Авторы: Апанасенко Г. Л.

Здоровье и болезнь — основные категории научного познания в медицине. Общепризнано, что указанные категории носят характер медико-социальных, т.е. здоровье и болезнь — это социально-детерминированные состояния личности. В то же время они имеют ярко выраженную медико-биологическую основу. Все свои потребности человек реализует через функционирование физиологических систем и ничто социальное не реализуется без биологического субстрата. Иными словами: биологический субстрат — реализатор социальной сущности человека (В.П. Петленко, 1982).

Когда мы говорим о болезни, то четко себе представляем, что речь идет, прежде всего, о патологическом процессе, опосредованном через сознание индивида в его социальный статус. Больной человек теряет активную самостоятельность в реализации своей жизненной установки, оптимальную связь со средой и окружающим его социумом. Именно по этой причине — ухудшению социального статуса больного человека — проблема болезни всегда обладала определенным приоритетом в усилиях теоретической и практической медицины и далеко опередила учение о здоровье.

Однако исторический опыт показал, что разработка одного лишь учения о болезни не может решить проблему достижения высоких показателей здоровья населения.

Если категория «болезнь» носит вполне конкретный, осязаемый характер (характер патологического процесса, стадия его развития, распространенность, проявления и т.п.), то этого никак нельзя сказать о категории «здоровье». «Здоровье» ещё до недавнего времени рассматривалось как некая абстрактно-логическая категория, которая может быть описана различными модельными характеристиками. Наиболее распространенная модель характеристики здоровья до сего времени в практической медицине основана на альтернативе «здоров — болен». Если при обследовании пациента врач не находит признаков патологического процесса (показатели функций в «норме»), он ставит диагноз «здоров». Обоснованность такого заключения весьма сомнительна. И не только потому, что пациент может попасть к врачу тогда, когда патологический процесс еще никак не манифестируется (к примеру, начальные стадии атеросклеротического процесса или злокачественного новообразования). Речь идет также и о том, что при таком подходе невозможно дать ближайший и отдаленный прогноз состояния индивида, нет информации о «степенях свободы» его социальной активности. В самом деле, один и тот же человек, у которого показатели всех функций в пределах «нормы», может реализовать себя как бухгалтер, инженер-программист, врач и пр., но он не пригоден к выполнению профессиональных обязанностей летчика, водолаза, горноспасателя и т.п. по причине низких для этих областей деятельности резервов здоровья.

Таким образом, характеристика здоровья на принципах нормологии реализована быть не может. Дело заключается еще и в том, что «физиологическая норма» как «функциональный оптимум» (наиболее распространенное определение «нормы»), еще не есть объективное отражение процессов здоровья. В самом деле, состояние утомления характеризуется нарушением оптимизации, развитием деэкономизации и дискоординации функций организма, выходом отдельных показателей далеко за пределы «физиологической нормы». Например, Ph крови у высококвалифицированных спортсменов сразу после физической нагрузки анаэробного характера достигает 6,9-7,0 вследствие накопления недоокисленных продуктов обмена. Однако в этом случае нет никаких оснований говорить об «аномалии». Можно даже утверждать, что выход отдельных показателей функций организма под влиянием различных воздействий за пределы «нормы» является одним из условий существования самой нормы (тренировка механизмов гомеостаза).

Принципы нормологии не могут быть использованы в качестве модели еще и потому, что сейчас мы уже можем говорить о различных уровнях здоровья здорового человека. Говорить же о том, что один индивид «нормальнее» другого — абсурд.

Издавна считалось, что здоровье — предмет исследования гигиены, хотя ни в одном руководстве по гигиене нет чётких утверждений о том, что гигиена занимается исследованием индивидуального здоровья. Но и сейчас гигиенисты утверждают, что никакая другая наука не имеет права «посягать» на этот «предмет». В то же время категория «здоровье» настолько многогранна, что и сейчас, несомненно, существуют ее аспекты, которые еще не затронуты (и не поставлены!) современной наукой, например, индивидуальное здоровье человека, которое индивидуально корректируется врачом.

Так что же изучает гигиена? Ф.Эстерлен в своем руководстве по гигиене, вышедшем в начале 50-х годов XIX в., вполне определенно говорит, что «...гигиена как наука изучает внешние и внутренние условия, влияющие на человеческое здоровье». Классик отечественной гигиены Ф.Ф. Эрисман по этому поводу писал более пространно, но также однозначно: «…для физиолога объектом исследования служит человек сам по себе; гигиенист же имеет всегда в виду лишь человека, поставленного в известные условия, от которых он может болеть или умирать». И далее он продолжает: «Она (гигиена — Г.А.) неуклонно преследует задачу, ей одной свойственную, — изучение тех явлений природы или факторов социальной жизни, которые так или иначе способствуют нарушению физиологических, т.е. нормальных отправлений человеческого организма, и влияют на заболеваемость и смертность».

Таким образом, предмет исследования гигиены — связь изучаемых явлений или факторов среды со здоровьем человека. Основной инструмент, используемый для этого на заре гигиены, — статистика, которая, по мнению Ф.Ф. Эрисмана, имеет для гигиены «…характер диагностического средства и ей следует приписать такое же значение, какое для частной патологии и терапии имеет постукивание, выслушивание и вообще объективное исследование больного». В силу характера используемого метода исследования гигиена все больше уходит от «индивидуальной» профилактики и сосредоточивает свое внимание на вопросах общественного здравоохранения.

Если быть точным, предметом исследования гигиены является установление взаимосвязей между здоровьем людей и окружающей средой. Сущность здоровья, его диагностику и проявления гигиена не изучает. Она использует принятые в клинической медицине методы оценки индивидуального здоровья и свои, оригинальные, методы характеристики здоровья популяций.

Метод современной гигиены — «гигиеническая диагностика», которая начинается, как правило, с изучения состояния среды обитания (учтем: среда прежде, чем человек! — Г.А.), затем состояния здоровья человека (популяций), установления связи здоровья с состоянием среды и заканчивается мероприятиями первичной профилактики, то есть мероприятиями по коррекции окружающей среды. Что же касается самого человека, то пока реалии демонстрируют ситуацию, когда врач-гигиенист «...не умеет и не желает работать с человеком» (Н.Ф. Кошелев). Здоровье же характеризуется по заболеваемости.

Гигиена, как и всякая другая наука, развивается, откликаясь на запросы реальности, и с конца 1980-х делает попытку повернуться лицом к отдельному человеку: в ней формируется проблема «гигиенической донозологической диагностики» (Н.Ф. Кошелев и соавт.). Но пока реальных достижений в этой области гигиена не добилась. Таким образом, в гигиене по-прежнему среднестатистические подходы («статистическая норма») остаются главными в характеристике индивидуального здоровья.

В отличие от врача-гигиениста врач-санолог делает акцент на работе с конкретным человеком, а не со средой. При этом термин «здоровье» используется как для определения динамического состояния, позволяющего осуществлять наибольшее количество видоспецифических (биологических и социальных) функций, так и механизмов, поддерживающих это состояние (процессы здоровья). Именно эти механизмы являются мерой способности индивида сохранить оптимум жизнедеятельности даже в неадекватных условиях среды. Таким образом, не в соотношении патологии и нормы следует искать оценочные критерии здоровья, а в способности индивида осуществлять свои биологические и социальные функции.

Н.М. Амосов ввёл понятие «количество здоровья». По Н.М. Амосову здоровье — максимальная производительность органов и систем при сохранении качественных пределов их функций. Основываясь на этом определении, можно говорить о количественных критериях здоровья.

При рассмотрении категорий «здоровье» и «болезнь» следует учитывать положение, высказанное одним из основателей отечественной патофизиологии В.В. Подвысоцким. Он утверждал, что абсолютная болезнь и абсолютное здоровье немыслимы, между ними существует бесконечное множество форм связей и взаимных переходов. Эту же мысль подтвердил А.А. Богомолец, еще в 1930-е годы сформулировавший положение о единстве нормы и патологии, в котором «первая включает в себя вторую как свое противоречие». Используя грубую аналогию, можно представить соотношение процессов здоровья (саногенез) и болезни (патогенез) как систему сообщающихся сосудов: чем выше уровень здоровья, тем меньше возможность развития и манифестации патологического процесса, и наоборот: развитие и проявление патологического процесса возможны лишь тогда, когда сказывается недостаточность резервов здоровья вследствие их ослабления или достаточно большой мощности действующего фактора (факторов).

На рис. 1 схематически изображены взаимоотношения процессов здоровья (I) и болезни (II), а также медико-социальные состояния (1–3), определяемые этими взаимоотношениями. При высоких резервах механизмов здоровья и при наличии иногда даже очень выраженных изменений со стороны органов и систем (к примеру, хорошо известны имена выдающихся спортсменов с пороком сердца) сохраняется состояние, которое мы называем здоровьем, т.е. у индивида отсутствуют ограничения в реализации им биологических и социальных функций. При снижении резервов здоровья даже в обычных условиях жизнедеятельности может формироваться патологический процесс с ограничением социальных «степеней свободы».

Практика показывает, что в последние десятилетия трудно встретить человека без всяких признаков патологического процесса. Следовательно, альтернативная оценка «здоров» или «болен» — неправомерна: необходимо установить, насколько здоров (уровень здоровья) и насколько болен индивид. Именно от взаимоотношения процессов здоровья и болезни зависит прогноз состояния конкретного индивида — выздоровление, переход заболевания в хроническую форму, смерть.

Сущность здоровья

Поставив в центр своих научных интересов индивидуальное здоровье, санология сумела конкретизировать это понятие, избавившись от категорий, не имеющих прямого отношения к его сути (счастье, любовь, красота и т. п). В то же время авторы различных дефиниций здоровья (а их более 150) используют множество критериев, характеризующих, с их точки зрения, сущность здоровья. Это и «благополучие» (ВОЗ, 1947, 1998), и «оптимальное функционирование организма» (Г.И. Царегородцев, 1973), «полнокровное существование человека» (И.Н. Смирнов, 1985), «равновесие между индивидом и окружающей средой» (Weber, 1982) и мн. др. По П.И. Калью (1988), наиболее часто встречаются шесть признаков, лежащих в основе дефиниций здоровья.

  1. Отсутствие болезни — наиболее распространённая точка зрения (БСЭ, БМЭ, Butterworths medical dictionary, 1978).
  2. «Нормальная» функция организма на всех уровнях его организации, «нормальное» течение типичных физиологических и биохимических процессов, способствующих индивидуальному выживанию и воспроизводству. «Нормальность» при этом имеет статистический характер.
  3. Способность к выполнению основных социальных функций.
  4. Благополучие (wellnes, англ.) — физическое, душевное, социальное (ВОЗ).
  5. «Динамическое равновесие» организма, его функций и факторов окружающей среды (Weber; 1982; Noack, 1987 и др.). Чем устойчивее баланс «функции организма — факторы среды», тем здоровье крепче.
  6. Способность приспосабливаться к постоянно меняющимся условиям существования в окружающей среде, то есть, собственно, адаптация. Это также чрезвычайно распространённая точка зрения, нашедшая отражение во многих работах как отечественных, так и зарубежных авторов.

В последние годы усилиями В.А. Лищука и Е.В. Мостковой (1994) разрабатывается ещё одна модель здоровья, носящая, как нам представляется, несколько одиозный характер. «Здоровье — это Ваша воля к жизни, ваше умение жить, — утверждают эти авторы. — С этой точки зрения мы должны определять здоровье как способность: способность к самосохранению, саморазвитию и самоусовершенствованию». Если бы авторы имели в виду медико-биологические аспекты этой способности, то их позиция не вызывала бы принципиальных возражений, ибо, по сути, указанная способность — результат реализации главного свойства живого — способности к самоорганизации (Г.Л. Апанасенко, 1992). Однако наряду со способностью «…противостоять внешним и внутренним возмущениям, болезням, повреждению, старению и другим формам деградации» авторы включают в категорию индивидуального здоровья также и способность «…создавать, поддерживать и сохранять культурные, духовные и материальные ценности; созидать адекватное самосознание, этико-эстетическое отношение к себе, ближним, человеку, человечеству и вообще к добру и злу» (с. 15).

Очевидно отсутствие единой точки зрения на проблему сущности индивидуального здоровья. И напомним ещё раз красноречивое высказывание Р. Долла (1978): «…несмотря на многие попытки измерить здоровье, не было предложено ни одной шкалы, которая имела бы в этом плане практическую ценность, и критерии положительного здоровья остаются такой же иллюзией, как измерение счастья, красоты и любви». Таким образом, конкретизация сущности индивидуального здоровья — основная методологическая проблема учения о здоровье.

Рассмотрим ее подробнее.

В основе здоровья индивида лежит феномен жизни, или жизнеспособность (Г.Л.Апанасенко, 1992), обеспечиваемая типовыми специализированными структурами. Деятельность этих структур реализуется постоянной циркуляцией потоков пластических веществ, энергии и информации внутри системы, а также между ней и окружающей средой. Именно они — эти потоки — определяют наличие феномена жизни. Эти потоки, а также особенности возмущающих воздействий на систему поддаются научному анализу, что дает возможность характеризовать данную систему, степень ее устойчивости (совершенства) в целом. Эта характеристика и является предпосылкой для оценки количества, уровня здоровья.

Говоря о человеке как о высшей форме реализации феномена жизни, следует помнить о его способности познавать и преломлять через себя картину окружающего его мира, ощущать свое место среди себе подобных и самовыражаться через социальную активность. Психика и высшие уровни организации человека — духовность — могут выступать в качестве стимулятора либо тормоза биологического субстрата (в зависимости от конкретных условий жизнедеятельности). Оценивая состояние биологического субстрата, мы, тем самым, косвенно оцениваем и более высокие уровни организации человека.

Биологическая сущность здоровья вытекает из основного свойства живых систем — способности их к самоорганизации: саморегулированию, самовосстановлению, самообновлению, а также саморазвитию и самовоспроизведению. Она может быть описана различными сторонами процесса самоорганизации биосистемы — реакциями гомеостаза, адаптации, реактивности, резистентности, репарации, регенерации, биоритмами и т.д., а также процессом онтогенеза. Каждая из этих реакций, интегрируясь с другими, имеет характер процесса, определяющего состояние биосистемы. Таким образом, здоровье — это состояние, обусловленное множеством взаимосвязанных процессов.

В то же время здоровье — категория не только медико-биологическая, но и социальная. Выполнение индивидом своих биологических и социальных функций можно трактовать как проявления здоровья. Чем выше способность индивида реализовать свои биологические и социальные функции, тем выше уровень его здоровья. На способность проявить свое здоровье — иными словами, реализовать свои биологические и социальные функции — оказывают мощное влияние психические (душевные) и духовные качества человека.

От соответствия жизненных установок, притязаний индивида и проявлений здоровья формируется та или иная степень благополучия — физического, душевного и социального. Ощущение благополучия лежит в основе качества жизни индивида.

Переходные состояния

Между состояниями здоровья и болезни выделяют переходное — так называемое «третье состояние», которое характеризуется «неполным» здоровьем. Из субъективных проявлений этого состояния можно отметить периодически повторяющиеся недомогания, повышенную утомляемость, некоторое снижение качественных и количественных показателей работоспособности, одышку при умеренной физической нагрузке, неприятные ощущения в области сердца, склонность к запорам, боли в спине, повышенную нервно-эмоциональную возбудимость и т. п. Объективно могут быть зарегистрированы тенденция к тахикардии, неустойчивый уровень АД, склонность к гипогликемии или извращению кривой сахарной нагрузки, похолодание конечностей и т.п. Таким образом, речь идет об отклонениях в состоянии здоровья, которые еще не укладываются в конкретную нозологическую модель (И.И. Брехман, 1987).

Рассматривая более детально «третье состояние», следует указать, что оно неоднородно и включает, в свою очередь, два состояния: первое — предболезнь, и второе, характер которого определяется неманифестированным патологическим процессом (рис. 2).

Основной признак предболезни — возможность саморазвития патологического процесса без изменения силы действующего фактора вследствие снижения резервов здоровья. Границей перехода от состояния здоровья к состоянию предболезни признается тот уровень здоровья, который не может компенсировать происходящие в организме под влиянием негативных факторов изменения и, вследствие этого, формируется тенденция к саморазвитию процесса. Совершенно очевидно, что для лиц, находящихся в различных условиях существования, этот («безопасный») уровень здоровья может существенно отличаться: летчику и шахтеру необходимы большие резервы здоровья, чем бухгалтеру, чтобы сохранить необходимый оптимум «степеней свободы».

Рис. 2. Состояния, определяемые уровнем здоровья. По вертикали — уровень здоровья (жизнеспособности), по горизонтали — состояния: здоровье (1), «третье состояние» (2 — предболезнь + неманифестированный патологический процесс (3)), болезнь (4).

Началом болезни принято считать появление признаков манифестации патологического процесса, т.е. момент наступления снижения или утраты способности к выполнению функций. Таким образом, границы «третьего состояния» очерчены довольно четко. Что же касается возможности определить границу между предболезнью и началом неманифестированного патологического процесса, то на сегодняшний день эта проблема неразрешима. Именно здесь могла бы сыграть ведущую роль нормология (учение о норме), однако показатели «нормы» настолько индивидуальны, что вынести суждение о «нормальности» функций у конкретного индивида невозможно. Например, различия в биохимических показателях (содержание в плазме крови железа, меди, цинка, креатинина и пр.) достигают десяти, а иногда и сотни раз (Р. Уильямс). У 5% здоровых людей регистрируется уровень АД ниже 100/60 мм рт. ст., однако нет отклонений ни в самочувствии, ни в работоспособности (так называемая «физиологическая гипотония», Н.С. Молчанов). Именно поэтому в практической деятельности врача-санолога следует использовать категорию «третьего состояния», и только в том случае, если есть возможность подтвердить или отвергнуть наличие неманифестированного патологического процесса, можно говорить о предболезни или следующей за ней стадии развития процесса.

Классификация диагностических моделей

Диагностика — раздел медицины, изучающий принципы и методы 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, устанавливая 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 состоянии 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 здоровья и с некоторымипризнаками 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.

Рассматриваются три типа диагностических моделей:

А. Нозологическая диагностика

Б. Донозологическая диагностика

В. 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 главенствовать будет 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 (Р.М. Баевский, 1979): нормальные адаптационные реакции, напряжение механизмов адаптации (кратковременная или неустойчивая адаптация), перенапряжение механизмов адаптации и их срыв («поломка»).

В качестве фундаментального звена долговременной адаптации организма к внешней среде выступает активация образования митохондрий вследствие дефицита макроэргов и увеличение мощности системы окислительного ресинтеза АТФ на единицу массы клетки (Ф.З. Меерсон, 1993). 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 (Баевский, 1979). Его использование облегчается, если применять разработанные компьютерные программы.

Достоинства указанного диагностического подхода заключаются 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. 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 пневмонии), будет определяться стадия удовлетворительной адаптации, хотя уровень здоровья у него будет достаточно низким.

Указанных недостатков лишена группа методов диагностики здоровья по прямым показателям.

Диагностика здоровья по прямым показателям

Совершенно очевидно, что в качестве показателей, количественно характеризующих уровень индивидуального здоровья, могут использоваться только те, которые связаны с его сущностными характеристиками. К ним относятся показатели, в той или иной степени отражающие деятельность механизмов самоорганизации живой системы — адаптации (Р.М. Баевский, 1979; О.Г. Сорокин с соавт., 1996 и др.), гомеостаза (Ю.В. Мазурин с соавт., 1991; О.П. Минцер, 1993 и др.), реактивности (Л.Х. Гаркави с соавт., 1990) и т. д. В качестве показателей уровня здоровья предпочтительнее использовать характеристики проявлений здоровья, так как они отражают взаимодействие многих механизмов самоорганизации живой системы — жизнеспособности, эффективности выполнения социальной функции (Г.Л. Апанасенко, 2000).

К сожалению, предлагая новые методы диагностики здоровья, некоторые авторы не указывают на их связь с сущностными его характеристиками или неверно трактуют эти связи. Иллюстрацией неверной трактовки реализуемых в практике оценки уровня здоровья закономерностей в самоорганизации биосистемы является тест МКК (мышечно-кардиальной корреляции), предложенный Е.Г. Булич и И.В. Муравовым (1997). Суть его заключается в определении коэффициентов линейной корреляции между показателями некоторых функций. Чем выше эти коэффициенты, тем больше выражена, по мнению авторов, интеграция функций, тем уровень здоровья выше. На самом деле — все наоборот. Молодость и здоровье, вопреки ортодоксальным представлениям, характеризуются нерегулярностью и непредсказуемостью ритма физиологических функций (это может быть замечено только при высокой разрешающей возможности регистрирующей аппаратуры; Э. Голдбергер с соавт., 1990). Чем выше коэффициенты корреляции между показателями различных функций, тем больше напряжение в системе, тем меньше «степеней выбора» для нее при постоянно меняющихся условиях существования особи. Показано, например, что ухудшение условий производства, появление сложных элементов в производственном процессе приводят к возрастанию и упрочению корреляционных связей между показателями функций работающих (К.В. Судаков, ред., 1990). У спортсменов, по данным авторов теста МКК, показатели ниже, чем у молодых здоровых людей, а случаев «отклонений» в состоянии здоровья (выход показателей функций за пределы «нормы») — больше. В то же время хорошо известно, что резервы функций спортсмена, его устойчивость к экстремальным воздействиям на порядок выше, чем у здоровых людей, не занимающихся спортом.

К настоящему времени наиболее распространены две модели диагностики уровня здоровья по прямым показателям: определение биологического возраста и оценка энергопотенциала (резервов биоэнергетики) на организменном уровне. Обе они характеризуют биологическую функцию выживания — одно из основных проявлений здоровья. Без поддержания этой функции остальные проявления здоровья невозможны.

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.

Методика определения биологического возраста изложена во многих руководствах (В.П. Войтенко, 1991 и др.).

Диагностика уровня здоровья по резервам биоэнергетики

Как уже указывалось, здоровье во многом ещё абстрактно-логическая категория, которая может быть описана различными моделями. Если попытаться определить сущность здоровья, то наиболее удачным отражением этой сущности будет понятие «жизнеспособность», обеспечиваемая процессами самоорганизации биосистемы. 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 социальных функций в этих условиях. Попытаемся найти эти критерии жизнеспособности и рассмотрим с этой целью проблему прогрессивного развития в биологии.

Естествознание XIX века по праву гордилось двумя крупнейшими достижениями: разработкой концепции эволюции в науках о живой природе и концепцией энергии в развитии физики. Поиск внутренней связи между этими концепциями был предметом многих исследований. К. А. Тимирязев в 1912 г. подчеркивал, что вопрос о космической роли растений является пограничной областью между двумя великими обобщениями прошлого века — учением о рассеянии энергии и учением о борьбе за существование. Попытки найти простые формальные связи и вывести на их основе энергетические принципы развития жизни оказались в то время практически безрезультатными. Более того, непосредственное приложение термодинамических законов к анализу явлений жизни привело к прямому противоречию: эволюция (развитие) живых систем происходит в направлении, противоположном указываемому Вторым началом термодинамики, т.е. вместо деградации системы (накопления энтропии) и потери энергии происходит повышение степени организации системы. Следовательно, согласно представлениям классической термодинамики, жизни как устойчивого явления не должно существовать. Потребовалось развить новую область термодинамики — неравновесную термодинамику (И. Пригожин), на основе которой оказалось возможным ввести термодинамические критерии эволюции открытых систем. В применении к живым системам, открытость которых является одним из важнейших свойств, эти критерии определяют устойчивость «неравновесного» (по Э. Бауэру) состояния.

Физики назвали энергию «царицей мира», а энтропию — ее тенью. Понятие энтропии имеет двойственную природу. С одной стороны, энтропия характеризует рассеиваемое системой тепло, а с другой — является мерой упорядоченности системы. Чем больше энтропия, тем менее упорядочена система. В теоретической биологии, которая утверждает возрастание упорядоченности структур в процессе эволюции, еще до недавнего времени больше внимания уделялось энтропии, а не энергии. «Царица мира» — энергия — оказалась в тени своей собственной «тени» — энтропии. Много говорилось об отрицательной «упорядочивающей энтропии» (негэнтропии), присущей живым организмам. Даже солнечный свет предпочитали рассматривать как мощный источник отрицательной «энтропии», а не как поток энергии (Шредингер, 1972). А между тем, для существования любого устойчивого состояния открытой системы необходим приток свободной энергии извне, а не поток отрицательной энергии (негэнтропии) в систему. По словам крупного эволюциониста Э. Майра (1981), «биологическая эволюция — это результат особых процессов, вторгающихся в особые системы, а «органическая эволюция» отличается от эволюции Вселенной и от других процессов, с которыми имеют дело физики». И совершенно очевидно, что не таинственное стремление к самоусовершенствованию, не особое свойство биологических структур, «не могущих жить без метаболизма», а постоянная «накачка» потоком свободной энергии — это основа эволюционного процесса. Роль «царицы мира» — энергии при таком подходе начинает проявляться по-настоящему, а ее «тень» — энтропия — своим ростом только демонстрирует изменение потока свободной энергии. К тому же для неравновесных систем энтропию очень трудно определить, тогда как энергия гораздо легче поддаётся количественным измерениям.

По основам методологии все современные концепции развития живого можно отнести к трем основным типам: субстратные, энергетические и информационные. Разработка общей теории жизни должна естественным образом опираться на все три концепции, ибо «информация — энергия — субстрат» составляют её триединую систему. Но исторически сложилось так, что первой стала развиваться субстратная концепция (Ламарк), 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 в связи с достижением квантовой физики, а также развитием 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 жизни: экстенсивного и интенсивного развития. Первое связано с увеличением захвата энергии биосистемами, а второе — с повышением эффективности ее использования, причем более существенную роль в эволюции живых систем играют процессы, направленные на повышение эффективности использования энергии. В частности, повышение дыхательной функции является одним из главных эволюционных направлений. Конкретизация этого положения привела к идее, согласно которой прогрессивная эволюция живого мира связана с усилением интенсивности дыхания, иными словами — внутриклеточного энергообразования (А.И. Зотин, 1980).

Установлено, что интенсивность дыхания (иными словами — эффективность энергообразования) возрастает от простейших к млекопитающим и птицам в животном мире 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 с все более высоким уровнем интенсивности дыхания (рис.3). 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. И очевидно, что это связано с совершенствованием функции аппарата митохондрий. Физический 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, за счёт совершенствования функции митохондрий — это и есть итоговая мера прогресса.

Наиболее полное представление о жизни как процессе пополнения энергии и о воздействии 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».

Рис. 3. Изменения интенсивности внутриклеточного энергообразования в процессе эволюции живого. Обозначения: по горизонтали — продолжительность эволюционного процесса (млн лет); по вертикали — удельная (на 1 г массы тела условного организма) эффективность энергообразования («а»; мВт).

«Вещество биосферы состоит из двух состояний, материально-энергетически различных — живого и косного. Живое вещество, хотя в биосфере материально ничтожно, энергетически оно выступает в ней на первое место» (Философские мысли натуралиста. М., Наука. 1988. С. 172).

Положение об источниках и характере энергии, обеспечивающих функционирование живых систем, о применимости к ним второго начала термодинамики высказаны Э.С. Бауэром. Им сформулирован принцип «устойчивого неравновесия»; именно непрерывное неравновесие — кардинальное отличие живого от неживого. Исходя из этой посылки, Э.С. Бауэр сформулировал основной закон биологии: «Все и только живые системы никогда не бывают в равновесии и исполняют за счет своей свободной энергии постоянно работу против равновесия, требуемого законами физики и химии...» (Э. Бауэр. Теоретическая биология. М.-Л.,1936. С. 43.).

Неживые системы иногда также обнаруживают признаки неравновесного состояния. Однако если в неживых системах причиной их неравновесия является влияние внешней среды, то в системах живых такая причина заключена в самом организме, в его внутренней энергии. Это не значит, что живая система не нуждается в энергии извне. Но внешняя энергия, поступающая, например, с пищей, трансформируется в специфическую энергию химических соединений, аккумулируется и способна производить работу, обеспечивая неравновесное состояние, иными словами — жизнеспособность. Эта специфическая энергия, присущая только живым системам, представляет собой энергию фосфатных связей. Таким образом, способность накапливать энергию в макроэргических связях является универсальной функцией всего организма в целом. Именно эта функция обеспечивает неравновесное состояние биосистемы — жизнь, а ее количественная характеристика может служить основой для оценки совершенства и жизнеспособности конкретного организма.

Итак, основное условие существования всего живого на Земле — возможность поглощать энергию из внешней 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 внутриклеточной и 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 желудочно-кишечном тракте (мобилизация белков в целях глюконеогеноза) — представляют собой звенья срочной адаптационной реакции, направленной на мобилизацию энергетического потенциала.

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 фосфорилирования 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. При расщеплении одной грамм-молекулы (180 г) с образованием молочной кислоты выделяется 56 ккал. Поскольку при образовании грамм-молекулы АТФ связывается около 10 ккал, эффективность процесса «улавливания» энергии при гликолизе равна около 36% (20 ккал из 56). Эти 20 ккал, превращенные в энергию фосфатных связей АТФ, составляют лишь ничтожную часть (около 3%) всей энергии, заключенной в грамм-молекуле глюкозы (690 ккал).

Процессы аэробного использования углеводов энергетически значительно более эффективны. При расщеплении молекулы лактата до СО2 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 380 из 690 ккал, 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 жиры, энергетическая ценность которых вдвое больше. При гликолизе, когда 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, что, в свою очередь, свидетельствует об эффективности деятельности аппарата митохондрий. 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) проводится 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 12-минутный) 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, которое пробегает испытуемый за 12 минут (корреляция между показанным результатом и МПК составляет 0,897; Таблица 2.1).

Таблица 2.1. Корреляция между результатами двенадцатиминутного теста и величиной максимального потребления кислорода (по К. Куперу, 1972).

Дистанция, преодолённая
за 12 мин, км

Максимальное потребление кислорода, мл/(мин*кг)

Менее 1,6

Менее 25,0

1,6-2,0

25,0-33,7

2,01-2,4

33,8-42,5

2,41-2,8

42,6-51,5

Более 2,8

51,6 и более

Рис. 4.

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 МЕТ* для женщин и 10 МЕТ* для мужчин (рис. 4). Информативными могут оказаться и другие показатели, свидетельствующие об уровне толерантности к физической нагрузке.

Вместе с тем использование проб с физической нагрузкой «до отказа» не может быть рекомендовано для широкого применения, 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 отмечаются системные реакции в виде расширения и экономизации функций, т.е. закономерное снижение индекса Робинсона («двойного произведения») в покое, времени восстановления ЧСС после дозированной физической нагрузки; одновременно увеличивается «силовой» и «жизненный» индексы и т.д.

Это позволило создать формализованную систему оценки уровня соматического здоровья (табл. 2.2), 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 (коэффициент корреляции между удельными показателями МПК и суммой баллов составляет 0,806).

Таблица 2.2. Показатели, используемые для экспресс-оценки уровня соматического здоровья

  • Индекс массы тела: Масса, кг/рост, м2
  • Жизненный индекс: ЖЕЛ, мл/масса, кг
  • Силовой индекс: Динамометрия, кг/масса, кг (%)
  • Двойное произведение: ЧССхАД сист./100
  • Время восстановления ЧСС после 20 приседаний за 30 сек.

    Все показатели ранжированы. Каждому рангу присвоена балльная оценка. Выделяется 5 уровней здоровья:
  • низкий,
  • ниже среднего,
  • средний,
  • выше среднего,
  • высокий

Таким образом, оценивается лишь одно из проявлений здоровья — биологическая функция выживания. Однако следует полагать, что уровень соматического здоровья — это результирующая взаимодействия всех уровней иерархии в организации человека — духовного, душевного и физического. Ибо отклонения в духовности («для чего я пришел в этот мир?») или психической сфере (психосоматические корреляции) всегда скажутся на состоянии сомы.

Достоинства представленной диагностической системы — доступность для среднего медперсонала, малая трудоёмкость (10–12 минут на одного пациента), отсутствие необходимости в сложном оборудовании — являются основанием для её использования при массовых обследованиях населения. Результаты этих обследований позволили выделить 5 уровней здоровья, которые характеризуются различной степенью распространенности факторов риска и латентных форм хронических соматических заболеваний, возможностью смерти от них в ближайшие 8–10 лет.

Информативность уровня соматического здоровья, определяемого по резервам биоэнергетики

Сумма баллов, которой характеризуется уровень соматического здоровья индивида, информативна в отношении многих клинико-физиологических показателей, используемых в практике здравоохранения. По мере повышения уровня соматического здоровья, характеризуемого суммой баллов, увеличивается достигнутая мощность велоэргометрической нагрузки, прирост частоты сердечных сокращений на пороговой мощности и пр. (табл. 2.3).

Таблица 2.3. Клинико-физиологическая характеристика уровней соматического здоровья (мужчины).

Показатели

Уровень соматического здоровья

I

II

III

IV

V

1

Достигнутая мощность велоэргометрической нагрузки, вт\кг

1.04+ 0,06

1.26 + 0,13

1,88+ 0,11

2,82+ 0,08

3,58+ 0,11

2

Прирост частоты пульса на пороговой мощности нагрузки, в % от исходной

38,9+ 1,2

46,6+ 1,5

68,3+ 2,3

97,5+1,9

151,0+7,8

3

Потребление кислорода на пороге толерантности нагрузки, мл\кг\мин

16 + 7

23 + 8

29 + 4

41 + 3

62 + 6

4

Гиперхолестеринемия, в % от числа вошедших в группу

22,0

10,2

3,4

0

0

5

Гипертриглицеридемия, в % от числа вошедших в группу

19,0

8,8

0,5

0,5

0,5

6

Гипо-а-холестеринемия, в % от числа вошедших в группу

27,8

15,1

2,4

0,5

0,5

7

Индекс атерогенности >4,0; % от числа вошедших в группу

9,8

5,4

2,4

0

0

8

Выявление хронического соматического заболевания при амбулаторном осмотре; % от числа вошедших в группу

80-100

60-79

20-40

0-5

0-5

9

Доля позитивных реакций при велоэргометрии (%%)

60

40

6

0

0

Отмечается также связь этого уровня с титром R-белка в сыворотке крови (3), выраженностью и распространенностью эндогенных факторов риска ИБС и др. Кроме того, имеется совершенно четкая зависимость между уровнем соматического здоровья и состоянием здоровья, определяемым обычными методами: чем ниже уровень соматического здоровья индивида (энергопотенциал биосистемы), тем вероятнее развитие хронического соматического заболевания и его манифестация.

В качестве примера приводится частота выявления ХНИЗ по результатам амбулаторного осмотра рабочих предприятий г. Киева (рис. 5, n>2000).

Рис. 5

О «безопасном» уровне здоровья человека

Выше уже говорилось о том, что существует некий обусловленный эволюцией порог аэробного энергопотенциала (эффективности функции митохондрий), ниже которого увеличивается риск смерти (10 МЕТ для мужчин и 9 МЕТ для женщин). Подобный же порог, но несколько выше, обнаруживается, если регистрировать тот уровень энергообеспечения, ниже которого в обычных условиях жизнедеятельности появляются нарушения в функциях организма как системы — формируются эндогенные факторы риска и начальные формы хронического патологического процесса. Этот порог энергопотенциала, который мы назвали «безопасный уровень» соматического здоровья, может быть охарактеризован количественно. Количественная характеристика безопасного уровня здоровья может быть дана как в прямых показателях — в метаболических единицах или МПК на 1 кг массы тела, так и в косвенных: физической работоспособности, уровне развития физического качества общей выносливости, уровне здоровья (табл. 2.4).

Таблица 2.4. Количественная характеристика безопасного уровня соматического здоровья

Показатели

Пол

МПК, мл\кг\мин

ВЭМ, Вт/кг

Время преодол. дистанции

Уровень здоровья

Мужчины

40

3

3 км — 13 мин 30 с

Граница III-IV уровня

Женщины

33

2

2 км — 10 мин 30 с

То же

Используя материалы популяционных исследований максимальной аэробной способности, полученные в разные годы, можно отметить важную закономерность, касающуюся биологической природы современного человека: за последние 40–50 лет популяционный уровень максимальной аэробной способности существенно снизился и в среднем выходит за пределы «безопасной зоны» соматического здоровья (рис. 6). На представленном рисунке видно, что средний американский мужчина в 1939 г. выходил за пределы «безопасной зоны» здоровья на 6-м десятилетии жизни, а в 1968 г. уже в десятилетии 20–30 лет средний американский мужчина находился вне пределов этой зоны. Можно думать, что в этом и заключается непосредственная причина эпидемии хронических неинфекционных заболеваний, поразившей промышленно развитые страны со второй половины XX века.

Рис. 6. Динамика показателей удельных величин (на 1 кг массы тела) максимального потребления кислорода по декадам жизни в мужской популяции США с 1939 по 1968 гг. (K.L.Andersen a.o., 1978). Уровень МПК/кг массы/мин, равный 40 мл, характеризует «безопасный уровень» здоровья.

Какие же механизмы лежат в основе «безопасного уровня» здоровья?

Для того чтобы ответить на этот вопрос, необходимо вспомнить некоторые особенности энергетического метаболизма.

В качестве основного субстрата для энергообразования (накопление макроэргов) используются углеводы и жиры. Наиболее мобилизуемым и доступным субстратом являются углеводы (глюкоза крови, гликоген печени и мышц), а наиболее энергоемким — жиры. При повышении требований к организму (например, при физической нагрузке) интенсификация энергообразования проходит несколько стадий: расход запаса макроэргов — анаэробное окисление углеводов (кислородтранспортная система еще не достигла уровня функционирования в соответствии с кислородным запросом) — аэробное окисление углеводов — окисление жиров (жирных кислот).

Для аэробного окисления субстратов до воды и углекислого газа при интенсивном энергообразовании необходимы следующие условия:

  1. Достаточная плотность митохондрий в реципиентной ткани (при физической нагрузке — мышечной), которая удовлетворяет требованиям ресинтеза АТФ аэробным путем.
  2. Промежуточные продукты обмена не должны лимитировать скорость метаболических реакций в цикле Кребса.
  3. Достаточная доставка кислорода к цепи транспорта электронов в митохондриях.

Если аэробная форма утилизации субстрата лимитируется одним или несколькими из этих факторов, подключается анаэробный метаболизм, который поддерживает необходимую скорость продукции АТФ. Момент подключения механизмов анаэробной энергопродукции обозначается как порог анаэробного обмена (ПАНО). Этот порог выражается в единицах мощности работы (Вт) или же процентах потребления кислорода от максимума аэробной мощности.

Особенности стиля жизни наших современников характеризуются снижением двигательной активности — общего объёма, интенсивности, амплитуды и усилий при движениях. По данным исследований, заказанных обувными фирмами, сто лет назад средний человек проходил 75 тысяч км за свою жизнь, сейчас — не более 25.

МПК и ПАНО могут изменяться независимо друг от друга и обнаруживают большую индивидуальную вариабельность. Но при снижении МПК почти всегда снижается ПАНО. Более того, темпы падения ПАНО при физической детренированности могут превышать темп падения МПК. У лиц, не уделяющих достаточного внимания двигательной активности с оздоровительной целью, ПАНО находится на уровне 20–45% от МПК, у тренирующихся с оздоровительной целью — 55–60%, у спортсменов экстра-класса — 80–90% от максимальной окислительной мощности.

Уровень ПАНО является важнейшим показателем эффективности (экономичности) энергообразования. И это связано прежде всего с тем, что при энерготратах выше уровня ПАНО эффективное аэробное энергообразование преимущественно за счет жиров сменяется малоэффективным анаэробным энергообразованием за счет углеводов. Главный же фактор снижения эффективности энергетического метаболизма состоит в следующем: при аэробном окислении 1 молекулы глюкозы образуется 36 молекул АТФ, при анаэробном — всего 2. Таким образом, эффективность энергообразования снижается в 18 раз! При этом жиры в качестве энергетического субстрата в анаэробных процессах уже не используются. Показано (Ю. Л. Клименко, 1979), что у современных мужчин старше 40 лет через 2 минуты после начала физической нагрузки мощностью всего 20% от должных возрастно-половых значений МПК гликолитический механизм энергообеспечения мышечной деятельности не только не выключается (как следовало бы ожидать после окончания периода «врабатывания»), а наоборот, вклад его нарастает, сопровождаясь накоплением лактата и развитием ацидоза. Именно это является причиной того, что активность ферментов, обеспечивающих гликолиз, с возрастом увеличивается так же, как увеличивается и глюконеогенез (образование углеводов из аминокислот). Одновременно с возрастом (как и при физической детренированности) вследствие незначительного использования жиров в метаболизме увеличиваются размеры жировых депо, развивается липоидоз внутренних органов. В крови и в тканях повышается общее содержание липидов, изменяется концентрация и соотношение их фракций. Это относится и к холестерину, и к триглицеридам, и к жирным кислотам. Именно эти изменения в липидном обмене являются основой развития атеросклеротического процесса. Кроме того, из непредельных жирных кислот легко образуются перекиси липидов, являющиеся инициатором свободнорадикальных реакций.

В связи с малой энергетической эффективностью гликолитического фосфорилирования и усилением последнего происходит значительное расходование углеводов тканей, прежде всего — гликогена, и накопление недоокисленных продуктов обмена — молочной и пировиноградной кислот.

Все это вместе взятое приводит к гипоэргии (вследствие недостаточного ресинтеза АТФ) прежде всего в органах с высокими ее затратами. Недостаток макроэргов вызывает активацию генетического аппарата клетки, приводя к гиперплазии и гипертрофии ткани. Именно такой механизм лежит, по-видимому, в основе гипертрофических явлений в миокарде на фоне гипоэргии — начальной стадии кардиосклеротического процесса.

Аналогичный процесс наблюдается при коронарном артериосклерозе, сопровождающемся явлениями гипертрофии миокарда («коронарогенная гипоксическая гипертрофия» по Ф.З. Меерсону, 1975).

Следует указать еще на одно важное обстоятельство, нередко приводящее в замешательство кардиологов: у лиц, профессиональная деятельность которых связана с большими энергозатратами, отсутствует кардиопротекторный эффект физической нагрузки. Так, по данным Karvonen, обследовавшего несколько сотен финских лесорубов и городских жителей — мужчин, у первых более выражены как эндогенные факторы риска развития сердечно-сосудистых заболеваний (толщина жировой складки на животе, уровень гиперлипидемии и т.п.), так и последствий этого повышенного риска: у 8% обследованных лесорубов на электрокардиограмме выявлены следы перенесенного микроинфаркта против 3% у городских жителей. В основе этого, казалось бы, парадоксального факта — тот же механизм: резкое ограничение утилизации жиров при физической нагрузке выше уровня ПАНО.

Вторая патогенетическая цепочка, к появлению которой предрасполагает гипоэргия, — повышение инициированного апоптоза клеток тканей и снижение, вследствие этого, иммунореактивности организма. Апоптоз — естественный процесс, но он может стимулироваться функциональной нагрузкой, особенно если эта нагрузка превышает функциональные возможности субстрата. Степень апоптоза и, соответственно, титра противоорганных аутоантител напрямую зависит от функциональной надежности клетки, во многом определяемой резервом ее энергопотенциала.

В качестве иллюстрации приведем результаты исследования миокардиальных аутоиммунных реакций после физической нагрузки «до отказа» у тренированных и нетренированных молодых мужчин (табл. 2.5).

Таблица 2.5. Миокардиальные аутоимунные реакции до и после велоэргометрической нагрузки до «отказа» у нетренированных (n = 18) и лиц (n = 10), адаптированных к мышечной деятельности /Г.Л. Апанасенко, Д.М. Недопрядко, 1986/.

Группа обследованных

Период обследования

Средние величины показателей (Мм) аутоимунных реакций с миокардиальным антигеном

АБОК

РПК

ТГА

ТМЛ

Аутоимунные компл.

Нетренированные (ПАНО –60-80 Вт)

До нагрузки

6,521,08

2,70,41

4,90,4

2,210,1

43,24,0

После нагрузк.

9,851,25

7,50,72

16,00,4

1,380,1

84,17,7

Тренированные (ПАНО — 150-180 Вт)

До нагрузк.

3,580,70

2,60,31

4,40,41

2,110,1

42,754,2

После нагрузк.

5,271,18

3,40,31

7,21,23

1,920,1

52,756,4

Обозначения:

АБОК — антителобляшкообразующие клетки;
РПК — реакция потребления комплемента;
ТГА — торможение гемагглютинации, титры;
ТМЛ — торможение миграции лейкоцитов.

Из этих и других данных следует, что после напряженной мышечной деятельности наблюдается усиление аутоиммунных реакций всех типов, стимулированных тканевыми антигенами сердца, печени, скелетных мышц и др. Выраженность реакций зависит от мощности и эффективности процессов энергообразования: чем ниже ПАНО, тем выше проявление аутоиммунных реакций. В этих же исследованиях выявлена обратная корреляционная связь (r = 0,511–0,981) между интенсивностью кардиогенных аутоиммунных реакций и показателями иммунореактивности организма. Усиление напряженности аутоиммунных клеточных взаимодействий, медиаторных реакций иммунокомпетентных клеток, повышенное образование противоорганных аутоантител и аутоиммунных комплексов при увеличении апоптоза, вызванного гипоэргией, определяют механизмы снижения уровня иммунного ответа на чужеродные антигены — атипические клетки, эндогенную и экзогенную бактериальную инфекцию и т.п. Все это ведет к повышению риска развития злокачественных новообразований и инфекционных заболеваний. Этот риск существенно возрастает, когда уже с уровня бытовых и профессиональных нагрузок резко снижается эффективность энергообразования за счет падения уровня ПАНО.

И, наконец, третья патогенетическая цепочка частично также формируется вследствие уменьшения использования жирового субстрата в энергетическом метаболизме и накоплении его в тканях и крови, вследствие чего понижается реактивность тканей к инсулину. В то же время есть основания полагать, что заметным звеном в развитии инсулиновой резистентности является снижение чувствительности и количества инсулинзависимых рецепторов на мембране клеток-мишеней вследствие гипокинезии и гиподинамии. Очевидно, «от неупотребления» ограничивается постоянно существующая при нормальной физической нагрузке деятельность системы синтеза и распада гликогена. Доказательства этому получены при исследовании толерантности к углеводам у подводников до и после длительного похода (Г.Л. Апанасенко). Оказалось, что степень изменения кривой углеводной нагрузки у подводников больше зависит от уровня их двигательной активности в походе (шагометрия), чем от накопления жировой компоненты в составе тела. Повышение резистентности к глюкозе ведёт к целому комплексу изменений (гиперинсулинемия, артериальная гипертензия, гипертриглицеридемия, понижение концентрации липопродеидов высокой плотности в сыворотке крови, ожирение), получившему название «метаболического синдрома».

Атеросклероз, злокачественные новообразования, диабет («зловещая триада», по выражению В.М. Дильмана) — ведущие причины смерти современного человека. Эту же триаду иногда называют «нормальными болезнями» старости (В.М. Дильман). Корни развития этих состояний, как показано в данном разделе, — в снижении мощности и эффективности энергообразования, зависящего от функций митохондрий, а также в относительном исключении из энергетического метаболизма жиров. Очевиден и путь предотвращения этих состояний — систематическая физическая нагрузка на уровне аэробно-анаэробного перехода, способная повысить уровень ПАНО, или другие оздоровительные мероприятия подобного типа.

Уровень соматического здоровья и старение

По данным штаб-квартиры ООН, каждый месяц миллион жителей Земли переходит рубеж 60-летнего возраста, а свыше 100 тысяч — рубеж 80 лет. Эти показатели за 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 теплопродукции (теория Пригожина–Виам). Таким образом, с этапа 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 митохондрий в клетках и др. 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).

Таблица 2.6 демонстрирует типовую динамику уровня здоровья, определяемую по системе экспресс-оценки по десятилетним циклам. Заметно, во-первых, закономерное снижение уровня соматического здоровья с возрастом и, во-вторых, выход средней оценки уровня здоровья за пределы «безопасной зоны» (12 баллов) уже в четвертой декаде жизни. При целенаправленной аэробной тренировке индивид может находиться в «безопасной» зоне соматического здоровья до конца 6-й декады жизни (рис. 7).

Таблица 2.6. Динамика уровня здоровья по декадам жизни (в баллах).

Декады жизни

Сумма баллов, определяемая по экспресс-оценке уровня здоровья

Мужчины

Женщины

Макс

Мин

Х

Макс

Мин

Х

20-30

15

10

12,5

14

8

11,3

31-40

15

4

9,2

10

5

7,0

41-50

14

4

8,7

7

3

3,5

51-60

16

3

6,7

7

3

5,3

61-70

6

3

5,0

5

2

3,3

71-80

4

3

2,5

-

-

-

Итак, контроль над состоянием системы энергообразования позволяет прогнозировать степень и время достижения смерти («стационарного состояния»). При этом определенный уровень энергопотенциала может служить критерием адекватности адаптационных возможностей, порогом, за которым развиваются вначале эндогенные факторы риска, далее формируется патологический процесс, конкретизируется его нозологическая форма с манифестацией и осложнениями со стороны социальной активности индивида. Кроме того, в результате многолетних систематических исследований, проведенных в институте геронтологии АМН Украины (Д.Ф. Чеботарёв и соавт., 2001), установлено, что между функциональным (биологическим) возрастом и максимальным потреблением кислорода индивида существует тесная зависимость, описываемая коэффициентом корреляции у мужчин 0,840 и 0,813 у женщин. Таким образом, энергопотенциал биосистемы действительно отражает её жизнеспособность и может служить интегральным критерием биологического возраста.

Рис. 7. Максимальное потребление кислорода у мужчин среднего и старшего возраста в зависимости т уровня физической активности. Первая группа столбиков — мужчины около 50 лет, вторая — 70 лет: 1 — малоподвижные, 2 — занимались в прошлом спортом, 3 — занимающиеся аэробными упражнениями (B.Saltin, 1986). Безопасный уровень здоровья = 40 мл\кг\мин.

опубликовано 21/04/2016 15:48
обновлено 21/04/2016
Популярная медицина, Организация здравоохранения

Комментарии

Для того чтобы оставить комментарий, пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.

Скачивайте наши приложения