким уров­нем здоровья, но попавшего в экстремальную производствен­ную либо бытовую ситуацию, приведшую к срыву адапта­ции, несмотря на значительные резервы функций.

С другой стороны, у больного, находящегося в стадии ремиссии хронического соматического заболевания (к при­меру, хронической пневмонией), будет определяться стадия удовлетворительной адаптации, хотя уровень здоровья у него будет достаточно низким. Указанных недостатков лишена группа методов диагнос­тики здоровья по прямым показателям.

ДИАГНОСТИКА УРОВНЯ ЗДОРОВЬЯ ПО ПРЯМЫМ ПОКАЗАТЕЛЯМ

К настоящему времени разработано две модели диагностики уровня здоровья по прямым показателям: определение биологического возраста и оценка энергопотенциала (резервов биоэнергетики) на организменном уровне.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОГО ВОЗРАСТА

Важнейшими следствиями возрастных процессов являются снижение срока предстоящей жизни (увеличение вероятно­сти смерти), нарушение важнейших жизненных функций и сужение диапазона адаптации, развитие болезненных состо­яний. Два признака необходимы и достаточны, чтобы отра­зить специфику старения: его сопряженность с календарным возрастом и его разрушительность. Абсолютной мерой жиз­неспособности организма (количества здоровья) является продолжительность предстоящей жизни. В принципе возможна такая оценка количества здоровья, при которой по совокуп­ности информативных параметров прогнозируется время от момента обследования до естественной смерти индивида (В.А.Войтенко, 1991). Иначе говоря, мерой здоровья являет­ся продолжительность предстоящей жизни (при ее идеаль­ных и стабильных условиях).

Для определения биологического возраста (БВ) исполь­зуются "батареи тестов" различной степени сложности. При этом логическая схема оценок постарения включает следую­щие этапы: 1) расчет действительного значения БВ для дан­ного индивида (по набору клинико-физиологических пока­зателей); 2) расчет должного значения БВ для данного инди­вида (по его календарному возрасту); 3) сопоставление дей­ствительной и должной величины (на сколько лет обследуе­мый опережает или отстает от сверстников по темпам старе­ния). Полученные оценки являются относительными: точ­кой отсчета служит популяционный стандарт — средняя ве­личина степени старения в данном календарном возрасте (КВ) для данной популяции. Такой подход позволяет ран­жировать лиц одного КВ по степени "возрастного износа" и, следовательно, по "запасу" здоровья.

Предложено ранжировать оценки здоровья, опирающие­ся на определение БВ, в зависимости от величины отклоне­ния последнего от популяционного стандарта:

I ранг — от 15 до 9 лет

II ранг — от 8,9 до 3 лет

III ранг — от —2,9 до +2,9 года

IV ранг — от +3 до +8,9 года

V ранг — от 9 до +15 лет

Таким образом, I ранг соответствует резко замедленно­му, а V — резко ускоренному темпу старения; 111 ранг отра­жает примерное соответствие БВ и КВ. Лиц, отнесенных к IV и V рангам по темпам старения, надлежит включить в угро­жаемый по состоянию здоровья контингент. Специально про­веденными исследованиями подтверждена также возможность использования этого метода в практике гигиенической оценки условий труда.

Методика определения биологического возраста *

Разработаны 4 варианта методики различной степени сложности: 1-й вариант наиболее сложен, требует специаль­ного оборудования и может быть реализован в условиях ста­ционара или в хорошо оснащенной поликлинике (диагнос­тическом центре); 2-й вариант менее трудоемок, но также предусматривает использование специальной аппаратуры; 3-й вариант опирается на общедоступные показатели, его ин­формативность в определенной мере повышена за счет из­мерения жизненной емкости легких (что возможно при на­личии спирометра); 4-й вариант не требует использования какого-либо диагностического оборудования и может быть реализован в любых условиях.

«Батарея тестов» для определения биологического возраста

1. Артериальное давление систолическое (АДс) и диастолическое (АДд) измеряется по общепринятой методике с помощью аппарата Рива-Роччи на правой руке, в положении сидя, трижды с интервалом 5 мин. Учитываются результаты того измерения, при котором артери­альное давление имело наименьшую величину. Пульсовое артери­альное давление (АДп) — разница между АДс и АДд.

2. Скорость распространения пульсовой волны по артериальным сосу­дам регистрируется на 6-канальном электрокардиографе 6-НЕК или на другом приборе аналогичного типа. Измеряется скорость распро­странения пульсовой волны на сосудах эластического типа (Сэ) и сосудах мышечного (См) типа.

3. Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) измеряется в положении сидя, через 2 ч после приема пищи спирометром любого типа.

4. Продолжительность задержки дыхания после глубокого вдоха (ЗДв) и глубокого выдоха (ЗДвыд) измеряется трижды с интервалом 5 мин с помощью секундомера. Учитывается наибольшая величина обоих показателей. Обследуемого надлежит инструктировать о том, что по­лученный результат отражает его функциональные возможности и поэтому он должен показать наилучший результат.

5. Аккомодация (А) определяется для ведущего глаза путем нахожде­ния ближайшей точки ясного видения при чтении шрифта из таб­лиц Сивцева в условиях коррекции аметропии и пресбиопии.

6. Слуховой порог, или острота слуха (ОС), измеряется при частоте звуковых колебаний 4000 Гц на аудиометре МА-21 или на другом приборе аналогичного типа.

7. Статическая балансировка (СБ) измеряется при стоянии испытуе­мого на левой ноге, без обуви, глаза закрыты, руки опущены вдоль туловища, без предварительной тренировки. Учитывается наилучший результат (наибольшая продолжительность стояния на одной ноге) из 3 попыток с интервалами между ними 5 мин.

8. Символ-цифровой тест Векслера (ТВ) — проводится по стандарт­ной методике. Подсчитывается число ячеек, правильно заполненных испытуемыми в течение 90 с.

9. Масса тела (МТ) в легкой одежде, без обуви регистрируется с помо­щью медицинских весов.

10.Календарный возраст (КВ) — число прожитых полных лет.

11.Индекс самооценки здоровья (СОЗ) определяется по специальному вопроснику.

Анкета (опросник) по самооценке здоровья содержит сле­дующие вопросы:

1. Беспокоит ли Вас головная боль?

2. Можно ли сказать, что Вы легко просыпаетесь от любого шума?

3. Беспокоит ли Вас боль в области сердца?

4. Считаете ли Вы, что у Вас ухудшилось зрение?

5. Считаете ли Вы, что у Вас ухудшился слух?

6. Стараетесь ли Вы пить только кипяченую воду?

7. Уступают ли Вам младшие место в городском транспорте?

8. Беспокоит ли Вас боль в суставах?

9. Влияет ли на Ваше самочувствие перемена погоды?

10.Бывают ли у Вас периоды, когда из-за волнений Вы теряете сон?

11. Беспокоит ли Вас запор?

12.Беспокоит ли Вас боль в области печени (в правом подреберье)?

13. Бывают ли у Вас головокружения?

14.Стало ли Вам в настоящее время сосредоточиваться труднее, чем в прошлые годы?

15. Беспокоит ли Вас ослабление памяти, забывчивость?

16.Ощущаете ли Вы различных местах тела жжение, покалывание, «ползание мурашек»?

17.Беспокоит ли Вас шум или звон в ушах?

18. Держите ли Вы для себя в домашней аптечке один из следующих медикаментов: валидол, нитроглицерин, сердечные капли?

19. Бывают ли у Вас отеки на ногах?

20. Пришлось ли Вам отказаться от некоторых блюд?

21. Бывает ли у Вас одышка при быстрой ходьбе?

22. Беспокоит ли Вас боль в области поясницы?

23.Приходится ли Вам употреблять в лечебных целях какую-нибудь минеральную воду?

24.Можно ли сказать, что Вы стали плаксивым?

25.Бываете ли Вы на пляже?

26.Считаете ли Вы, что сейчас так же работоспособны, как прежде? 27.Бывают ли у Вас такие периоды, когда Вы чувствуете себя радостно возбужденным, счастливым?

28.Как вы оцениваете состояние своего здоровья?

На первые 27 вопросов предусмотрены ответы "да" и "нет", на последний — "хорошее", "удовлетворительное", "плохое" и "очень плохое". Подсчитывается число неблаго­приятных для анкетируемого ответов на первые 27 вопро­сов, кроме того, прибавляется 1, если на последний вопрос дан ответ "плохое" или "очень плохое". Итоговая величина индекса самооценки здоровья дает количественную харак­теристику здоровья, равную 0 при "идеальном" и 28 при "очень плохом" самочувствии.

Между субъективной оценкой здоровья и многими объек­тивными показателями состояния организма имеется достоверная корреляция.

Достоверная связь с индексом самооценки здоровья имеет место как по отношению к общеклиническим показате­лям (АД, ЖЕЛ), так и по отношению к параметрам, так или иначе характеризующим процесс старения (аккомодация хру­сталика, острота слуха, масса тела). С самооценкой здоровья коррелируют также психометрические тесты, отражающие познавательные (когнитивные) функции мозга и их измене­ния в процессе старения.

Что же касается других клинико-физиологических показателей, используемых в "батарее тестов" для оценки био­логического возраста, то их динамика в процессе старения хорошо известна.

После того как получены исходные данные, они исполь­зуются в различных вариантах рабочих формул для интегральной оценки биологического возраста.

Рабочие формулы для расчета биологического возраста (БВ) При расчете БВ величины отдельных показателей должны быть выражены в следующих единицах измерения: АДс, АДд и АДп — в мм.рт.ст., Сэ и См — в м/с, ЖЕЛ — в мл, ЗДв, ЗДвыд и СБ — в с, А — в диоптриях, ОС — в дБ, ТВ — в усл. ед (число правильно заполненных ячеек), СОЗ — в усл. ед. (число неблагоприятных ответов), МТ — в кг, КВ — в годах.

1 -й вариант

Мужчины: БВ = 58,9+0,18 •АДс - 0,07 • АДд - 0,14 • АДп - 0,26 • Сэ + 0,65 • См - 0,001•ЖЕЛ + 0,005 • ЗДвыд - 0,08/А + 0,19 • ОС - 0,026 • СБ - 0,11 • МТ + 0,32 •СОЗ - 0,33•ТВ;

Женщины: БВ = 16,3 + 0,28•АДс - 0,19•АДд - 0,11•АДп + 0,13•Сэ + 0,120• См - 0,003•ЖЕЛ - 0,7•ЗДвыд - 0,62•А + 0,28•ОС - 0,07•СБ + 0,21•МТ + 0,04•СОЗ - 0,15•ТВ;

2-й вариант

Мужчины: БВ = 51,5 + 0,92 • См - 2,38 • А + 0,26 •ОС - 0,27 •ТВ

Женщины: БВ = 10,1 + 0,17•АДс + 0,41•ОС + 0,28• МТ - 0,36 •ТВ

3-й вариант

Мужчины: БВ = 44,3 + 0,68•СОЗ + 0,40•АДс - 0,22•АДд - 0,004• ЖЕЛ - 0,11 • ЗДв +0,08•ЗДвыд - 0,13•СБ.

Женщины: БВ = 17,4 + 0,82• СОЗ - 0,005• АДс + 0,16 • АДд + 0,35 • АДп -0,004 • ЖЕЛ + 0,04 • ЗДв — 0,06 • ЗДвыд - 0,11 • СБ.

4-й вариант

Мужчины: БВ = 27,0 + 0,22• АДс - 0,15 • ЗДв + 0,72• СОЗ - 0,15 • СБ

Женщины: БВ = 1,46 + 0,42 • АДп + 0,25• МТ + 0,70 • СОЗ - 0,14 • СБ.

Нормирование индивидуальных значений БВ

С помощью вышеприведенных формул вычисляются ве­личины БВ для каждого обследованного. Для того чтобы су­дить, в какой мере степень постарения соответствует КВ об­следуемого, следует сопоставить индивидуальную величину БВ с должным БВ (ДБВ), который характеризует популяционный стандарт возрастного износа. Вычислив индекс БВ:ДБВ, можно узнать, во сколько раз БВ обследуемого больше или меньше, чем средний БВ его сверстников. Вы­числив индекс БВ - ДБВ, можно узнать, на сколько лет об­следуемый опережает своих сверстников по выраженности старения или отстает от них. Если степень постарения обследуемого меньше, чем степень постарения (в среднем) лиц равного с ним КВ, то БВ:ДБВ < 1, а БВ – ДБВ < 0. Если степень постарения обследуемого больше, чем степень постарения лиц равного с ним КВ, то БВ:ДБВ > 1; если степень постаре­ния его и сверстников равны, то БВ:ДБВ = 1, а БВ – ДБВ = 0. Величина ДБВ вычисляется по приведенным ниже форму­лам:

1-й вариант

Мужчины: ДБВ=0,863 • КВ+6,85

Женщины: ДБВ=0,706• КВ+12,1

2-й вариант

Мужчины: ДБВ=0.837 • КВ+8.13

Женщины: ДБВ=0.640 • КВ+14,8

3-й вариант

Мужчины: ДБВ=0,661 • КВ+16.9

Женщины: ДБВ=0,629 • КВ+15,3

4-й вариант

Мужчины: ДБВ=0,629 • КВ+18,6

Женщины: ДБВ=0.581 • КВ+17,3

ДИАГНОСТИКА УРОВНЯ ЗДОРОВЬЯ ПО РЕЗЕРВАМ БИОЭНЕРГЕТИКИ

Как уже указывалось, здоровье — абстрактно - логическая категория, которая может быть описана различными моде­лями. Если попытаться определить сущность здоровья, то наи­более удачным отражением этой сущности будет понятие "жизнеспособность". Говоря о жизнеспособности, мы мо­жем представить, что это некоторые свойства организма, которые позволяют ему выжить в измененных условиях су­ществования, противостоять воздействию патогенных фак­торов, компенсировать возникшие под их влиянием измене­ния функций и т.д. Если говорить о человеке, то необходимо учитывать и возможность выполнения им своих биологичес­ких и социальных функций в этих условиях.

По основам методологии все современные концепции раз­вития жизни можно отнести к трем основным типам: суб­стратные, энергетические и информационные. Разработка общей теории развития жизни должна естественным обра­зом опираться на все три концепции, органически связывая их друг с другом. Но исторически сложилось так, что первой стала развиваться субстратная концепция (Ламарка), начав­шись с морфологии организмов. Бурный взрыв исследова­ний по молекулярной биологии и генетике в последние де­сятилетия привел к триумфальному шествию этой концеп­ции и абсолютизации некоторых ее положений, что сводится к одностороннему толкованию причин возникновения и развития жизни ("гены хотят жить и размножаться"). Информационная концепция появилась самой последней, начала быстро развиваться с совершенствованием киберне­тики и информатики.

Энергетическому подходу повезло меньше двух других из-за противоречий в методологии физики и биологии. Однако именно он указывает направление развития сложных открытых сис­тем, подвергающихся постоянной накачке энергий извне.

Выделяют два энергетических направления эволюции: эк­стенсивного и интенсивного развития жизни. Первый связан с увеличением захвата энергии биосистемами, а второй — с повышением эффективности ее использования, причем бо­лее существенную роль играют процессы, направленные на улучшение качества использования энергии. В частности, по­вышение дыхательной функции является одним из главных эволюционных изменений. Конкретизация этого положения привела к идее, согласно которой прогрессивная эволюция живого мира связана с усилением интенсивности дыхания, или внутриклеточного энергообразования.

Исследования показали, что интенсивность дыхания сильно возрастает от простейших к млекопитающим и птицам в жи­вотном царстве и от однопроходных к приматам в классе млекопитающих. Это показывает, что имеет место явная био­энергетическая направленность эволюционного прогресса организмов. Еще более убедительные данные, подтверждающие эту закономерность, можно получить при сопоставлении интен­сивности дыхания животных и времени обнаружения их в палеонтологической летописи. В процессе эволюции происходило последовательное появление живот­ных со все более высоким уровнем интенсивности дыхания.

Биологический смысл этого процесса состоит в увеличе­нии мощности внутриклеточного энергообразования, а сле­довательно, и величины активного обмена, обеспечиваю­щего полноту приспособительных реакций. Вывод очевиден: прогрессивная эволюция живого связана с увеличением ин­тенсивности энергообразования организмов. Физический же смысл прогрессивной эволюции заключается во все большем удалении от состояния равновесия, от состояния той пер­вичной среды, в которой возникли первые живые системы. Таким образом, возрастание активного обмена, или интен­сивности энергообразования, есть итоговая мера прогресса.

Наиболее полное представление о жизни как процессе пополнения энергии и о воздействии пополненной энергии на неживую природу было развито создателем биогеохимии В.И. Вернадским. По его мнению, всегда существовало и су­ществует "резкое, материально-энергетическое различие между живым и неживым ("косным") телом". Вещество био­сферы состоит из двух состояний, материально-энергетически различных — живого и косного. Живое вещество, хотя в био­сфере материально ничтожно, энергетически выступает в ней на первое место" (Философские мысли натуралиста. — М.: Наука, 1988. — С.172).

Итак, основное условие существования всего живого на Земле — возможность поглощать энергию из окружающей среды, аккумулировать ее и использовать для осуществле­ния процессов жизнедеятельности. Чем выше доступные для использования резервы биоэнергетики, тем организм жиз­неспособнее, ибо жизнь поддерживается тратой энергии: ра­бота многочисленных клеточных насосов, определяющих рас­пределение между клеткой и средой электролитов, неэлект­ролитов и макромолекул; разнообразные процессы всасыва­ния, выделения и внутриклеточного обмена, синтез белков, необходимых для клеточной регенерации, и т.п. — все это сопровождается энерготратами на всех уровнях. Это и энер­гия сокращения мышечного волокна, и энергия нервных им­пульсов, и энергия, идущая на синтез секрета железистой клетки, и т.п. При этом отмечается одна важная закономерность: чем мощнее аппарат митохондрий, являющийся суб­стратом энергопотенциала клетки, тем больший диапазон внешних воздействий она способна выдержать и восстано­вить свою структуру. На органном уровне отмечена та же за­кономерность: чем меньше резерв энергии, тем значитель­нее и быстрее проявляется влияние на орган экстремально­го воздействия в виде нарушения гомеостаза. Способность мобилизовать ресурсы органов, систем, всего организма — первое условие срочного его приспособления к воздействию экстремальных факторов. Все основные факторы реакции стресса — усиление секреции АКТГ и кортикостероидов, гиперплазия коры надпочечников и даже образование язв в пищеварительном тракте (мобилизация белков в целях глюконеогенеза) — являют собой звенья срочной адаптационной реакции, направленной на мобилизацию энергетического по­тенциала.

Исходя из того, что каждый атом кислорода для образо­вания молекулы воды требует двух атомов водорода и двух электронов, подсчитано, что в каждую минуту во всех клет­ках тела человека с молекул усвоенных пищевых веществ через ферменты дегидрогеназы и цитохромы на кислород (при среднем его потреблении) переходит 2,86 • 10²² элект­ронов. Но эта "биологическая батарея" способна при необ­ходимости многократно — в 15—20 раз — увеличивать коли­чество генерируемой энергии, используемой для различных проявлений жизнедеятельности. И чем больше образование энергии на единицу массы организма, тем эффективнее осу­ществляется биологическая функция.

Окисляя пищевой субстрат в процессе дыхания, биосис­тема функционирует как "биологическая печь", обеспечи­вая клетки энергией для осуществления ими своих функций. Энергия, освобождаемая при биологическом окислении, ча­стично рассеивается в виде тепла, а частично аккумулирует­ся путем форфорилирования АДФ с образованием АТФ — соединения с непрочными связями, в котором сосредоточе­но большое количество энергии. В организме существуют в небольших количествах и другие макроэрги, но основной источник энергии для клетки сконцентрирован в АТФ.

Для образования энергии в организме используются глав­ным образом два механизма — анаэробный, т.е. гликолиз, и аэробный. В условиях гликолиза на каждую потребленную молекулу глюкозы продуцируется всего 2 молекулы АТФ. Что это дает в энергетическом отношении? При расщеплении одной грамм-молекулы (180 г) с образованием молочной кислоты выделяется 234 кДж. Поскольку при образовании грамм-молекулы АТФ связывается около 42 кДж, эффективность процесса "улавливания" энергии при гликолизе равна примерно 36% (84 кДж из 234 кДж). Эти 84 кДж, превращен­ные в энергию фосфатных связей АТФ, составляют лишь ничтожную часть (около 3%) всей энергии, заключенной в грамм-молекуле глюкозы (2889 кДж).

Процессы аэробного использования углеводов энергети­чески значительно более эффективны. При расщеплении мо­лекулы лактата до С0₂ и воды удается извлечь большую часть содержащейся там энергии. Всего в результате окисления од­ной молекулы глюкозы синтезируется 38 молекул АТФ, при­чем 36 из них возникают при аэробиозе. При синтезе 38 грамм-молекул АТФ аккумулируется 1591 кДж из 2889, содержа­щихся в грамм-молекуле глюкозы. Следовательно, энергети­ческая эффективность окисления глюкозы составляет 55%, из них 3% приходится на гликолиз.

Таким образом, аэробное окисление эффективнее и эко­номичнее анаэробного в 17 раз. Кроме того, необходимо учитывать, что при аэробном окислении, кроме глюкозы, ис­пользуются и другие энергетические субстраты. При глико­лизе, при котором используются лишь углеводы, для попол­нения энергетических ресурсов потребовалось бы доставлять такое количество субстрата, которое не может быть обеспе­чено через кровоток. Отсюда понятно, что все высокоорга­низованные животные с высоким уровнем потребления энер­гии не в состоянии длительно существовать без кислорода. Борьба за поддержание оптимального напряжения кислоро­да в клетке во многом определила весь ход эволюции живого. Способность увеличивать при необходимости поглощение кислорода определяет тот резерв энергии, который может быть использован для интенсификации процессов жизнеде­ятельности. Чем больше эта способность, тем организм жиз­неспособнее.

Итак, проблема измерения степени жизнеспособности, иными словами — уровня соматического здоровья — упира­ется в проблему оценки мощности и эффективности аэроб­ного энергообразования. С физиологической точки зрения этот показатель интег­рально характеризует состояние дыхательной, кровеносной и метаболических функций, с биологической — степень ус­тойчивости (жизнеспособности) неравновесной системы — живого организма.

Определение мощности аэробного энергообразования (максимального потребления кислорода — МПК) произво­дится с помощью различных тестирующих процедур с физической нагрузкой ("до отказа"), при которых достигается индивидуально максимальный транспорт кислорода (прямое определение МПК). Наряду с этим величину МПК опреде­ляют с помощью косвенных расчетов, которые основыва­ются на данных, полученных в процессе выполнения испы­туемым непредельных физических нагрузок (непрямое оп­ределение МПК). Одним из самых распространенных мето­дов непрямого определения МПК является тест Купера — полуторамильный или двенадцатиминутный тест. Этот тест основан на том, что энергетической основой физического качества общей выносливости являются аэробные механиз­мы энергообразования. В связи с этим вполне реально опре­делить функциональный класс аэробной способности по расстоянию, пробегаемому испытуемым за 12 мин (корре­ляция между показанным результатом и МПК составляет 0,897).

В то же время доказано, что МПК — показатель, характе­ризующий устойчивость организма к самым различным фак­торам — от гипоксии и кровопотери до радиоактивного из­лучения. Установлен также оптимальный уровень аэробной способности, ниже которого риск смерти увеличивается. Он равен 9 метаболическим единицам (МЕТ) для женщин и 10 МЕТ для мужчин.

Вместе с тем, использование проб с физической нагруз­кой "до отказа" не может быть рекомендовано для широко­го применения, так же как и тест Купера (из-за его опасно­сти для лиц с латентными формами сердечно-сосудистых заболеваний). Систематическими исследованиями установлено, что при возрастании толерантности к физической нагрузке отмечается закономерное снижение индекса Робинсона ("двойного про­изведения") в покое, весо - ростового показателя, одновременно увеличиваются силовой и жизненный индекс! и т.д. Это позволило создать формализованную систему оценки уровня соматического здоровья, состоящую из ряда простейших показателей, которые ранжированы, а каждому рангу присвоен соответствующий балл. Общая оценка сома­тического здоровья определяется суммой баллов. Она соответ­ствует определенному уровню аэробного энергопотенциала.

Сумма баллов, которой характеризуется уровень соматического здоровья, информативна в отношении многих клинико-физиологических показателей, используе­мых в практике здравоохранения. По мере повышения уров­ня соматического здоровья, характеризуемого по экспресс-оценке, увеличиваются достигнутая мощность велоэргометрической нагрузки, прирост ЧСС на пороговой мощность. Отмечается также связь этого уровня с титром R-белка в сыворотке крови, выраженностью и рас­пространенностью эндогенных факторов риска, ИБС и др. Кроме того, имеется совершенно четкая зависимость между уровнем соматического здоровья и состоянием здоровья, определяемым другими методами. Чем ниже уровень соматического здоровья, тем вероятнее развитие хронического заболевания и его манифестация.

По данным штаб – квартиры ООН каждый месяц один миллион жителей Земли переходит рубеж 60-летнего возраста, а свыше 100 тысяч - рубеж 80 лет. Эти показатели в по­следние годы неуклонно возрастали, и подобная тенденция сохранится и в будущем.

В связи с этим многим странам придется ориентировать­ся в своих планах развития на людей более зрелого возраста, ибо процесс старения населения представляет собой исто­рическую перемену, которая потребует изменений в стиле жизни отдельного человека, семьи, страны, региона.

Считается, что развитие, рост и старение организмов — процесс приближения к конечному стационарному состоя­нию, сопровождаемый уменьшением удельной скорости теп-и'продукции (теория Пригожина—Виам). Таким образом, с ггапа оогенеза происходит непрерывный процесс "старения" биосистемы — снижение скорости теплопродукции. Скорость "старения" наибольшая на ранних стадиях развития, наи­меньшая — на конечных этапах онтогенеза. Достижение ко­нечного стационарного состояния означает смерть. Начиная с 25 лет у человека снижение удельной скорости теплопро­дукции составляет 3,0—7,5 % на каждые 10 лет. В основе это­го явления — изменение активности ферментов, концент­рации митохондрий в клетках и т.д. А это значит, что инди­виды движутся к своему стационарному состоянию с раз­личной скоростью, в различном возрасте переходя границы "безопасного" уровня здоровья. С этих позиций на­ходит свое подтверждение тезис о "нормальных" болезнях старости (В. М. Дильман, 1988). Отмечается, что выход средней оценки за пределы «безопасной зоны» происходит в четвертой декаде жизни. Но соблюдение принципов ЗОЖ может продлить безопасный возраст до шестой декады.

Итак, контроль за состоянием системы энергообразования позволяет прогнозировать степень и время достижения стационарного состояния. При этом, определенный уровень энергопотенциалов может служить критерием адекватности адаптационных возможностей, порогом, за которым развиваются эндогенные факторы риска, а далее формируются патологический процесс, конкретизируется его нозологическая форма с манифестацией и осложнениями со стороны социальной активности индивида.

Дата добавления: 2013-12-13