Автореферат и диссертация по медицине (14.00.16) на тему:Оптические свойства кожи человека как показатель функционального состояния кожного анализатора при адаптации к различным климато-географическим условиям внешней среды

РОССИЙСКАЯ мдажя МЕДИЦИИСНИХ НАУК СШ&ШЖ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ РЕГИОНАЛЬНОЙ ПАТОЛОГИИ И ПАТОЛОГИЧЕСКОЙ МОРбОЛОГКМ

Р Г Б ОД

На правах рукописи

Молчанова Лмдиияа Вячеславовна

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОХИ ЧЕЛОВЕКА КАК ПОКАЗАТЕЛЬ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ШШОГО АНАЛИЗАТОРА ПРИ АДАПТАЩЗ! К РАЗЛИЧНЫ!! НЕ:гАТО-ГКОГРА®ЧЕСга£И УСЛОВИЯМ ВИВШЕЙ СРКДЫ

14.00.15 Патологическая {зимология

Автореферат диссертации на соясяание ученой степени кандидата биологических наук

Новосибирск - 1394 г.

/

..-3

■•1 /

/

-•7

Работа выполнена в Новосибирском институте общей патологии и экологии человека СО РА1Й.

Научный руководитель: доктор медицинских наук С.В.Казначеев

Официалькые оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор С.Г.Лыкова кандидат биологических наук, А.С.Осенний

Ведущее учреждение Новосибирский медицинский институт

Защита состоится "б"' июНЯ 1994 г. в 40 часов на заседания Специализированного совета Л 001.40.01 при Институте регионшаной патологии и патологической морфологии (630117, Новосибирск, ул.Академика Тимакова, 2; тел.32-31-56).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института региональной патологии и патологической морфологии СО РАЫН.

Автореферат разослан " ИОЗ 1994 г.

Ученый секретарь Специализированного совета доктор биологическая наук

Е.Л.Лушниксва

оеддя хлрлттгпкл работы

Актуальность теми. Среди наиболее важных медико-биологических проблем в настоящее время довольно большое значение имеет проблема адаптации человека. Особенно это связано с предстоящим более широким освоением северных территорий России. а следовательно, и поиском новых методов и подходов к коррекции и сохранению здоровья мигрирующего населения. В этой связи вклад отечественных ученых в различных направлениях этой проблемы огромен /Северцев А.Я., Имальгаузен И.И.. Малиновский Л.А., Тимофеев-Ресовский Н. В,, Орбели Л.А., дло-нт А.Д., Авцин А.Л., Василевский H.H., Чернух A.M. Саркисов Д.С. и многие другие/.

Как известно, окружающая среда многофакторное понятие, и. когда поднимается вопрос об изучении механизмов развития тех или иных процессов адаптации, ошибочно рассматривать происходящие явления зависимыми только от одного даже сильно достоверного среднего фактора /температурного, электромагнитного, гравитационного и т.д./, при этом изменение состояния здоровья человека может происходить под действием как прямых так и косвенных факторов. В результате этого воздействия могут происходить быстрые и медленные /в течение нескольких лет и более/ изменения в здоровье человека. Исходя из понятия многофакторности внешней среды, необходимо отметить, что у живого организма существует не одна, а целая гамма ответных реакций как биофизических, так и биохимических, зарегистрированных и описанных в литературе.

Однако, в настоящее время, влияние на биологические объекты некоторых из средовых факторов изучены достаточно хорошо, другие только стали достоянием литературы. Одним из недостаточно исследованных экологических факторов, необходимых для существования всего живого на Земле, есть электромагнитное поле оптического диапазона частот. Бри этом остаются без ответа вопросы по поводу механизмов взаимодействия электромагнитного поля оптического диапазона частот и человека. Не решен вопрос о том, какую роль играет в этом восприятии кожа и пигментные системы.

Считается, что разнообразие информации внешней среды организм получает с помощью органов чувств или анализаторов,

таких как зрительный, слуховой, кожный и т.д. Анализаторы не только обеспечивают дифференцированное, специфическое восприятие сигналов из внешней среды, но и участвуют в сложной интегративной деятельности мозга, осуществляя анализ и синтез этих сигналов. Любой приспособительный акт осуществляется целой функциональной системой, включающей в себя комплекс центральных и периферических элементов /Анохин U.K., 1968/ это становится возможным благодаря наличию взаимосвязи между анализаторами и структурами мозга /Кравков C.B.. 1975; Наумова Т.О.. Попова U.C., 1972/.

Необходимо отметить, что кожный анализатор в проблеме адаптации представлен в основном с точки зрения терморегуляции и наиболее часто для исследований проблемы адаптации используют косвенные, чаще всего функциональные, или биохимические методы, отраиавдиз общие мало изученные, специфические реакции гомеостатических систем, не дающие точного представления о том, какая доля в их формировании принадлежит тому или иному внешнему фактору, а какая социальным особенностям обитания, поэтому поиск новых методов изучения кожного анализатора, как органа наиболее соприкасающегося с внешней средой и создание измерительной аппаратуры, способной неиквазивно зарегистрировать в коже изменения при адаптации человека к тем иди иным климато-географичкеким регионам Земли, представляется актуальным и современным этапом научных исследований, уточняющим известные представления об адаптации человека.

Цель исследования. Изучить функциональное состояние кожного анализатора человека в различных кяимато-географических условиях.

Задачи исследования: . 1. Разработать метод и устройство для изучения оптических свойств кожи человека.

С. Выявить возрастную динамику поглощения ' света кожей человека в норме и при некоторых видах патологии.

3. Определить особенности взаимодействия спектральных характеристик кожи человека и ее температуры, как показателя гомеостаза при перемещении человека в широтном направлении.

Научная ношена рабом, при решении всех задач, заключается в том, что работа дает возможность подойти к пониманию

некоторых процессов адаптации человека к различным климате- географическим условиям через кожу, как сенсорную систему.

В частности найдено, что:

1. Предлагаемым способом возможно зарегистрировать как патологические, так и функциональные изменения органов человека.

2.- Установлена возрастная зависимость спектральной характеристики кожи.

3. Выявлена связь медду температурой кожи и ее спектральными характеристиками.

4. Обнаружена фазовоегь потребления экзогенной энергии электромагнитного поля оптического диапазона частот в условиях энергетического /пищевого/ частичного голода и ее связь с температурой.

5. Установлено, что каждая популяционная группа имеет свой топографический коэффициент вариации /меры отражения света от поверхности кожи человека при л-540 нм/, несущий отпечаток экологических.Факторов.

6. Определено изменение коэффициента вариации отраженного сигнала в тех или иных органах у группы лиц, сменивших географическую зону проживания.

7. Выявлено физическое рассогласование температуры кожи человека и спектра поглощения свста кожей человека при адаптации.

Практическая значимость; Подученные данные позволили применить предлагаемый метод в клинической и спортивной медицине. Разработанный метод и устройство используются в Институте общей патологии и экологии человека СО РАМН, г.Новосибирск, в Новосибирском Высшем Военном Командном училище МВД России, Институте Реабилитации г.Белград (СРЮ).

Разработанный метод нового фигиологического контроля дал возможность раскрыть ноеыо перспективы з изучении адаптации человека к тем или иным климато-географическим условиям.

Предложенная модель оптически сенсорной системы расширяет возможности изучения биологических объектов.

Полученные результаты могут найти применение в антропологии, демографии и отдельных разделах биофизики,

обым и структура диссертации: Диссертация состоит из

введения, обзора литературы, методов исследований. 4 глав собственных исследований, обсуждения результатов исследования, списка литературы.

Диссертация изложена на 4S5 страницах машинописного текста, содержит таСШици fT рисунков. Список литературу. включает названия ЧЩ отечественных и 35 зарубежных авторов.

ВуСяюацих: По теме диссертации опубликовано 14 работ.

Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены на Ш Всесоюзной конференции по адаптации, 1981г., г.Ашхабад. ; XV Ш Всесоюзной научно-практической конференции "Физиология спорта", 1986г., г.Ленинград; Научно-практической конференции, посвященной 30-летию БГМИ, 29-30 сентября 1088г.; VIJ Всесоюзной конференции по экологической физиологии, 1989г., г.Ашхабад; Золотая медаль ВДНХ, 1990г.; IV Всесоюзном симпозиуме., 22-23 января 1991г., г.Ленинград; Совещание клинического центра г.Белград (СРЮ), 1993г.

Внедршшэ: Материалы диссертации внедрены

- в практическую работу отделения реабилитации Института обцей патологии и экологии человека СО PiMH;

: - в практическую работу Новосибирского Высшего Военного Командного училища МВД России;

- в научную и практическую.работу Института Реабилитации г.Белград, СРЮ.

Основные положения, вннооааю на защиту;

1. Специальное устройство и способ применения спектральной характеристики ШПСДЧ л - 540 +_10 од для исследования особенностей кожи человека в норме и функциональном напряжении.

2. Корреляционная зависимость спектральной и температурной характеристик кожи в возрасте от 1 до 80 лет.

3. Рассогласование спектральной и температурной характеристик кожи человека при адаптации его к различным ойротам Земли.

собственны? вссшовдниа

Материал и объем исследований. Работа выполнена на 4729 мужчинах в возрасте от 1 до 80 лет, различных иациояадьнос-

тей, проживающих в различных географических регионах. В частности были обследованы мужчины, проживающие в гг.Айхале, Удачном, Владивостоке. Новосибирске, Зрзине (Тува), Тариате (Монголия), Окташе. Мухортархате (Алтай), Петропавловс-ке-Камчатском. Кисловодске, Ленинграде.

Кроме лрактичеам здоровых людей в работе была привлечена группа людей в количестве 135 человек, имеющих четко верифицированный клинический диагноз.

Методы исследования. Для оценки состояния кожных покровов человека были выбрани три метода, первый метод - определение температуры кожи человека, который проводился медицинским электротермометром /ТМ-10/ и жидко-кристаллическим датчиком температуры (Жаркова Г, 1985). Второй метод -определение омического сопротивления кожи (Осенний A.C., Молчанова Л.В., Казначеев С.В., 1983). Третьим методом, используемым в работе, был метод, отражающий поглощение электромагнитного поля оптического диапазона частот с л-540 нм. Обоснованием выбора данной длины волны были работы Ильиной A.A., 1949 и Терскова И.А., Сидько Ф.Я., 1950, где указывалось на тот факт, что при данной длине волны наблюдается единственный глубокий мшссимум поглощения света кожей человека. С этой целью для проведения эксперимента была предложена модифицированная форма спектрофотометра, которая дала

возможность проводить измерения поглощения света в любой точке поверхности тела человека.Внешний вид устройства представлен на фиг.З.

Основным и непосредственным назначением предлагаемого метода является регис трация функциояаль-ной активности внутренних органов человека'по изменению оптических свойств кот. Сложность анализа получаемой оптической fwr.l. Прибор "Луч" карты поверхности тела

человека заключается главным образом в том, что механизм изменения характера перестройки световосприятия кожных покровов у живого человека до конца не изучен, и только по цифро-I вому значению отражения света, при какой бы длине волны не

( производились замеры в определяемой точке тела, в болывинс-

тве случаев трудно ответить на вопрос, какую часть в заре' гистрироваяное изменение вносит деформация поверхности самой | кожи, а какую - изменение функционального состояния лежащего под ней органа.

Для решения этого вопроса необходимо было провести ряд статистических математических исследований, принимая во внимание то. что морфоструктура кожи человека, а также ее генетические показатели /пигментированное?!». пористость и т.д./ по лорзальной и вентральной поверхности тела различны.

• С поверхности тела 3-х человек были сняты показатели от■ ' ражения света в количестве пк~605. Поп1-528, п0п2-656 точек.

Один.из обследованных практически здороь, у двух других клиническими методами обнаружено заболевание желудочно-кишечного тракта. Для анализа полученных распределений использовалось распределение Гаусса. Проверка гипотезы о законе распределения произведена с помощью критерия согласия X2 (Лакин Г.Ф., 1990) (табл.1).

Таблица 1

Анализ оптической нарты трех кожных поверхностей человека

1-контрольное 11- распределение Ш-распределение распределение первого опыта второго опыта

X2 -критерий

согласия 35,5525 27,3440 31.0318

Р -уровень

достоверности 8.80364.Е-6 6,194937.Е 4 5.79567.Е-4

' Далее предполагалось, что подученные распределения параметров отражения света от поверхности кожи трех обследованных пациентов различны, при этом чем.больше тяжесть патологии, тем выше дисперсия этих распределений. Для проверки гипотезы о равенстве дисперсий , С2г) генеральных сово-

купностей был использован критерий Фишера К- С2х/0. В данном случае было принято отношение распределения значений отражения свега от кожи больного к дисперсии распределения здорового человека. Критерием значимости в данном случае должно быть И > 1.

Таблица 2

Ы - средняя С -генеральная Г - коэф-N0 п -число статистическая дисперсия фициент опытов величина Фишера

1 -контроль 505 40.22 3,61

2 -первый

ОПЫТ 528 38,40 4,66 1,67

3 -второй

ОПЫТ 656 44,71 5,62 2.42

Как видно из таблицы 2, критерий Фишера намного превышает единицу, следовательно, данное решение можно применять для отличия больного и здорового человека. Однако, при дальнейшем анализе распределений необходимо учитывать тот факт, что различие распределений может происходить и под влиянием такого генетически детерминированного фактора как пигментация того или иного индивидуума, особенно хорошо это видно на рисунке 1, где дано построение коммулят.

Из рисунка видно, что количество классов в контрольном распределении здорового человека намного меньше, чем во второй и третьей коммулятах больных людей. Для определения силы влияния фактор'а пигментации Л—~ на форму . распределения был проведен дисперсион-Рис.1. Коммулятм распределений. ный анализ. При этом были рассчитаны Сх - факториальная /межгрупповая/, Сг - случайная

У ¿0

а к «а класс

/вяутригрупповая/, Су - общая дисперсия. Данные сведены в таблицу 3.

Таблица 3

N0 У-сумыа % 1Н1 Сх Сг Су

дат

1 43095 17,30*1О5 15,73*1О5

17.00*1О5 0,30*1О5 5743*105

2 53795 23,00*105 21,59*105

22,26*1О5 0,74*105 5737*105

где Сх - ^ - или Сх - 1п (М, - М^)2

где С2 - 5У2 - 2П1 или С2 - 1(4 - Мг)2

где Су - XV2 - Н2 или Су - 1(У - %)2

Полученный показатель силы влияния пигментации на . распределение значений отражения света от поверхности кожи равен отношению факториальной дисперсии к общей. Он определяет в давнем случае долю влияния пигментации.в общей сумме влияния вообще всех факторов, определяющих величину и разнообразие распределений в анализируемой в дальнейшем популяции людей.

Полученный показатель в первом случае равен д*2 - 0.05, во втором рх! - 0.10. 2*?- '5х| - довольно малы и, следовательно, не могут вносить большой погрешности в определение наличия патологии.

Ввиду того, что распределения, составленные в виде рядов, являются трансгрессирующими, то для определения показателей достоверности был применен расчет в виде отноиения ва-рианс факториааьной /межгрупповой/ и случайной /внутригруп-повой/, причем каждая варианса равна дисперсии деленной на число степеней свободы. г

> А-г ; г С-*

где г - число классов.

При этом полученный коэффициент достоверности для первого случая ^ -2,85 для второго ^ -3,28

Как видно) и тот и другой коэффициенты значительно отличны от единицы.

Таким образом, проведенный анализ дает основание предлагаемый метод использовать наряду с методами термо и злект-

рографии для исследований, проводимых в области биолигии и медицины. Предлагаемое спектральное картирование может использоваться для оценки состояния здоровья отдельных популя-ционных групп в том или ином географическом регионе, а также для биоритмологических исследований, когда измерения проводятся в точно заданный отрезок времени на одном и том же человеке.

Наряду с тем, что возможно описание функционального состояния внутренних органов по топографической карте кожи человека, можно предположить и второй вариант, когда с поверхности тела человека снимается не п-тах /то есть 628 точек/, а во много раз меньше, например, только 43 по отдельным над-органным точкам поверхности.(Табл.4).

Как показали дальнейшие исследования, использование предлагаемого метода для диагностики возможно только при условии, когда сравниваются показатели обследуемого человека со статистическими показателями группы практически здоровых людей одного возраста, пола, генетической принадлежности, рожденных и проживающих на одной географической широте.

Таблица 4

оптические показатели кожи у практически здоровых мужчкя 20-30 летнего возраста

1*1

1 i 'i

lü

1 til

о <j

H

• 5 "и "¿4««"»« "зо*1» "зг",» +•+»

Иа«м*«вбакн<г гочек

6 - левый висок 25 - р дбёахьная область

V - правый висок предплечья правой руки

8 - середина лба 26 - над коленом левой ноги

9 - щека девая 27 - над коленом правой ноги

10 - щека правая 28 - гипотенор ладони лев.руки

11 - верхняя треть грузины 29 - гипотенор ладони прав.руки

32 - область сердца 30 - легкое левое

13 - селезеночный угод 31 - легкое правое

14 - зпигастрадьная область 32 - область левой почки

15 - область печени 33 - область правой почки

16 - правое подреберье 34 шейный отдел позвоноч.

17 - обл. тонкого кишечника ЗБ - грудной отдел позвоноч.

18 - обл. толстого кишечника 36 - поясничный отдел позвоноч.

19 - девая паховая область 37 - крестцовый отдел позвоноч.

20. - правая паховая область 38 - под коленом левой ноги

21 - надлонная область 39 - под коленом правой ноги

22 - медиальная область 40 - верх левой стопы

предплечья левой руки 41 - верх правой стопы

23 - медиальная область 42 - низ левой стопы

предплечья правой руки 43 - низ правой стопы

24 дорзаяьная область предплечья левой руки

Использований оптических характеристик кожи человека для диагностики патологических состояний человека требует проведения дополнительных исследований по верификации метода. С этой целью были подобраны пять групп мужчин от ВО до 30 лет, численностью л36 человек со строго верифицированным диагнозом. Одна группа - больные хроническим пиелонефритом в стадии обострения /28человек/, вторая группа - острой очаговой пневмонией /29 человек/, третья группа с язвенной болезнью желудка в стадии обострения /30 человек/, четвертая группа с ишемической болезнь» сердца /19 человек/, пятая группа -практически здоровые люди /30 человек/. С каждого обследуемого с помощью устройства, описанного выше, при л-540 им были сняты показатели с 43 точек поверхности телз. Данные топографического обследования обрабатывались и обсчитывались обычными методами математической статистики, а затем проводился сравнительный анализ статистической нормы и экспери-

ментальных значений.

Обследование выявило, что в ооласти проекции органа на кожу наблюдается достоверное изменение отражения света по сравнению с остальными кожными участками тела человека. Данная работа опубликована (И),

Проведенная верификация метода дала основание считать, что оптические характеристики кожи человека могут служить информацией для диагностики некоторых патологических состояний организма человека.

ВЗАИМОСВЯЗЬ СПККТРААНСЙ N ЛМШОРАТУРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИК КОШ ЧВЮВОД Температурная реакция лот при оСдучояжн ее свезод различной доты волна.

Электромагнитное поле оптического диапазона частот всегда отождествляется с теплом, естественно возникает вопрос о связи спектральной составляющей света с л -540 нм и кожной температурой человека и ее влиянием на проводимые измерения. Для выяснения этого вопроса был проведен специальный эксперимент. На медиальную поверхность предплечья было наложено стальное кольцо диаметром 6 см, внутреннее отверстие кольца равнялось 2,5 см. На кожу во внутреннем кольце закреплялись жидкокристаллический датчик температуры и датчик, измеряющий омическое сопротивление кожи. Кожа, заключенная во внутреннем кольце облучалась монохроматическим светом в интервале 450-600 нм с интервалом 10 нм. Источником света служила га-логеновая лаша КГй 24-150 /24В. 150ВА/. монохроматичность задавалась спектрофотометром КАИ. ZEISS IENA, исследования проводились на на 67 добровольцах мужчинах в возрасте от 25 до 40 лет. Световой поток, направленный на кожную поверхность при различных длинах волн, был приведен к единой величине во всем диапазоне частот- Экспозиция облучения была равна одной минуте. Изменение температуры кожного покрова под воздействием облучения показано на графике 1.

Как видно из графика, изменение температурной характеристики, как ответной реакции кожи на действие света различной длины волны,лишено линейности. Повышение температуры кожи по сравнению со средним значением наблюдается как в синей, так и в красной областях спектра. С ростом длины

X

с

о

а.

ТС V

волны облучения от 450 до 500 ни происходит понижение температуры кожной поверхности предплечья, и она стремится к среднему значению исходной температуры кожи руки и при 540 нм проходя его. достигает своего минимального значения. Следует отметить, что встречается часть людей, преимущественно старшего возраста, у

реакция кош щт облучении которых падение температуры ниже ее светом различной двинм исходного значения не наблюдает-

При дальнейшем увеличении длины волны облучения происходит постепенное нарастание температуры кожи. Как видно из графика 1, при воздействии электромагнитного поля как длинноволновой, так и коротковолновой областей наблюдается увеличение температуры кожи, однако, механизмы изменений температуры в обоих случаях различны, гак как омическое сопротивление кожи, регистрируемое в момент облучения, уменьшается в основном в длинноволновой области спектра в 2,5 раза, тогда как в коротковолновой области зто уменьшение составляет только половину исходного. Данные этого эксперимента опубликованы (2). Для проведения дальнейших исследований, предлагаемых в работе, была выбрана область спектра с л-540 нм. С одной стороны эта область соответствует максимальному поглощению кожи, судя по спектральной кривой (Ильина A.A.,1949), снятой с предплечья руки человека, с другой - эта же область является областью поглощения окисленного и восстановленного гемоглобина (Терсков И.А., Сидько Ф.Я., i960), и с третьей стороны, исходя из проведенного опыта видно, что зеленая компонента света не увеличивает ксашой температуры.

Уместно отметить, что главный вывод анализа заключается в том, что полученный вид экспериментальной кривой граф. 1 говорит о существовании некоторого энергетического барьера, его происхождение, вероятно, связано с протеканием конкурирующих биохимических процессов.

волны.

ся.

Изменение старший и тоширвгурпой хвряктцмсхяк кот человека в процессе онтогенеза.

Обследованы практически здоровые мужчины в возрасте от 1 года до 80 лет. С поверхности их кожи снималось 43 показателя отражения света в определенных анатомических областях (табл.4) при длине волны 540 ни и 43 значения температуры кожи, снятой в тех же точках электрогермометром ТМ-10. Для наиболее удобной интерпретации полученных данных результат

юьраст

Граф. 2. Возрастные изменения оптических свойств и кожной температуры человека.

Как видно из графика, возрастная характеристика поглощения света поверхностью тела человека имеет довольно сложную конфигурацию, так, дети до одного года обладают очень низкой способностью поглощать видимый свет. К 10 годам "поглощение света поверхностью тела человека возрастает. Этот период характеризуется перестройкой эритропоэза. Второй период до 17-20 лет отличается резким увеличением показателей красной крови до уровня взрослого человека. В возрасте от 20 до 30 лет наблюдается стабилизация температуры и поглощения кожными покровами человека. Этот период отличается и относительной стабильностью красной крови. От 40 до 60 лет поглощение света кожей приобретает второй максимум, при этом терморегу-ляторная функция кожи ухудшается, наблюдается понижение уровня красной крови. К 80 годам описанные процессы еще бо-

лее усугубляются. Проведенный последовательный анализ соотношения показателей температуры и поглощения света кожей на протяжении всей жизни человека /от 1 до 80 лет/ с интервалом в 10 лет, судя по литературе, не проводился.

Выделенные в работе возрастные периоды по показателям красной крови соответствуют стадиям онтогенеза, известным в физиологии и геронтологии по другим жизненно важным критериям развития организма (Никитин H.H.. 1973; Бунак в;в., 1965; Вергунова З.И.,1979).

Наблюдения по взаимосвязи между Q и Т. приведенные выше, дали основание считать, что Q и Т являются функционально зависимыми параметрами. Изменение коэффициента корреляции между Q и Т в процессе онтогенеза наблюдается в границах /-/(0,б7г0,'7Б), и при этом коэффициент корреляции имеет всегда отрицательные значения. Замечено, что зависимость между Q и Т выявляется посредством особого коэффициента 0,46 + 0,03, где,£- T/Q: Т - температура тела человека; Q - поглощение света при л-540 им.

Однако, коэффициент имеет такие значения только в тех случаях, когда обследованные люди были рожденными и постоянно проживающими в месте обследования. Люди того же контингента, но рожденные в иных областях, отличных от района исследования, отличались от вышеприведенного за счет выраженной тенденции к росту дисперсии - 0,46 ± 0,25.

Полученные результаты естественно вызывают вопрос, не является ли данная связь между Q и Т какой-то опосредованной и случайно зависимой величиной или ее можно рассматривать как закономерность объективно связывающую в пару эти две величины. Для получения ответа на этот вопрос был проведен специальный цикл обследований, охвативший 76 добровольцев-мужчин различного возраста, проходящих пятидневный голод. Этот прием был рассчитан на получение двух различных состояний человека. Двукратное измерение температуры и спектральной характеристики кожи до и в конце голода дали возможность более четко выявить зависимость между Q и Т. Сказалось, что у этой разнородной до возрасту группы людей проявляется одна и та же тенденция, то есть после голода температура ксаш обследуемых людей понижалась на 1,0260, а поглощение зеленого света (л-540 нм) возрастало при этом на

1,241.

Коэффициент парной корреляции между температурой и поглощением света кожной поверхностью после голода стал равен 0,73 по отношению к 0.62 до голодания.

ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ КОХНЫХ ПОКРОВОВ Ч&ЮВВСА ПРИ АДАПТАЦИИ

Оптические свойства кожи иореинш, этнически однородных жителей регионов Тувм. Алтая. Моигоаии.

Для изучения вопросов адаптации человека к тем или иным условиям среды прежде всего необходимо знать величину изучаемых параметров у местного населения. С этой целью к обследованию были привлечены несколько групп коренных жителей различных регионов Туш, Алтая и северных территорий Монгольской Народной Республики, практически не отличающихся по своим климато-географическим условиям. После обследования указанных групп населения полученные оптические характеристики кожи были переведены в коэффициенты вариации и построены графики (граф.3). /Данный параметр может быть приведен в работе, так как обрабатывается большой статистический материал (Лакия Г.Ф., 1390)/ Даже беглого взгляда нз полученные кривые достаточно, чтобы увидеть идентичность и отличия в поведении показателя коэффициента вариации Су у представленных исследуемых пояуляциошшх групп.

Граф.3. Изменение коэффициента вариации с возрастом

у алтайской, тувинской и монгольской популяций

#о го 1о *о го 5о ?о ЬырасТ

I- Ллгои ; Е-Тзва; Ш- Монголка

Во-первых, у всех трех групп обследуемых до 30 летнего возраста коэффициент вариации имеет одинаковый вид, однако, у тувинской популяции коэффициент вариации в возрасте до 30 лет выше, чем у алтайской и монгольской групп.

Во-вторых, все три группы обследуемых в возрасте 30-50 лет имели подъем характеристики.

В-третьих; у двух групп /монгольской и тувинской/ имеется второй максимум в возрасте 40-50 лет.

Причину уменьшения коэффициента вариации в возрасте 50-60 лет у тувинской и монгольской популяций пока трудно связать с чем-либо, можно только высказать некоторые общие гипотезы, расшифровывающие этот феномен. Одной из них может быть идея переходных .точек онтогенеза. Конец онтогенетического цикла у всех трех популяций характеризуется резким увеличением коэффициента вариации. Однако, у алтайской популяции увеличение этого показателя наступает гораздо раньше, чем у других групп, что подтверждается, и статистическими данными по продолжительности жизни данной популяции. Начиная с 20 летнего возраста коэффициент вариации монгольской популяции представляется резко сдвинутым вправо по возрастной шкале с более ярко очерченным ыуксимумсм в районе 50 лет.

С целью изучения механизма изменения и проведения сравнительного анализа физиологического состояния внутренних органов этих групп был применен выше предлагаемый способ диагностики.

Сравнение оптических свойств кожных покровов, отражающих функциональные особенности органов по отдельным возрастам во всех обследуемых коренных популяциях позволяет предполагать, что каждому возрасту и каждой популяции присущ как бы свой вариант патологии, определяемый и непосредственно связанный с функциональным состоянием какого-либо органа. Эта точка врения находит свое подтверждение в литературе, из которой известно, что причины смерти .людей меняются с возрастом (Воигео1з-рсЛаЬ, 3. 1979).

Вациационно-статистическая характеристика пагловеиня света кожей у групп лмдей, проживающих

в городах различных кяшахо-геаграфических регионов.

Изменение коэффициента Еариации поглощения света кожей

Таблица &

Оптические показатели кожи у групп ладой, проживающих в различных кяшато-геаграбических регионах

N0 Район Число Возраст

исслед. обслед. /До: 20 30 40 50 60

1 Новоси- 1768 0 52.41+3.05 45,46+3,39 48,01+2.14 45,21+2,70 46,38+4,53

бирск С 10.59 35,16 29.82 30,55 32,52

2 Влади- 544 0 26,25+2,34 22.19+0.94 25.41+2.31 24.47+3.04 27.46+1.47

восток С 20,16 28.39 32.64 29.35 23.52

3 Петр.- 160 0 52,83+4,53 54,45+4,85 51,00+2.11 47,36+1,35 51.42+2.59

Камчат. С 15,55 13,86 13.82 16,58 20,75

4 Кисло- 98 а 54,11+2,59 47.06+2,05 47.77+1.43 47,72+1,49 48,71+1,15

водск С 8.46 8,21 12.16 ю.ов 9,18

5 Север 162 а 27,76+2,59 27.12+1,78 26,14+1,48 26,72+1.79 29.07+3.52

С 32,16 24,91 29,39 28,78 28,17

где Ц - поглощение света, С - коэффициент вариации

определялось не только у коренных популяций. Была сделана попытка оценить изменение коэффициента вариации у людей, проживающих в больших городах Новосибирске, Владивостоке. Петропавловске-Камчатском, Кисловодске, в районе Полярного круга (гг.Айхал. Удачный). Данные приведены в табл.5.

Как видно из таблицы 5, коэффициенты вариации оптического показателя кожи населения указанных районов значительно отличаются от тех, которые были подучены при изучении оптических 'свойств кожных покровов жителей Тувы, Алтая и Монголии. При более подробном анализе полученного материала было выяснено, что'-среди вновь обследованных групп людей встречаются представители как местного, так и приезжего населения, что накладывает отпечаток на дисперсию изучаемых параметров. И если у коренного, этнически однородного населения дисперсия изменяется в пределах от 9,54 до 15,83, то у разнородных групп, проживавших в больших городах: от 7,87 до 11,89. Из приведенной таблицы - 5 видно, что особое значение в более глубоком понимании сути описанных биологических феноменов, представленных в настоящей работе, будет, вероятно, иметь место попытка рассмотреть основные изменения оптических и температурных характеристик кожной поверхности у людей различных возрастных групп.

<41 Ohl okl чМ O.HS Ш 0.48 »M9 ЬХо

I - местное население ; II. - лриеьжее население.

Рис.2. Распределение jl коренного и приезжего населения г.Новосибирска

Как видно из рис.2 , .»с. коренного и пришлого населения достаточно различны, и, если у местного населения стремится к 0,500, то у приезжего населения л чаще всего сдви-

гается в сторону меньших значений.

Изменою» вацнаципняо-стаиидичесюи характерная! поглсчмшя света кожей у прившого населенна в процессе адаптации

Опираясь на полученные результаты, была сделана попытка использовать данный метод для определения реагирования человека на новые природные условия при перемещении его в различные климато- географические регионы страны. Для этой цеди были подобраны две группы людей, постоянно проживающих на диаметрально противоположных широтах с одинаково влажным климатом. В контрольные группы вошли люди, проживающие в г.Санкт-Петербурге и г.Владивостоке. К ним была подобрана третья экспериментальная группа, она состояла из людей, которые поменяли место жительства и переехали из г.Санкт-Петербурга в г.Владивосток. Четвертая и пятая контрольные группы людей проживали на одном меридиане, но на разных широтах. Это группы людей, живущих в г.Новосибирске и у Полярного круга (г.Айхал и г.Удачный). В экспериментальную группу к ним были подобраны люди, поменявшие место жительства из г.Новосибирска в г.Айхал и г.Удачный. Эти все группы людей были одинаковы по полу, возрасту и расовой принадлежности. Возраст обследуемых был 21-30 лет.

г!

С-ЛеГ.

1г )•!>

Срок

Пр® АлПи

Граф.4. Изменение коэффициента вариации у мигрирующего населения в зависимости от срока проживания в районе миграции.

— как видно из граф. 4

коэффициенты вариации у той и другой мигрировавших групп возрастали вне зависимости от направления перемещения. При этом коэффициенты вариации стремились приблизиться к тем значениям', которые были зарегистрированы у местного населения конкретного района миграции.

Только характер изменения коэффициента вариации в процессе

адаптации людей, приехавших на юг. был несколько иной, чем тот, который регистировался у людей, приехавших на север. Притом, если первым было достаточно пяти лет, чтобы их коэффициент мог превысить свое начальное значение и достичь местного( норматива, то вторым необходимо было прбжить на севере более 10 лет.

Изменение соотношения оптических свойств и температур» кожи человека в процессе его адаптации к высоким широтам.

Приведенные выше результаты говорят о необходимости изучения механизмов данных явлений при адаптации человека к тем или иным условиям среды. Одним из механизмов, ведущих к патологии может Сыть рассогласование во взаимодействии электромагнитного поля оптического диапазона частот и ответной температурной реакцией человека на изменение оптической электромагнитной обстановки.

Для изучения этого вопроса была обследована группа мужчин. проживающих в поселке Айхад и переехавших в этот поселок из г.Новосибирска и Новосибирской области. Возраст обследованных мужчин от 10 до 60 лет. В результате возрастного ранжирования населения гг.Айхал и Удачный по поглощению света кожей и температурой получено, что как температурные показатели. так и показатели поглощения света имеют некоторую разницу с общестатической, приведенной ранее (граф.2) и, чем старше возраст обследуемых, тем резче отличие этих показателей от общестатической. Особенно это заметно после того, как обследуемые пересекают рубеж 40 летнего возраста. При этом появляется асинхронность в процессе взаимодействия спектральной и температурной характеристик. Необходимо отметить, что л - Т/0 стремится к более низким значениям.

Однако, если анализировать полученные данные методом обычной математической статистики, трудно выявить особенности изменения коэффициента , так как наряду с увеличением срока проживания людей в той или иной местности у них увеличивается и возраст, что затрудняет сделать большие репрезентативные выборгл, одинаковые по полу, возрасту и сроку проживания. ввиду того, что на север вербуются люди в возрасте от 20 до 30 лет, а срок их жизни на новом месте в среднем

составляет, 3-6 лет, а в 40-50 лет на север вербуются лишь единицы. Таким образом, для анализа выявленных изменений коэффициента , или соотношения величины поглощения света и температуры, предложен рис.3, Как видно ив рисунка в группе

юношей, переехавших в

ЬчрдсТ

}л20«СГ

ЛзШО

северные районы на жительство, коэффициент изменяется от 0,370 до 0.435. У людей 20-30 лет встречаются уже лица имеющие Л -0,455. В группе, имеющей возраст 30-40 лет половина людей имеет коэффициент, стремящийся к Л -0,460. При этом группа по значению коэффициента как бы разделилась пополам, и у части людей остался коэффициент низким, а у второй половины сдвинулся в сторону больших значений. У людей 40-50 летнего возраста, проживших на севере в среднем почти 15 лет чаща всего встречаются низкие значения/(менее 0,400), но встречаются

И ЛЮДИ С4СТ1«МЯЩИМСЯ к

г г

с/»к п/хччиъания.

Рис.3. Нзмеяеяие^в различных возрастных группах в процессе адаптации

росту.

На рисунке 4 проанализированы данные по коэффициенту а у людей, проживающих в одной местности 10 лет. но разных по возрасту. Оказалось, что только у людей, переехавших на север в возрасте 30-40 дет, появляется 40% людей, у которых<(. стремится к величине 0,460.

Следовательно, либо данное соотношение должно быть ниже, чем 0,450 в данной географической зоне, то есть поглоще-

«iiüf»

so *> к u ii и го }в на Л BejpacT

Рис.4. Изменение^« группах с различным возрастом щи сроке их адаптация более 40 лет.

иие падает, а температура йога возрастает для сохранения баланса, либо наилучшая адаптация на севере происходит у людей, переехавших на север после 20 летнего возраста при проживании юс там более 10 лет.

Мзмеишиэ оптических свойств и температуры кожи человека л процессе его адаптации к низким широтам.

Как известно из литературы, механизмы адаптации людей к 'югу иные, чем к северу, поэтому в предлагаемом параграфе проанализированы параметры кожной температуры и поглощения света у лиц, переехавших из г.Ленинграда во Владивосток и проживших таи 1-3-5 и более дет. Для анализа использовались характеристики ранее обсуждаемых параметров, снятых со 147 мужчин в возрасте 20-30 лет. Это возраст, -когда на приведен ной выше кривой наблвдаеется наиболее стабильное изменение температуры и поглощения света. С увеличением возраста эти две характеристики становятся резко противоположно направленными.

к

■й

в*

2 «о

s 75 а

О го'

Е

<5 _

1гл I г 5г 5лет >S*t т

врем« прож*еани?1

Как видно из графика, и температурнаэ и оптическая кривая кожи людей, проживающих короткое и длительное время в неадекватных условиях, имеет тенденцию в росту, при этом Граф.5. Изменение оптических свойств довольно значительному, и температуры кожи в процессе тогда шк к обычных уе-адалтации к игу. ловиях обе обсуждаемые

характеристики должны быть либо неизменными, либо иметь противоположную направленность. Этот процесс длится от 3 до 5

лет, затем Т стабилизируется, а Q начинает падать, при этом я стремится к 0,450. Вероятно, такое нарушение соотношения температурной и оптической характеристик при адаптации на данном возрастном участке накладывает отпечаток и на .вое последующие фааы онтогенеза человека.

В заключение можно сказать, что данная работа преследует цель выявить возможности нового видения состояния кожи человека как кожного анализатора /или сенсорной системы/ в различных климато-географических условиях обитания человека.

Предлагаемый для этой цели методический подход световой диагностики, основанный на свойстве кожи поглощать и отражать электромагнитные волны оптического диапазона частот, несет информацию как о структуре коли, гак и о бе функциональных свойствах.

Делая акцент на резонансных свойствах гемоглобина и л-540нм, на основе литературных и Собственных данных можно считать системообразующим фактором сеть тозгах петлевидных капилляров, доходящих до базальной мембраны эпидермиса.и образующих густую капиллярную сеть, а гемоглобин - акцепторе« электромагнитных полей оптического диапазона частот, при этом эндотелий сосудов и выше лежащие слои эпидермиса, содержащие в своей основе жизнедеятельности переходы гель в золь и обратно (РойтруО Б.А.,1375; Haas J.,1953) можно считать "серым фильтром", регулирующим количество поступающей энергии.

Рассматривая более подробно каким образом локальные эф-' фекты взаимодействия видимого света с кожными покровами человека могут оказать свое действие на весь организм и, исходя из предположения, что кожа является оптическим сенсорным анализатором, изменяется взгляд на механизм адаптации человека к тем или иным условиям его существования, при этом необходимо отметить, что изменение оптических свойств кожных' покровов человека в зависимости от его биологического воз- -раста, места рождения и постоянного проживании, а таю» расовой принадлежности могут отражать разные степени нарушения и специфики организации сенсорной системы при адаптации.

Описание еще одной сенсорной /оптической/ система человекам сочетании с доказательством ее большой роли, в жизне-

деятельности организма поднимает много новых вопросов. Главным среди них является положение этой системы среди других сенсорных систем, характер их взаимной связи, эволюционная роль каждой иа них.

вывода

1.Результаты практических исследований оптических параметров кожи позволяют разрабатывать оригинальные методы функционального исследования различных сторон жизнедеятельности здорового и больного организма.

2.Выявлено, что механизмы взаимодействия света различных длин волн с кожей человека различны, несмотря на одинаковую температурную реакцию, при этом свет с л-540нц. «ероятно, необходим для стабилизации окислительно-восстановительных процессов, происходящих в живом организме.

3.Вайдока связь между поглощением света с л«Б40км и температурой кожи в процессе онтогенеза.

4.По показателям поглощения света кожей человека установлена фазовость онтогенетического цикла, при этом у различных коренных популяций она различна.

5.Выявленное достоверное увеличение поглощения экзогенной энергии электромагнитного доля оптического диапазона частот в условиях частичного голодания позволяет считать, что организм человека способен непосредственно использовать энергию солнечного светз с целью управления и обеспечения течения реларации восстановительных процессов в органах и тканях.

6.Нарушение /рассогласование/ в синхронной реализации функций поглощения света и теплопродукции кожными покровами человека обязательный компонент первых этапов развития адаптивных процессов у человека при переезде на новые места жительства. расположенные в сехзрных и южных регионах нашей страны.

7.На основании полученных результатов оптические свойства кожи человека можно считать показателем кожного анализатора при адаптации к различи к 1:лимато-географическим условиям внешней среды, а саму кожу считать одной из сенсорных систем, связывающую внешний и внутренний мир живого через

электромагнитные поля оптического диалааона частот. > CîffiCCX VAfiOÏ. OïlïBJBStOBAHHHX m ТЮК ДЯСОЗГАЩа

1. Казначеев C.B.. Молчанова л.в., Лазаренко П.В., Велихова O.A. Влияние видимого света на некоторые биологические и физиологические параметры животного. //Биологические науки, 1983, No Я, С.38-23.

г. Асиишх A.C., Молчанова Л.В., Казначеев C.B., ©оторе-зистияные свойства тканей человека. 7/Сб. Психическая саморегуляция. - М.: 1983, ВЫЛ.З. С.302-303.

a. Казначеев с.в., Молчанова Л.В. Изменение биохимических параметров животного под воздействием видимого света. //Сб. Психическая самёрегуляция. - N. : 1983, внп.З, с.301.

4. Казначеев C.B., Молчанова Л.В. Способ определения наличия и локализации патологического очага в живом организме. /Удостоверение на рационализаторское предложение No 146, 1984.

b. Молчанова Л.В., Казначеев C.B., Пояиэко O.A. Устройство для световой диагностики патологического состояния органов и тканей человека. /Удостоверение на рац. предложение No 1Ь4, 1984.

6. Молчанова Л.В., Верчанский Г.Л. Метод выявления патологических особенностей светопроводящих структур биологических объектов. /Удостоверение на рац.предложение No 1217, 198b.

7. Молчанова Л.В., Удалова C.B. Сб индивидуализации занятий массовой оздоровительной физической культурой. //Тез.докл. XV)]! Всесоюзной научно-практической конференции "Физиология спорта". - U.: 1986, с.84.

5. Казначеев С.В,, Молчанова Л.В.. Удалова C.B.. Даря-нин C.B., Нралгина И.Н. Антропологический подход к оценке состояния здоровья населения 'Гуны и Алтая. //Информационные проблемы изучения биосферы "Эксперимент Убсу-Вур". Сб.научных трудов АН СССР. - Научный центр биологических исследований. - Пулдано. 1986. с.247-2Ь9.

9. Молчанова Л.В., Казначеев C.B., Нонизко O.A. Оптические свойства кожи человека. //Колл. СО АМН СССР No 2,

1987. с.66-69.

. . 30. Казначеев C.B., Молчанова Л.В. Об особенностях тече-, ния адаптационных реакций у рыбаков. Тихоокеанского флота. //Сб. Медико-социальные проблемы. Человек-океан. Тез.докл.научно-практической конференции, поевящ. 30 летиа Н'МИ. - Владивосток, 1988, с.ггь. ч

■ 31. Казначеев C.B., Молчанова Л.В. Человекоемкость про-изродсТва и репродуционно-восстановительныи потенциал природы l'y™ в районе убсунурской котловины. //Тез.докл. Многостороннего совещания стран СЗВ. Советско-Монгольский эксперимент "Убсу-Нур". - Кызыл, 3989, с.123-32Ь.

. 32. Казначеев C.B., Молчанова Л.В., Демин Д.В., Поляков ' Я.В. Адаптивные реакции фотоакцепторных систем и вepoятнocт-. ный анализ патологии. //Тез.докл. - Ашхабад, 1989, с.213-214.

13. Казначеев C.B., Молчанова Л.В., Зайцев М.Ю.. Поляков Я.В., Демин Д.В. Гетерогенность как адаптивная функция популяции. ' //VII Всесоюзная конференция по экологии и физиологии. Тез.докл. - Ашхабад, 1989, с.332-133.

34. Молчанова Л.В/, Казначеев C.B. О возможности исполь-ования оптических свойств кожи в диагностике патологических изменений внутренних органов человека, //Бюллетень СО АМН СССР No b, 1990, е.Ь9-61.

Соискатель Молчанова Л.В.

Формат бумаги 60x84/16 Заказ No 32. Тираж 300 экз.

Типография СО РАМН, 1994 г. Новосибирск. ул.Ядршцовская, 14'