Элементный профиль организма мужчин пожилого и старческого возраста, ведущих активный образ жизни, как способ диагностики функциональных резервов организма и предупреждения развития предпатологических состояний.
   Целью выполняемого проекта является комплексный анализ элементного профиля организма пожилых и старых жителей г. Магадана, со средним режимом двигательной активности, с выявлением характерных особенностей содержания химических элементов в биологических средах.
   В рамках исследования решаются следующие задачи: выявить характерные черты (особенности) элементного профиля организма исследуемого контингента в зависимости от степени физической активности, классифицировать элементные перестройки в группе исследования с характеристикой тех физиологических состояний, которые могут отразиться на состоянии здоровья, в общем, и на фоне физической активности, выявить группы элементов, образующие различные по степени зависимости корреляционные связи между содержанием макро- и микроэлементов в биологических средах, на примере волос и цельной крови (или мочи).
   В рамках реализации проекта будет описан элементный профиль организма, характерный для одной из социально-значимых групп населения Магаданской области – граждан старшего поколения, которые вносят существенный вклад в совокупный интеллектуальный потенциал, стремятся к осуществлению трудовой деятельности, являются создателями значимой части материальных благ, активно участвуют в процессах социального развития, выступают носителями важнейших духовно-нравственных ценностей, и обеспечивают связь и солидарность поколений. На основании полученных данных станет наглядной картина минерального обмена, возраст зависимой трансформации элементного профиля, система элементных взаимоотношений в организме в ответ на активную регулярную двигательную активность. Полученные данные позволят подготовить рекомендации к восстановлению минерального метаболизма для повышения качества жизни и уровня здоровья в условиях напряженности природно-климатического окружения.

   Коллективом авторов на основе комплексного социального и медико-психофизиологического исследования жителей-северян репродуктивного возраста проанализирован вклад детерминант морфофизиологического, социально-гигиенического и психофизиологического состояния, а также генетических маркеров в матрицу функционального здоровья, отражающую актуальный профиль репродуктивного здоровья.

   Оценка минерального обмена спортсменов как способ диагностики функциональных резервов организма для повышения физической выносливости и достижения высоких спортивных результатов.
   Целью выполняемого проекта является комплексный анализ элементного профиля организма спортсменов г. Магадана, имеющих высокие спортивные разряды, с выявлением характерных особенностей содержания химических элементов в биологических средах.
В рамках исследования решались следующие задачи: проанализировать состояние минерального обмена у спортсменов, имеющих высокие спортивные разряды, выявить адаптивные и дизадаптивные перестройки элементной системы организма спортсменов на основе результатов макро- и микроэлементного анализа волос и цельной крови, провести корреляционный анализ химических элементов в разных биосредах с учетом нормативных показателей и вариабельности элементного дисбаланса для определения наиболее информативного материала для дальнейшей элементной диагностики.
Значения концентраций большего числа определенных в биосредах элементов статистически достоверно значимо различалось у спортсменов и в группе лиц с обычным режимом двигательной активности. Содержание кальция, кобальта, железа, селена и цинка в волосах спортсменов было выше аналогичного значения в группе юношей с обычным режимом двигательной активности. Медиана концентрации натрия и фосфора в крови была выше у спортсменов, калия, магния, кобальта, железа, селена – в крови юношей из контрольной группы.
   Анализ корреляционных взаимоотношений в системе «элемент–элемент/волосы–цельная кровь» показал наличие статистически значимых связей между изучаемыми показателями (р<0,05). В контрольной группе наибольшая достоверно значимая связь на уровне p=0,05 выявлена для Fe (r=0,441) и Se (r=0,438), в группе спортсменов – для Na (r=-0,468) на уровне значимости p=0,05.
   Содержание химических элементов в цельной крови и волосах человека находятся в прямой или обратной зависимости, в большинстве своем умеренной и сильной степени взаимного влияния. Структура корреляционных связей в группах исследования в разных биологических средах индивидуальна, однако есть некоторые общие черты в корреляционных матрицах спортсменов и лиц, не испытывающих повышенные физические нагрузки. Наибольшее число корреляционных связей образовано в элементной системе волос, что подтверждает известный факт того, что волосы – наиболее стабильная, аккумулирующая ткань, подходящая для популяционных исследований в длительных временных промежутках, в то время как кровь – динамичная биологическая среда, состав которой жестко регулируется гомеостазом.

   В современных литературных источниках сведения по изучению сравнительных особенностей физического развития и характеристик кардиогемодинамики, метаболизма среди аборигенных и укорененных европеоидных популяций юношей призывного возраста представлены крайне недостаточно и практически отсутствуют для регионов Северо-Востока России. Подчеркнем, что Магаданская область и Чукотский АО, в сравнимом широтном диапазоне относительно Европейского Севера, характеризуются совокупностью наиболее неблагоприятных природно-климатическими и социально-экономических условий, определяющих адаптивные характеристики постоянно проживающего там населения. Однако изменившиеся за последние десятилетия социально-экономические условия организации жизнедеятельности, а также климатические характеристики Северо-Востока России, на которые оказывает влияние глобальное потепление, требуют радикального пересмотра подходов к оценке дискомфортности среды проживания, где в обязательном порядке должны учитываться медико-физиологические показатели состояния здоровья организма людей уроженцев этих регионов. До настоящего времени так и не сложилось единое мнение какие функциональные или сомато-метрические критерии (маркеры) должны учитываться при интегральном унифицированном подходе в процессе оценки влияния неблагоприятных факторов окружающей среды на здоровье постоянных жителей Севера из числа укорененных европеоидов. В этой связи, принимая во внимание принятую на государственном уровне концепцию восстановления военной и гражданской инфраструктуры в Арктической и циркумполярной зоне РФ, определение таких маркеров является актуальным и перспективным направлением как фундаментальных, так и прикладных научных исследований экологической физиологии человека.

   С учетом этого вектор проводимых нами исследований был направлен на определение неинвазивных, но достаточно информативных морфо-функциональных показателей, которые можно было бы использовать, наряду с общепринятыми природно-климатическими характеристиками, в расчетах дискомфортности окружающей среды. С этой целью в процессе выполнения темы были изучены показатели физического развития молоды жителей Северо-Востока, гемодинамики, структуры вариабельности кардиоритма, системы внешнего дыхания, метаболизма и микроциркуляции как в условиях покоя, так и специальных функциональных проб.

   Оказалось, что для юношей призывного возраста, рассматриваемую нам как индикаторную группу, характеристикой состояния адаптированности могут выступать показатели крепости телосложения, типа кровообращения и состояния системной и региональной гемодинамики, сбалансированности вегетативной регуляции, характеристики углеводного, липидного и газового метаболизма. На основе многофакторного анализа установлена возможность проиндексировать вклад изучаемых показателей в уровень адаптированности и состояния здоровья, который может учитываться при разработке новой методики оценки дискомфортности любых локальных территорий.

     Впервые в мировых исследованиях разработана оценка эффективности биопрепаратов на основе спектрально-волновой модели активирующей системы мозга и на ее основе обоснованы и выделены спектральные характеристики биоэлектрической активности головного мозга человека, которые могут быть использованы в практике функционально топической медицинской диагностики целостного организма.  Разработаны ряд системных характеристик организма – индексов напряжения адаптационных механизмов, индивидуального здоровья, оценки нейродистрофических нарушений, а также оценки состояния отдельных функций организма с разрешающей способностью до рефлекторных групп и белков.

     В процессе изучения информативности показателей вариабельности кардиоритма при ререспирации установлено, что изменение высокочастотной мощности спектра относительно фонового уровня для лиц, адаптированных к условиям Крайнего Севера, не должно превышать 70 %, что может служить физиологическим маркером влияния факторов дискомфортности на организм жителей этих регионов. При этом установлено что лица, реагирующие на пробу с ререспирацией повышением температуры кисти на 0,5°С и более, обладают более высокой устойчивостью к действию холодового фактора.

     Впервые на основе тонкой дифференцировки по 9 типам соотношения активности различных звеньев вегетативной нервной системы (ВНС) в ответ на активную ортостатическую пробу определены центильные границы значений вариабельности сердечного ритма (ВСР), позволяющие количественно определять степень вклада симпатической и парасимпатической нервной системы и на этой основе проводить типизацию лиц призывного возраста, наиболее адаптированных к условиям Крайнего Севера и обладающих значимо большими функциональными резервами системы кардиогемодинамики.

     Впервые проведенные исследования капиллярного кровотока в зонах ногтевого валика пальцев руки во время ререспирации и локального холодового теста показали стабильность основных характеристик скорости кровотока в артериальном и венозном звене капилляра, что можно рассматривать как один из механизмов поддержания адекватного кислородного обеспечения организма при воздействии на него экстремальных факторов.

     На основе подходов, изложенных в концепции проекта ФЗ «Об основах государственной политики Российской Федерации в районах Крайнего Севера и приравненных к ним местностях» определены информативные физиологические критерии оценки уровня адаптированности молодых жителей Северо-Востока. Установлено, что статистические и спектрально-волновые характеристики кардиоритма при стандартных тестирующих воздействиях (активный ортостаз или ререспирация) могут являться минимально достаточными для индивидуальной оценки динамики изменения (увеличение или снижение) функциональных резервов кардиореспираторной и терморегуляционной систем постоянных жителей Крайнего Севера.

     Выявлено, что усредненная температура поверхности кисти в ответ на ререспирацию или стандартный холодовой тест коррелирует со следующими показателями ВСР: средним квадратическим отклонением R-R интервалов, характеризующим суммарный эффект вегетативной регуляции кровообращения, высокочастотной и низкочастотной составляющей мощности спектра кардиоритма и величиной их соотношений вклада уровней активности центрального и автономного регуляторных контуров.

     Проведены сопоставительные исследования значений ВСР и вегетативного индекса Кердо, позволяющие отнести человека в ту или иную группу, характеризующуюся определенным вегетативным тонусом. Оказалось, что отрицательные значения ВИК могут наблюдаться у нормотоников и у ваготоников. При этом его средние величины (- 5,0±1,7 усл. ед.) в группе нормотоников соответствуют критерию, который требует рассматривать входящих туда обследуемых, как лиц с ваготоническим типом вегетативной регуляции.

     Важным аспектом исследования структуры кардиоритма оказалось, что этнические различия практически не влияют на статистическую значимость различий абсолютного большинства показателей ВСР среди лиц с нормо- и ваготоническим типом вегетативной нервной регуляции.

     С помощью местного применения стимуляторов и блокаторов вегетативных рецепторов строго по медицинским показаниям (фенилэфрин, тимолол, ирифрин, пилокарпин и др.) определены частотные характеристики рецепторов глаза, участвующих в аккомодации, в спектре матрицы функциональных состояний, при нормальном и нарушенном функциональных состояниях. Разработаны диагностические критерии спектральных характеристик магнитоэнцефалограммы (МЭГИ) у больных глаукомой, а также у лиц с синдромом «ишемический глаз», включая дистрофические изменения сетчатки, зрительного нерва, центрального анализатора.

     Установлено, что для лиц с ваго- и нормотонией наиболее оптимальным является уровень реактивности вегетативной нервной системы (ВНС) соответствующие как 5-му типу (нормальная реактивность обоих отделов ВНС, при следующих показателях амплитуды моды и вариационного размаха значений кардиоритма: 25% ≤ ΔАМо50 ≤ 75%, 25% ≤ ΔMxDMn ≤ 75%), так и 6-му типу (нормальная реактивность симпатического отдела ВНС при низкой реактивности парасимпатического отдела или его парадоксальной реакции: 25% ≤ ΔАМо50 ≤ 75%, ΔMxDMn > 75%). Данные типы реактивности ВНС отмечались в 45% случаев. Для лиц с исходной симпатикотонией вариантами адекватной реакции вегетативных механизмов регуляции на нагрузочную ортостатическую пробу могут считаться не только 5-ый тип, но и 2-ой тип, когда наблюдается нормальная реактивность парасимпатического отдела при низкой реактивности симпатического отдела: ΔАМо50< 25%, 25% ≤ ΔMxDMn ≤ 75%. При этом все остальные варианты реакций составляли от 4% до 18%.

     Однако, даже у аборигенов, которых принято рассматривать как популяцию наиболее адаптированную к условиям Севера, до 60% лиц демонстрируют сниженные функциональные резервы со стороны кардиогемодинамики, что обуславливает достаточно высокую степень напряжения регуляторных механизмов при выполнении нагрузочных проб. При этом лица, у которых разница в показателях вариабельности сердечного ритма (ВСР) до и в процессе ортостатической пробы соответствует значениям менее 10-го и более 90-го процентиля, могут рассматриваться как группа риска с высокой вероятностью развития дизадаптационных состояний.

     Установлено, что юноши со сниженной неспецифической резистентностью проявляют большую чувствительность к изменению газового состава воздуха в процессе пробы с ререспирацией, в процессе которой формируется гипоксически-гиперкапническая среда. Определенные в процессе исследований показатели вариабельности кардиоритма позволяют рекомендовать ререспирацию для оценки резервов кардиореспираторной системы и адаптированности организма к действию экстремальных факторов окружающей среды.

     Сопоставление типов вегетативной регуляции с состоянием макро-микроэлементного баланса у обследуемого контингента, достоверных различий в встречаемости макро-микроэлементных нарушений в организме не обнаружил. При этом у нормотоников наблюдалось до 20 корреляционных связей микроэлементов с показателями кардиоритма и артериального давления. Наименьшее число взаимосвязей (12) показателей элементного баланса и кардиоритма отмечается у симпатотоников, что указывает на сниженные адаптационные резервы по многим функциональным системам организма в этой группе обследуемых лиц.

      На базе матрицы функциональных состояний разработан интегральный показатель, характеризующий предрасположенность или наличие онкологического заболевания толстого кишечника и количественной оценки активности опухолевого роста – индекса децентрализации. Индекс позволяет осуществлять мониторинг онкологического больного, оценивать эффективность и корректировать лечебно-диагностические мероприятия.

     Разработано программное обеспечение для автоматического построения интегрального показателя наличия онкологического процесса. Разработан действующий макет.

     В результате исследований разработаны диагностические критерии спектральных характеристик магнитоэнцефалограммы (МЭГ) у больных глаукомой, а также у лиц с синдромом «ишемический глаз», включая дистрофические изменения сетчатки, зрительного нерва, центрального анализатора. Так для патологического состояния «глаукома» в рамках сигментарной матрицы были получены следующие характеристики: функция (F1-3) – альфа адренорецепторы гладкой мускулатуры глаза, Seg Th1-C8 F = 16,65 – 16,18 Гц; Разность (R-L) больше 0,36; функция (F6-2) – М холинорецепторы гладкой мускулатуры и сосудов глаза; разность (R-L) меньше 0,08; F= 0,57 – 0,59 Гц. Состояния ишемической окулопатии глаз характеризовалось следующими значениями: функция (F2-4) – альфа адренорецепторы артерий глаза; Seg Th1-C8 F = 7,0 – 7,28 Гц; разность (R-L) больше 0,21; функция (F6-2) – М холинорецепторы гладкой мускулатуры и сосудов глаза; разность (R-L) больше 0,255; F= 0,57 – 0,59 Гц. Таким образом, стало возможным по показаниям МЭГ диагностировать ранние признаки развития этих патологических состояний и синдромов на стадии, когда отсутствуют их клинические проявления, что крайне важно при решении задач дипансеризации населения и профилактики заболеваний зрительного анализатлора.

     Впервые в сравнительном аспекте изучены особенности структуры вариабельности сердечного ритма (ВСР) у лиц мужского пола в возрасте 15-16 лет из числа аборигенов и европеоидов уроженцев Севера в 1-3 поколениях. Проведен анализ информативности математических показателей ВСР для типизации юношей по преобладающему характеру вегетативной нервной регуляции и определены региональные критерии статистических и спектрально-волновых характеристик ритма сердца для юношей с преобладанием нормотонического типа. Впервые показано, что функциональные резервы системы кардиогемодинамики у современных юношей-аборигенов Магаданской области оказываются ниже, чем у их сверстников из числа уроженцев-европеоидов.

     Анализ содержания макро-микроэлементов в волосах детей и подростков, жителей внутриконтинентальной зоны Магаданской области, где ведется добыча полезных ископаемых, показал, что для этих контингентов наиболее характерно повышенное содержание в организме тяжелых металлов: Al, Cd, Hg. Установлено, что выявленный дефицит Са, Со, Cu, I и избыток Si можно рассматривать как общую североспецифическую особенность элементного статуса постоянных жителей Магаданской области.

     Весь комплекс проведенных исследований по изучению особенностей вариабельности сердечного ритма (ВСР) у подростков Магаданской области позволяет считать, что наиболее информативными показателями, которые могут быть использованы при тонкой оценке преобладающего типа регуляции вегетативной нервной системы (ВНС), выступают не столько прямые показатели кардиоритма: такие как частота пульса, средняя длительность RR интервала, его максимальные и минимальные значения, а следующие математические характеристики: вариационный размах (MxDMn); стандартное отклонение (SDNN); квадратный корень суммы разности последовательного ряда кардиоциклов (RMSSD); число пар кардиоинтервалов с разностью более 50 мс в % к общему массиву (pNN50); величина амплитуды моды этого показателя (АМо50); индекс напряжения (SI), общая мощность спектра анализируемого ряда кардиоинтервалов (TP) и его высокочастотная составляющая (HF). При этом наибольшей информативностью обладают значения MxDMn; SI; АМо50; HF; TP, физиологические диапазоны нормы реакции которых для различных возрастных групп были разработаны в процессе выполнения проекта и представлены в таблице (см. приложение). Лица с нормотоническим типом ВНС, характеризующиеся оптимальным уровнем сбалансированности регуляторного воздействия на организм симпатической и парасимпатической составляющих вегетативной нервной системы, имеют промежуточные значения между ваготониками и симпатотониками. Необходимо подчеркнуть, что в процессе формирующегося конвергентного типа адаптации у северян из числа уроженцев-европеоидов оптимальными являются нормотонический, либо умеренно парасимпатический уровень реакции организма. При этом лица с таким типом вегетативной регуляции обладают значительно большими функциональными резервами сердечно-сосудистой системы и способны лучше адаптироваться к условиям Севера и ряду других экстремальным факторов. Установлено наличие корреляционных взаимосвязей антропометрических показателей, параметров сердечно-сосудистой и дыхательной систем с содержанием 25-ти химических элементов в волосах обследуемых юношей из числа укорененных европеоидов (рисунок, см. приложение). При этом выявлены следующие положительные корреляционные зависимости: Zn с росто-весовыми характеристиками; Co, Si, Ni, I с частотой сердечных сокращений; Mg – с содержанием кислорода в выдыхаемом воздухе и кислородной емкостью крови. Отрицательные взаимосвязи установлены: Pb, Hg, I, Cr с антропометрическими показателями; Mn, Na, Pb – с параметрами сердечно-сосудистой системы, а также систолического артериального давления с содержанием Cr и Pb; диастолического артериального давления с уровнем Mn и I. Проведенный анализ указывает на значимость макро-микроэлементного баланса в межсистемных взаимосвязях, играющих важную роль в механизмах обеспечения адаптации человека к экстремальным природно-климатическим условиям окружающей среды.

     С использованием функциональных проб у различных лиц без зрительной патологии исследованы рефлексы мышечных, сосудистых, железистых систем глаз и определены их спектральные характеристики и координаты, а также изучены пациенты с выраженными нарушениями аккомодации глаза (миопия и дальнозоркость различного характера и генеза). В результате в спектре матрицы функциональных состояний получены частотные координаты различных мышц, участвующих в аккомодации глаза, при их нормальном и нарушенном функциональном состояние. Впервые на клиническом материале доказана возможность использования показателей биоэлектрической активности головного мозга в практике медицинской диагностики заболеваний глаз: миопии, дальнозоркости, глаукомы.

     Полученные результаты имеют все признаки охраноспособного объекта в связи с чем, подана заявка на получение патента на изобретение «Способ диагностики заболеваний глаза», заявитель Владивостокский государственный медицинский университет (ГОУ ВПО ВГМУ Росздрава) и НИЦ «Арктика» ДВО РАН, авторы: Веселов А.А., Рыбченко А.А., Шабанов Г.А., Мельников В.Я., Пестрякова Я.Ф.

      Разработаны на базе матрицы функциональных состояний (индукционный магнитоэнцефалограф МЭГИ-01) интегральный показатель, характеризующий предрасположенность или наличие онкологического заболевания толстого кишечника и дающий количественную оценку активности опухолевого роста – индекса децентрализации (IDC). Индекс децентрализации рассчитывается как сумма количественной характеристики функциональной активности каждой ячейки матрицы. IDC определяется в пределах от 0 до 2000 усл. ед. Если индекс находится в пределах от 0 до 50, то у больного не наблюдается очагов неконтролируемого клеточного роста; IDC от 50 до 170 – больной может быть отнесен к группе риска по наличию онкологического заболевания; IDC от 170 до 2000 - можно с вероятностью не менее 0,87 (p=0,05) судить о наличии онкологического процесса. Индекс позволяет осуществлять мониторинг онкологического больного, оценивать эффективность и корректировать лечебно-диагностические мероприятия.

     По нашим данным, в организме обследованных спортсменов обоего пола широко представлен дисбаланс основных жизненно важных биоэлементов, выраженный в основном дефицитными концентрациями. Так, у всех спортсменов мужского и женского пола со стажем занятия лыжным спортом менее 5 лет выявлен дефицит Co, у 70% и 100% – I, у 80% и 78% – Ca и Mg, у 50% и 56% – P, у 60% и 45% – Zn, у 40% и 33% – Cu, соответственно. Характерно, что дефицит K в отмеченной группе встретился только у 30% обследованных лиц мужского пола, а у представителей женского пола в 56% случаев, дефицит Cr – в 20% и 78% случаев, дефицит Si – в 20% и 56% случаев, соответственно. Дефицит Mn и Na, напротив, более выражен в группе лиц мужского пола с незначительным спортивным стажем, чем у обследованных спортсменок (Mn – 50% и 22%; Na – 40% и 22%, соответственно). Вместе с этим, обнаружен избыток Fe у половины обследованных лиц мужского пола и 33% – женского. У всех лиц мужского пола и 77% лиц женского пола со стажем занятия лыжным спортом более 5 лет обнаружен дефицит Co, у 89% и 77% – Ca, у 78% и 92% – Mg, у 56% и 77% – Zn, у 56% и 62% – I, у 56% и 39% – P, соответственно. Дефицит Cr встретился только в организме 85% спортсменок со значительным спортивным стажем. Избыток K обнаружен в организме 67% обследованных лиц мужского пола и 39% – женского, Na – 44% и 39%, соответственно. Перечисленные элементы являются эссенциальными, обеспечивающими основные жизненноважные процессы, входят в состав ферментов, белков и других биологически активных веществ, необходимых для нормального иммунитета и адаптации организма к физическим нагрузкам в условиях повышенной потребности в макро- и микроэлементах, особенно в условиях Севера. Важно отметить, что содержание ряда основных эссенциальных, условно – эссенциальных и токсичных химических элементов в организме оказалось ниже референтных значений концентраций химических элементов в волосах (рисунок, см. приложение). Характерно, что суммарная площадь дефицита больше у лиц мужского и женского пола, занимающихся лыжным спортом менее 5 лет (S=82 и 115 усл. ед.2, соответственно), тогда как у обследованных спортсменов со значительным стажем составляет у представителей мужского пола – 66 усл. ед.2, у представителей женского – 95 усл. ед.2.

     Разработан   экспериментальный образец мобильного комплекса для интегральной оценки состояния здоровья и   нормализации   выраженных дисфункций организма человека на основе анализа ритмической активности головного мозга. Мобильный комплекс - медицинский аппарат (для индивидуального применения), представляет собой единую конструкцию и технологию, для диагностики выраженных дисфункций и патологического очага в участке органа, указывая тканевый слой (мышцы, сосуды, соединительная ткань, различные виды эпителия), а также вид сопряженных рецепторов.

     Диагностическая часть комплекса реализует все функции магнитоэнцефалографа индукционного по регистрации электрической активности головного мозга в частотном диапазоне от 0,13 до 27 Гц, производит спектральный анализ ритмической активности головного мозга, выделяет ритмические компоненты, вычисляет их амплитуды. Программный комплекс позволяет проводить диагностику выраженных дисфункций и патологического очага в участке органа. Одновременно формируется спектральный портрет выраженной дисфункции, либо патологического очага.   На основании полученной диагностической информации реализована технология для нормализации и коррекции состояния организма человека, путем воздействия через коррегирующий блок комплекса на ритмические компоненты биоэлектрической активности мозга низкоинтенсивным магнитным полем, инфракрасным излучением, модулированным частотами в диапазоне от 0,13 до 27 Гц.

     Комплекс исследований, проведенных в двух различных климато-географических зонах Магаданской области, позволил установить картину, указывающую на важные особенности в формировании адаптационных перестроек систем организмов юношей и девушек. Так, антропометрический статус юношей г. Сусумана характеризуется меньшей относительной поверхностью тела (по показателям МТ/S) и меньшей относительной длиной ног (ПТ), чем у юношей г. Магадана. Данное обстоятельство способствует снижению теплоотдачи и оптимизации механизмов терморегуляции в условиях пониженных температур окружающей среды. Для девушек, проживающих в г. Сусумане выявлена сходная тенденция снижения относительной длины ног, а также увеличение общего содержание жира, что ведет к снижению теплоотдачи и оптимизации механизмов терморегуляции.

     Следующий этап исследования включал в себя проведение сравнительного анализа сезонных изменений основных морфофункциональных показателей у юношей, проживающих в приморской и континентальной природно-климатических зонах Магаданской области. Для этого мы определили значения осенних показателей в процентах (∆ Х,%) к весенним параметрам у молодых людей двух групп. Было выявлено, что имеются различия в динамике основных морфофункциональных показателей, определяющих функциональный статус организма в наиболее напряженный период года, каковым является осеннее время у юношей, проживающих в различных частях Магаданской области. Так, мы выявили сходную сезонную динамику соматометрических показателей, при этом у молодых людей г. Сусумана отмечается более выраженное снижение общего содержания жира в организме в осенний период года. Сравнительный анализ сезонной динамики показателей сердечно-сосудистой системы выявил более ярко выраженный характер изменений данных показателей у обследуемых, проживающих в приморской зоне Магаданской области. Так, повышение систолического и диастолического артериального давления, снижение ударного объема крови более выраженное у молодых людей г. Магадана, вызывает компенсаторное повышение периферического сопротивление сосудов, что, по-видимому, является защитным механизмом перераспределения кровотока в переходный осенний период года. Анализируя динамику процессов оксигенации артериальной крови на фоне и пике дыхательной пробы мы выявили сходную тенденцию изменения данных показателей к октябрю у юношей двух групп.

     Далее было отмечено осеннее увеличение дыхательного объема как у юношей приморской, так и континентальной зоны проживания на фоне разнонаправленного изменения показателей частоты дыхания: так, у юношей г. Магадана отмечается повышение, а у молодых людей г. Сусумана – снижение данного показателя. Повышение содержания углекислого газа в выдыхаемом воздухе отмечается у всех молодых людей, но все же в большей степени выражено у магаданцев.

     Необходимо подчеркнуть значительное увеличение потребления кислорода, ведущее за собой повышение энергозатрат в состоянии покоя у сусуманцев в ответ на воздействие низких температур октября месяца. Аналогичной тенденции в динамике данного показателя у магаданцев в нашем исследовании мы не выявили.

     Следует отметить разнонаправленный характер сезонной динамики дыхательного коэффициента: так, у юношей г. Сусумана мы видим сохранение данного показателя в пределах весенней величины, в то время как у молодых людей г. Магадана отмечается резкое повышение ДК в среднем на 19%. Обратный характер динамики выявлен в отношении показателя кислородной емкости крови. Так, у магаданцев выявлено незначительное повышение КИО2 (в пределах 5%, что не является статистически значимым изменением) при ярко выраженном повышении данной величины у сусуманских молодых людей. Увеличение дыхательного коэффициента и незначительное повышение КИО2 в начальный холодный период времени у юношей г. Магадана свидетельствует о снижении эффективности легочной вентиляции и газообмена, связанное в свою очередь с резким нарушением равномерности вентиляционно-перфузионных отношений в общей структуре которых вентиляция преобладает над перфузией (В.Б. Малкин, Е.П. Гора, 1990). При этом у юношей этой группы отмечается компенсаторное повышение пиковой объемная скорости и проходимости крупных бронхов в этот период времени. В целом, повышение концентрации углекислоты в выдыхаемом воздухе и незначительное повышение потребления кислорода на фоне высоких значений дыхательного коэффициента и низких величин кислородной емкости крови у юношей г. Магадана, по-видимому, связано с замедлением метаболических процессов в состоянии покоя в результате накопления углекислоты (Н.А. Агаджанян, А.И. Елфимов, 1986).

     У юношей континентальной зоны проживания адаптационные перестройки в осенний период времени проявляются интенсификацией метаболических процессов, повышением кислородной емкости крови и снижением проходимости крупных, средних и в большей степени мелких бронхов в ответ на низкие температуры окружающей среды.

     Среди современных методологических подходов к оценке состояния сердечно-сосудистой системы и организма в целом существенное место принадлежит анализу вариабельности сердечного ритма. В силу принципа целостности реакций организма на условия окружающей среды, в структуре вариабельности ритма сердца представлены не только функция сердечно-сосудистой системы, но также и других систем (Б.С. Фролов, В.В. Овечкин, 1993). По изменениям кардиоритма судят о процессах регуляции всего организма (Ю.В. Щербатых, 2001). Проведенные исследования вариабельности сердечного ритма у юношей, постоянно проживающих в различных природно-климатических условиях показали, что из 18 исследуемых показателей вариабельности сердечного ритма, по 16 наблюдаются статистически значимые различия. Так, юноши – жители континентальной части Магаданской области, характеризуются более высокими значениям ЧСС, более низкими значениями RMSSD, MxDMn, CV и Mo.

     Наибольшие величины SDNN характерны для магаданских юношей, а наименьшие – сусуманских, при этом у последних данное снижение практически достигло нижней границы физиологической нормы. Известно, что величина SDNN в 50 мс и ниже является неблагоприятным признаком функционирования сердечно-сосудистой системы и проявляется риском развития кардиоваскулярных заболеваний. Это обусловлено значительным напряжением регуляторных систем, когда в процесс регуляции включаются высшие уровни управления, что ведет к почти полному подавлению активности автономного контура. Данное обстоятельство подтверждается тем, что влияние автономного контура во многом определяется активностью синусового узла, на что указывают значения показателя Mean, который у юношей г. Сусумана достоверно меньше на 43 мс.

     Общая мощность спектра (TP), которая характеризует суммарный уровень активности регуляторных систем организма, достоверно выше у юношей г. Магадана. Больший вклад в динамику сердечного ритма у юношей обеих групп представлен LF% и HF% колебаниями, составляющие около 80% суммарной мощности, а относительно меньший вклад в суммарную мощность представлен VLF% волнами. При этом, у юношей, проживающих в континентальной зоне Магаданской области статистически значимо выше величины показателей, характеризующих активность вазомоторного центра, или медленных волн первого порядка – LF (%), а у юношей приморской зоны проживания - мощность дыхательных волн HF (%) в спектре колебаний, выходящих за пределы допустимых.

     Таким образом, проведенные нами исследования сравнительного анализа вариабельности сердечного ритма у юношей, проживающих в различных природно-климатических зонах Магаданской области, выявили снижение общей вариабельности ритма сердца у юношей, проживающих в континентальной части Магаданской области, что свидетельствует об усилении симпатических влияний на сердечный ритм у юношей этой группы и повышенной нагрузке на вазомоторный центр (по значениям LF (%)), которая, по мнению Т.Е. Батоцыреновой, впоследствии может реализоваться в формировании какого-либо патологического процесса, связанного с нарушением регуляции сердечно - сосудистой системы (Вдовенко С.И., Максимов А.Л. Функциональные особенности внешнего дыхания юношей - жителей различных климато-географических зон Магаданской области // Вестник СВНЦ ДВО РАН. 2011. № 4 (28). С. 14-18; Суханова И.В. Сезонная динамика морфофункциональных показателей юношей, проживающих в приморской зоне Магаданской области // Вестник СВНЦ ДВО РАН. 2011. № 4 (28). С. 19-23; Максимов А.Л., Лоскутова А.Н. Особенности структуры кардиоритма у нормотоников аборигенов и европеоидов, постоянных жителей прибрежной зоны Магаданской области // Экология человека, 2011. № 6. С. 11-16).

     Комплекс исследований, проведенных в двух различных климато-географических зонах Магаданской области, позволил установить картину, указывающую на важные особенности в формировании адаптационных перестроек систем организмов юношей и девушек. Так, антропометрический статус юношей г. Сусумана характеризуется меньшей относительной поверхностью тела (по показателям МТ/S) и меньшей относительной длиной ног (ПТ), чем у юношей г. Магадана. Данное обстоятельство способствует снижению теплоотдачи и оптимизации механизмов терморегуляции в условиях пониженных температур окружающей среды. Для девушек, проживающих в г. Сусумане выявлена сходная тенденция снижения относительной длины ног, а также увеличение общего содержание жира, что ведет к снижению теплоотдачи и оптимизации механизмов терморегуляции.

     Следующий этап исследования включал в себя проведение сравнительного анализа сезонных изменений основных морфофункциональных показателей у юношей, проживающих в приморской и континентальной природно-климатических зонах Магаданской области. Для этого мы определили значения осенних показателей в процентах (∆ Х,%) к весенним параметрам у молодых людей двух групп. Было выявлено, что имеются различия в динамике основных морфофункциональных показателей, определяющих функциональный статус организма в наиболее напряженный период года, каковым является осеннее время у юношей, проживающих в различных частях Магаданской области. Так, мы выявили сходную сезонную динамику соматометрических показателей, при этом у молодых людей г. Сусумана отмечается более выраженное снижение общего содержания жира в организме в осенний период года. Сравнительный анализ сезонной динамики показателей сердечно-сосудистой системы выявил более ярко выраженный характер изменений данных показателей у обследуемых, проживающих в приморской зоне Магаданской области. Так, повышение систолического и диастолического артериального давления, снижение ударного объема крови более выраженное у молодых людей г. Магадана, вызывает компенсаторное повышение периферического сопротивление сосудов, что, по-видимому, является защитным механизмом перераспределения кровотока в переходный осенний период года. Анализируя динамику процессов оксигенации артериальной крови на фоне и пике дыхательной пробы мы выявили сходную тенденцию изменения данных показателей к октябрю у юношей двух групп.

     Далее было отмечено осеннее увеличение дыхательного объема как у юношей приморской, так и континентальной зоны проживания на фоне разнонаправленного изменения показателей частоты дыхания: так, у юношей г. Магадана отмечается повышение, а у молодых людей г. Сусумана – снижение данного показателя. Повышение содержания углекислого газа в выдыхаемом воздухе отмечается у всех молодых людей, но все же в большей степени выражено у магаданцев.

     Необходимо подчеркнуть значительное увеличение потребления кислорода, ведущее за собой повышение энергозатрат в состоянии покоя у сусуманцев в ответ на воздействие низких температур октября месяца. Аналогичной тенденции в динамике данного показателя у магаданцев в нашем исследовании мы не выявили.

     Следует отметить разнонаправленный характер сезонной динамики дыхательного коэффициента: так, у юношей г. Сусумана мы видим сохранение данного показателя в пределах весенней величины, в то время как у молодых людей г. Магадана отмечается резкое повышение ДК в среднем на 19%. Обратный характер динамики выявлен в отношении показателя кислородной емкости крови. Так, у магаданцев выявлено незначительное повышение КИО2 (в пределах 5%, что не является статистически значимым изменением) при ярко выраженном повышении данной величины у сусуманских молодых людей. Увеличение дыхательного коэффициента и незначительное повышение КИО2 в начальный холодный период времени у юношей г. Магадана свидетельствует о снижении эффективности легочной вентиляции и газообмена, связанное в свою очередь с резким нарушением равномерности вентиляционно-перфузионных отношений в общей структуре которых вентиляция преобладает над перфузией (В.Б. Малкин, Е.П. Гора, 1990). При этом у юношей этой группы отмечается компенсаторное повышение пиковой объемная скорости и проходимости крупных бронхов в этот период времени. В целом, повышение концентрации углекислоты в выдыхаемом воздухе и незначительное повышение потребления кислорода на фоне высоких значений дыхательного коэффициента и низких величин кислородной емкости крови у юношей г. Магадана, по-видимому, связано с замедлением метаболических процессов в состоянии покоя в результате накопления углекислоты (Н.А. Агаджанян, А.И. Елфимов, 1986).

     У юношей континентальной зоны проживания адаптационные перестройки в осенний период времени проявляются интенсификацией метаболических процессов, повышением кислородной емкости крови и снижением проходимости крупных, средних и в большей степени мелких бронхов в ответ на низкие температуры окружающей среды.

     Среди современных методологических подходов к оценке состояния сердечно-сосудистой системы и организма в целом существенное место принадлежит анализу вариабельности сердечного ритма. В силу принципа целостности реакций организма на условия окружающей среды, в структуре вариабельности ритма сердца представлены не только функция сердечно-сосудистой системы, но также и других систем (Б.С. Фролов, В.В. Овечкин, 1993). По изменениям кардиоритма судят о процессах регуляции всего организма (Ю.В. Щербатых, 2001). Проведенные исследования вариабельности сердечного ритма у юношей, постоянно проживающих в различных природно-климатических условиях показали, что из 18 исследуемых показателей вариабельности сердечного ритма, по 16 наблюдаются статистически значимые различия. Так, юноши – жители континентальной части Магаданской области, характеризуются более высокими значениям ЧСС, более низкими значениями RMSSD, MxDMn, CV и Mo.

     Наибольшие величины SDNN характерны для магаданских юношей, а наименьшие – сусуманских, при этом у последних данное снижение практически достигло нижней границы физиологической нормы. Известно, что величина SDNN в 50 мс и ниже является неблагоприятным признаком функционирования сердечно-сосудистой системы и проявляется риском развития кардиоваскулярных заболеваний. Это обусловлено значительным напряжением регуляторных систем, когда в процесс регуляции включаются высшие уровни управления, что ведет к почти полному подавлению активности автономного контура. Данное обстоятельство подтверждается тем, что влияние автономного контура во многом определяется активностью синусового узла, на что указывают значения показателя Mean, который у юношей г. Сусумана достоверно меньше на 43 мс.

     Общая мощность спектра (TP), которая характеризует суммарный уровень активности регуляторных систем организма, достоверно выше у юношей г. Магадана. Больший вклад в динамику сердечного ритма у юношей обеих групп представлен LF% и HF% колебаниями, составляющие около 80% суммарной мощности, а относительно меньший вклад в суммарную мощность представлен VLF% волнами. При этом, у юношей, проживающих в континентальной зоне Магаданской области статистически значимо выше величины показателей, характеризующих активность вазомоторного центра, или медленных волн первого порядка – LF (%), а у юношей приморской зоны проживания - мощность дыхательных волн HF (%) в спектре колебаний, выходящих за пределы допустимых.

     Таким образом, проведенные нами исследования сравнительного анализа вариабельности сердечного ритма у юношей, проживающих в различных природно-климатических зонах Магаданской области, выявили снижение общей вариабельности ритма сердца у юношей, проживающих в континентальной части Магаданской области, что свидетельствует об усилении симпатических влияний на сердечный ритм у юношей этой группы и повышенной нагрузке на вазомоторный центр (по значениям LF (%)), которая, по мнению Т.Е. Батоцыреновой, впоследствии может реализоваться в формировании какого-либо патологического процесса, связанного с нарушением регуляции сердечно - сосудистой системы (Вдовенко С.И., Максимов А.Л. Функциональные особенности внешнего дыхания юношей - жителей различных климато-географических зон Магаданской области // Вестник СВНЦ ДВО РАН. 2011. № 4 (28). С. 14-18; Суханова И.В. Сезонная динамика морфофункциональных показателей юношей, проживающих в приморской зоне Магаданской области // Вестник СВНЦ ДВО РАН. 2011. № 4 (28). С. 19-23; Максимов А.Л., Лоскутова А.Н. Особенности структуры кардиоритма у нормотоников аборигенов и европеоидов, постоянных жителей прибрежной зоны Магаданской области // Экология человека, 2011. № 6. С. 11-16).