Прогнозирование состояний на грани нормы и патологии - Баевский Р.М.

Author: Баевский Р.М.

Tags: патологическая физиология формы развития заболеваний патогенез учение о происхождении заболеваний медицина физиология монография патофизиология клиническая медицина

Year: 1979

Similar

Патофизиология (общая и клиническая патофизиология). Том 1

Патофизиология. Том 1

Патофизиология. Том 2

Патофизиология

Text

"л
РМ. БАЕВСКИЙ
▼
Прогнозирование
состояний
на грани
нормы
и патологии

U94
Р.М. БАЕВСКИЙ
Прогнозирование
состояний
на грани
нормы
и патологии
э
ArZd GCO4
Москва «Медицина» 1979
52.2
УДК 616-092.11 037
Прогнозирование состояний на грани нормы и патологии.
Р. М. БАЕВСКИЙ. М., «Медицина», 1979, 298 с., нл.
Монография посвящена проблеме прогнозирования состоя-
ний, пограничных между здоровьем и болезнью. Рассматриваются
элементы теории прогнозирования и вопросы ее применения в фи-
зиологии и медицине. Значительное место занимает изложение
методов прогностической оценки состояний организма. Переход,от
нормы к патологии рассмагривается как протекающий стадийно
процесс адаптации организма к условиям среды, в ходе которого
возникновению качественно нового состояния — болезни — пред-
шествуют изменения степени напряжения регуляторных механиз-
мов. Представлены экспериментальные модели состояний на грани
нормы и патологаи. полученные при воздействии на организм раз-
личных факторов. Отдельные главы посвящены нопросам прогно-
зирования состояний человека в прикладной физиологии и профи-
лактической медицине. Рассматриваются вопросы прогнозирова-
ния физической и умственной работоспособности
Заключительная глава посвящена методике и результатам
массовых прогностических обследований рабочих и служащих на
промышленных предприятиях, основанным на оценке степени
адаптации организма к условиям среды. Во всех раздетах ново
графин приводятся оригинальные данные собственных исследова-
ний.
Книга предназначена для физиологов, клиницистов, специа-
листов по медицинской кибернетике.
Б книге 31 рис., 23 табл., библиография — 294 названия.
50 100—229
Б амшьэд-14-п-
© Издательство «Медицина» Москва. 1979.
Оглавление
Предисловие
Глава 1. Теория прогнозирования и вопросы ее применения
в физиологии и медицине .... 14
Элементы теории прогнозирования 15
Методология прогнозирования 22
Методы прогнозирования в физиологии и медицине 33
Глава 2. Состояние здоровья как объект прогноза 39
Здоровье как функциональный оптимум . . 43
Болезнь как результат истощения и полома адаи
тационных механизмов............................ 50
Состояния па грани нормы и патологии как исход
адаптивного поведения организма .... 57
Структурно-функциональная организация живых
систем и системный подход к опенке состояний
па грани нормы и патологии . . 63
Глава 3. Методы прогностической оценки состояний орга-
низма . . 71
Общие принципы прогностической оценки состояний
организма.................................. . 71
Методы оценки уровня функционирования физио-
логических систем............................... 76
Методы оценки степени напряжения регуляторных
механизмов...................................... 97
Методы оценки функционального резерва . 118
Некоторые методы интегральной оценки состояний
иа грани нормы и патологии......................125
Глава 4. Экспериментальное моделирование состояний на
грани нормы и патологии 146
Глава 5. Прогнозирование физических возможностей че-
ловека . . 176
Прогнозирование состояний в процессе выполнения
мышечной нагрузки . . . .178
Прогнозирование состояний по результатам ана-
лиза данных в восстановительном периоде после
физической нагрузки............................ .183
Прогнозирование физических возможностей орга-
низма по его исходному состоянию .... 199
Глава 6. Прогнозирование умственной работоспособности 216
Прогнозирование состояний человека-оператора . 218
Прогнозирование умственной работоспособности
в процессе трудовой деятельности . . . 234
Глава 7 Массовые прогностические обследования рабочих
и служащих на промышленных предприятиях . 247
Заключение . 277
Литература . 281
Contents
Preface 7
Introduction ... 10
Chapter J. Prediction theory and questions of it’s application to
physiology and medicine .... 14
Elements of the prediction theory 15
Methodology of prediction...............................22
Methods of prediction in physiology and medicine 33
Chapter 2. Health status as an object for prediction 39
Health as the functional optimum........................43
Sickness as a result of exhaustion and breaking of
adaptation mechanisms...................................50
States on the verge of norm and pathology as a
result of the adaptative behavior of the organism 57
Structural-functional organization of living systems
and systemic approach to assessment of states on
the verge of norm and pathology.........................63
Chapter 3. Methods of prognostic assessment of the organism
states.............................................................73
General principles of prognostic assessment of orga-
nism’s states ... ..................................... 73
Methods of assessment of functional level of physio-
logical systems.........................................76
Methods of assessment of degree of stress of regu-
latory mechanisms............................. . . 97
Methods of functional reserve assessment . . 118
Some methods of integral assessment of states on
the verge of norm and pathology........................125
Chapter 4. Experimental simulation of states on the verge of
norm and pathology . 146
Chapter 5. Prediction Of man’s physical capacity . 176
Prediction of states under muscle load . 178
Prediction of states from results of the data analy-
sis on recovery period post physical load . . . (83
5
Prediction of physical capacity oi the organism
from it’s initial state ...
Chapter 6. Prediction ot mental capacity
Prediction of states oi human operator ....
Prediction of mental capacity in the process of work
activity ..................................
Chapter 7. Mass prognostic examination of industrial, office
and professional workers in industry enterprises
Conclusion
References . •
Предисловие
Прогнозирование различных состояний и заболева-
ний человека относится к числу наиболее актуальных
проблем современной профилактической н клинической
медицины В последние годы вопросы прогнозирования
приобрели важное значение в прикладной физиологии,
в частности авиационной и космической физиологии,
физиологий труда и спорта, инженерной психологии.
Особенно сложной является оценка состояния па грани
так называемых норм и патологии, когда еще не разви-
лось какое-либо конкретное заболевание, но равновесие
между организмом и средой явно нарушено и состояние
не может быть квалифицировано как нормальное. Та-
кая ситуация возникает не только при воздействии на
организм экстремальных факторов, но и в повседневной
жизни, например при значительных трудовых и психо-
эмоциональных нагрузках. Однако, несмотря на всю
значимость и актуальность этой проблемы, она разра-
ботана крайне недостаточно.
Книга профессора Р. М. Баевского является первой
монографической работой, посвященной оценке и про-
гнозированию состояний организма на грани нормы и
патологии. В монографии последовательно излагаются
основы теории прогнозирования и ее применения в фи-
зиологии и медицине, методы прогностической оценки
состояний организма и вопросы моделирования этих
состояний. Большим достоинством книги является кон-
кретное рассмотрение вопросов прогнозирования физи-
ческих возможностей человека и его умственной рабо-
тоспособности на основе большого фактического мате-
риала, накопленного автором и его сотрудниками.
Самого серьезного внимания заслуживает раздел, посвя-
щенный разработке проблемы массовых прогностичес-
ких обследований населения.
В основе развиваемой автором концепции прогнози-
рования состояний на грани нормы и патологии лежит
теория адаптации. Переход от здоровья к болезни, от
нормы к патологии справедливо рассматривается как
ряд последовательных стадий процесса адаптации, од-
ним из возможных исходов которого может быть «по-
лом» адаптационного механизма и развитие заболева-
ния. При этом в качестве индикатора адаптационных
реакций организма используются показатели, характе-
ризующие состояние сердечно-сосудистой системы. Та-
кой методический подход вполне обоснован, учитывая,
что конечным результатом деятельности этой системы
является обеспечение заданного уровня функциониро-
вания целостного организма. Система кровообращения
с ее весьма совершенным аппаратом управления и са-
морегуляции четко реагирует на малейшие изменения
потребности отдельных органов и систем и обеспечивает
согласование кровотока в них с гемодинамическими па-
раметрами на организменном уровне. Важно также от-
метить, что патология кровообращения в настоящее
время занимает ведущее место среди отклонений в со-
стоянии здоровья и заболеваний.
Важной особенностью разработанного методического
подхода к решению задачи прогнозирования является
использование наряду с общеизвестными традиционны-
ми методиками исследования и нетрадиционных, ориги-
нальных методик сбора и анализа медико-физиологи-
ческой информации, таких, как математический анализ
сердечного ритма, сейсмокардиографии и др. Эти мето-
дики впервые были применены в космической медици-
не, и в этом плане настоящая монография продолжает
направление исследований автора, известное по книгам
«Физиологические методы в космонавтике» (1965) и
«Космическая кардиология» (1967).
Следует отметить, что задачи прогнозирования сос-
тояний, пограничных между здоровьем и болезнью,
очень сложные. В настоящее время еще только начина-
ется поиск путей их решения.
Эту книгу следует рассматривать как одну из первых
попыток обобщения опыта прогнозирования состояний
на грани нормы и патологии, накопленного в области
космической физиологии, спортивной медицины, инже-
нерной психологии и массивных профилактических об-
следований населения. С нашей точки зрения, эта по-
пытка является успешной, поскольку, во-первых, созданы
определенные предпосылки для последующей более глу-
бокой теоретической разработки проблемы, во-вторых,
ее результатом явилось внедрение в практику ряда мето-
дов прогностической оценки состояний у практически
здоровых людей.
До последнего времени в медицине вопросы прогно-
зирования разрабатывались преимущественно в связи с
прогнозами течения и исхода заболеваний. В данной ра-
боте эти вопросы освещаются с точки зрения оценки раз-
личных стадий адаптации здорового организма к усло-
виям окружающей среды. В настоящее время формиру-
ется новая область знания — медицинская прогностика.
Необходимо, чтобы сущность прогностического подхода
к оценке состояний здоровья и болезни была осознана в
такой же мере, как и общепринятый диагностический
принцип. Поэтому не вызывает сомнения, что книга
Р. М. Баевского «Прогнозирование состояний на грани
нормы и патологии» вызовет большой интерес со сторо-
ны широкого круга специалистов в области прикладной
физиологии, клинической и профилактической меди-
цины.
Академик АН СССР О. Г. ГАЗЕНК.0
Введение
Предвидение, или прогнозирование, будущего как*
специфический сложный процесс познавательной дея-
тельности человека возникло па заре цивилизации!
В области медицины накоплен тысячелетний опыт про-'
гнозирования заболеваний и их исходов, однако до са-
мого последнего времени прогнозирование было эмпи-
рическим. Только с развитием кибернетики и вычисли-
тельной техники, с появлением теории прогнозирования
в медицинской практике стали применяться научно обо-
снованные вероятностные методы прогнозирования
[1681, разрабатываются методы с применением матема-
тических моделей [19], теорий информации [76] п рас-
познавания образов [59]. Но несмотря на значительные
успехи медицины в области лечения болезней и предуп-
реждения неблагоприятных исходов, несмотря на высо-
кий уровень хирургической техники и большие возмож*
нести реаниматологии, заболеваемость населения pat-
тет, особенно сердечно-сосудистыми заболеваниями
В связи с этим выявляется объективная необходимость
разработки методов прогнозирования применительно к
самым начальным или еще скрытым стадиям болезней,
а также к состояниям, которые предшествуют развитию
заболевания и этиопатогенетически связаны с ним.
Потребность общества в сохранении здоровья своих
членов, в продлении творческого долюлетия лиц стар-
шего и пожилого возраста, накопивших большой духов-
ный потенциал и производственный опыт, в настоящее
время находится в противоречии с реальными возмож
ностями профилактической медицины. Отсутствуют кри
терии здоровья, способы оценки степени его сохране-
ния, методы распознавания самых начальных отклоне-
ний в состоянии здоровья. Человек попадает в сферу
внимания системы медицинского обслуживания только
при наличии заболевания, в лучшем случае его началь-
10
ной стадий- Тем самым резко снижается эффективность
возможных профилактических мероприятий.
Профилактика должна начинаться еще до того, как
возникла болезнь. Это положение настолько очевидно,
что не нуждается в доказательствах. Благодаря эпиде-
миологическим исследованиям в кардиологии были изу-
чены факторы риска, в частности по отношению к ише-
мической болезни сердца, т. е. выявлены такие факторы,
которые ассоциируются с большей частотой распрост-
ранения и возникновения этого заболевания [165]. Но
«факторы риска» не являются патофизиологическим по-
нятием, хотя и составляют основу современной превен-
тивной кардиологии [137]. Поэтому меры профилакти-
ки, направленные на борьбу с факторами риска (куре-
нием, малоподвижным образом жизни, избыточным пи-
танием и др.), нельзя считать достаточными, особенно
при дифференцированном подходе к отдельным инди-
видуумам или группам людей.
Целый ряд состояний на границе между здоровьем
и болезнью получил название «болезней цивилизации».
Эти расстройства связаны с интенсивными изменениями
условий и образа жизни современного человека в эко-
номически развитых странах [137]. В эпоху научно-
технической революции человек постоянно подвергается
воздействиям разнообразных факторов, которые носят
стрессорный характер. Это производственные, социаль-
но-бытовые, психоэмоциональные факторы. Поэтому спо-
собность организма адаптироваться к изменениям внеш-
ней среды, сохранять свой гомеостаз в неадекватных
условиях имеет важное значение для предупреждения
перенапряжений и истощения адаптационных механиз-
мов, ведущего к их полому. Благодаря опыту, накоплен-
ному физиологией труда и спорта, авиационной и кос-
мической медициной, становится все более ясным, что
начало будущих заболеваний, будущих разнообразных
нозологических форм патологии лежит на грани нормы
и патологии. Именно в области состояний, которые ус-
ловно могут быть названы донозологическими [41], фор-
мируются будущие патологические состояния как ре-
зультат истощения и полома адаптационных механиз-
мов [179].
Таким образом, патофизиологическую основу так на-
зываемых болезней цивилизации составляют нарушения
процессов адаптации организма к условиям окружаю-
щей среды. Вопросам патогенеза болезней цивилизации
и роли стресса в возникновении заболеваний посвящена
обширная литература [7, 89, 104, 157]. Важно отметить,
что в последнее время начинают уделять определенное!
внимание состояниям на границе между здоровьем и
болезнью, в частности их классификации и распознава-
нию, однако вопросы их прогнозирования практически!
не разрабатываются.
К- Маркс [4] писал, что «...человечество ставит себе
всегда только такие задачи, которые оно может разре-
шить, так как при ближайшем рассмотрении всегда ока-
зывается, что сама задача возникает лишь тогда, когда
материальные условия ее решения уже имеются налицо
или, по крайней мере, находятся в процессе становле-
ния». Борьба с болезнями цивилизации, эпидемией сер-
дечно-сосудистых заболеваний является одной из важ
нейших задач современного общества. Необходимы
эффективные меры индивидуальной и коллективной про-
филактики, проводимые еще до того, как возникла бо-
лезнь. Существенным условием такой профилактики
является разработка методов прогнозирования состоя-
ний на грани нормы и патологии. Задача эта необыкно-
венно сложна, по предпосылки для ее решения заложе- i
ны в основных положениях таких фундаментальных раз-
делов современной физиологии, как теории адаптации и
функциональной системы, которые разработаны преиму-
щественно усилиями отечественных исследователей Г10,
18,86,192].
В настоящей книге сделана попытка систематизиро-1
вать различные теоретические и методологические под-
ходы к прогностической оценке состояний на грани нор-
мы и патологии. Работа в этом направлении была на-
чата нами в области космической физиологии [25], и
ее результаты используются при медицинском обеспече- :
нии полетов космических кораблей «Союз» и орбиталь-
ной станции «Салют» [ИЗ]. Еще в 1968 г. В. В. Парив
писал: «Прогнозирование состояния здоровья членов
экипажей космических кораблей является частью обще-
клииической проблемы прогнозирования заболеваний»
[183]. В данном случае речь идет о дальнейшем разви-
тии некоторых подходов к прогнозированию состояний
организма на грани нормы и патологии.
Эти подходы первоначально возникли в области кос-
мической медицины, но затем были использованы при
12
решении ряда задач прикладной физиологии и при раз-
работке вопросов массовых обследований населения.
Представленные теоретические в экспериментальные
материалы демонстрируют лишь возможность научного
прогнозирования состояний на грани нормы и патоло-
гии в физиологии труда и спорта, в инженерной психо-
логии и профилактической медицине. Данной работой
мы попытались обосновать необходимость, целесообраз-
ность и своевременность постановки проблемы, имею-
щей важное народнохозяйственное значение. Об акту-
альности этой проблемы свидетельствует введение в
текст новой Советской Конституции статьи 42 о праве
граждан СССР на охрану здоровья, поэтому даже не-
большой шаг в направлении развития профилактичес-
кого принципа советской медицины является важным и
оправданным.
Сокращения
АКТГ — адренокортикотропный
гормон
АОП — антиортостатическая
проба
АСП — автоматизированная си-
стема прогнозирования
“КГ — баллнстокардяограмма
“ПР — вегетативный показа-
тель ритма
— диэлектрограмма
I®*5 — гематоэнцефалический
барьер
ИЙМ — индекс напряжения
миокарда
ИФС — интенсивность функци-
онирования структур
^ИГ — кардиоинтеровалограм-
^рф.— кортикотропннреализу-
КСлВ ФактоР
Kt-ф — коэффициент синхрони-
зации функций
Карно~ КУМУЛЯОДЯ уСКОреННЙ
МОК — минутный объем кро-
вообращения
МПК — максимальное потреб-
ление кислорода
МОП — мехэносистоляческий
показатель
ОКС — оксикортнкостероиды
ПСад — показатель суточной
адаптивности
САГ — сейсмоамнлнтудограм-
СДД •— среднее динамическое
давление
С КГ — сейсмокардиограмма
ССВ — скорость систолическо-
го выброса
СФГ — сфигмограмма
ФКГ — фонокардиограмма
ЦНС — центральная нервная
система
ЭВМ — электронно-вычисли-
тельная машина
ЭКГ — электрокардиограмма
ЭСВ — энергия сердечного вы-
броса
Глава 1
Теория прогнозирования и вопросы
ее применения в физиологии и медицине
Прогнозирование как опережающее отражение бу-
дущего является неотъемлемым свойством живых сис-
тем. По мнению П. К. Анохина, «вся история развития
животного мира есть демонстративный пример усовер-
шенствования этой универсальной и самой древней за-
кономерности, которую можно было бы назвать опере-
жающим отражением действительности...» [16] В про-
цессе исторического и общественного развития человек
приобрел способность отражать в своем мозге будущие
результаты своей деятельности. Эта способность яви-
лась необходимой предпосылкой его адаптации и выжи-
вания как биологического вида, а затем и развития
средств производства и форм социальной и обществен-
ной жизни Стремление к познанию будущего, предви-
дению возможных опасностей еще в глубокой древности
породило культ шаманов и колдунов. В древние и сред-
ние века предсказаниями занимались всевозможные
оракулы, пророки, гадатели, получила развитие астро-
логия. Однако подлинно научный подход к прогнозиро-
ванию стал возможным только на современном этапе
развития общества
Громадный интерес к проблемам прогнозирования
определяется тем, что познание будущего необходимо
для оптимального управления в сфере производства и
социально-экономических отношений. Поэтому в настоя-
щее время субъективный подход к прогнозированию,
характерный для всей предшествующей истории челове-
чества, в течение последних двух десятилетий сменился
на объективный, научный подход, основанный на доста-
точно разработанном гносеологическом и филосос]х:ком
базисе. Видный американский специалист по прогнози-
рованию О. Хелмер считает, что «...будущее более нель-
зя рассматривать как нечто уникальное, непредвидимое,
неизбежное. Наоборот, существует целое множество воз-
14
ножных вариантов будущего, каждому из них можно
приписать свою вероятность. Эти варианты можцр оце-
нивать и до некоторой степени изменять». В связи с дея-
тельностью человека, направленной в будущее, можно
рассмотреть следующие пять понятий, определяющих
уровень знания будущего: предвидение, предсказание,
прогноз, план и программа. Подробный анализ этих по-
нятий проведен в работах В. А. Лисичкина [150, 151].
Научное предвидение—это способ познания, форма
конструктивной деятельности мозга, направленной на
воссоздание картины эмпирически ненаблюдаемых со-
бытий, явлений. Предвидение — это родовое понятие для
всех понятий, обозначающих знание о будущем К не-
научному предвидению относится ясновидение — пред-
мет языческих и религиозных культов. Предсказание
может быть как научным, так и Ненаучным. Как прави-
ло, предсказание является сугубо качественной харак-
теристикой ожидаемого события, явления. Прогнозиро-
вание— эта такая ступень знания будущего, которая
характеризуется некоторыми количественными пара-
метрами в отношении времени, места и вероятности
предполагаемого события, явления. Прогноз многова-
риантен и обязательно предусматривает возможность
внесения корректировок. План в отличие от прогноза
содержит однозначно определенные сроки и условия
наступления какого-либо события и представляет собой
заранее намеченную систему мероприятий. Программа
является промежуточным этапом между прогнозом и
планом. Так, программа построения коммунистического
общества в нашей стране основана на четких социаль-
но-экономических прогнозах и является в свою очередь
основой для разработки соответствующих народнохо-
зяйственных планов.
Элементы теории прогнозирования
Прогнозирование — это вид познавательной деятель-
ности человека (субъекта), направленной на формули-
рование прогнозов развития определенного объекта на
основе анализа его состояния в прошлом и настоящем.
В качестве объекта прогноза могут выступать события,
явления, категории науки, предметы и средства произ-
водства и др. Одним из объектов прогнозирования в ме-
дицине и физиологии является состояние здоровья чело-
15
века. Анализ объекта прогноза—первый этап разработки
прогнозов. Он заключается в определении целей и задач
прогнозирования, нахождении способов адекватного опи-
сания объекта по ряду признаков и представлении его в
виде модели, наиболее соответствующей задачам про-
гнозирования. При анализе должны быть получены кри-
терии формирования информационного массива для про-
гнозирования объекта, учтены факторы фона, т. е. внеш-
ние связи, которые воздействуют на объект прогноза,
получены сведения, необходимые для выбора методов
прогнозирования. Вслед за анализом объекта прогноза
осуществляется его синтез, который направлен на опре-
деление как можно большего числа дифференциальных
признаков объекта [150]. Эти признаки могут быть по-
лучены в результате применения различных методов:
морфологического анализа, метода корреляционных пле-
яд, построения структурной модели и др. Наиболее важ-
ным инструментом синтеза объектов прогноза является
системный подход.
Процесс разработки прогнозов заключается в прило-
жении к объекту прогноза определенных методов. В на-
стоящее время описано несколько сотен методов, разра-
ботанных применительно к задачам научно-технического
и экономического прогнозирования. Существуют различ-
ные классификации этих методов. Так, Э. Янч [269] вы-
деляет четыре их класса: интуитивные, изыскательские,
нормативные и методы с обратной связью. Предлагаемая
С. А. Саркисяном и Л. В. Головановым [205] классифи-
кация методов основана на оценке источника информа-
ции, авторы выделяют два больших класса методов: эв-
ристические и фактографические. Первые основаны на
данных, полученных путем интуитивного или логическо-
го анализа объекта прогноза, вторые — на фактических,
конкретных данных. В. А. Лисичкин [151] выделяет три
класса методов прогнозирования: общенаучные, интер-
научные и частнонаучные. Первые могут быть использо-
ваны для прогнозирования самых разнообразных объек-
тов, так как они основаны на принципах, имеющих об-
щую для различных наук гносеологическую основу
(например, методы экспертных оценок). Интернаучные
методы — это в основном методы статистического про-
гнозирования с конкретным математическим аппаратом.
Методы этого класса можно использовать в разных обла-
стях науки и техники, экономике, медицине, в случаях,
16

когда объект прогноза может быть определен соответст-
вующим массивом количественных признаков. Наконец,
частнонаучные методы разрабатываются для решения
специфических задач одной определенной отрасли зна-
ния (например, некоторые методы метеорологического
прогнозирования, прогнозирования землетрясений).
В настоящее время, как правило, для решения задач
прогнозирования применяют одновременно несколько ме-
тодов или методик. Поэтому существует классификация
методов на симплексные, дуплексные и комплексные.
Комплексное прогнозирование основано на системном
подходе к объекту прогноза и отображает взаимодейст-
вие демографических, социально-политических, экономи-
ческих, научно-технических и экологических факторов
[68]. Комплексные прогнозы в любой области логически
не могут быть пассивными, поскольку, учитывая большое
число причинно-следственных факторов, они определяют
выбор решений, направленных на изменение будущего
в желательном для общества направлении. Активный ха-
рактер комплексных прогнозов означает наличие косвен-
ного или прямого влияния на объект прогноза, и, следо-
вательно, сам прогноз должен учесть эффект результа-
тов прогнозирования. В медицине и физиологии
особенно важен комплексный и активный характер про-
гнозирования.
Однако подобный подход применительно к такому
объекту, как состояние здоровья, в ряде случаев имеет
принципиальные ограничения.
Осповная цель прогнозирования заключается в умень-
шении неопределенности будущего. По мнению Г. М. До-
брова [90], ожидаемое будущее включает в себя три
компоненты: детерминированную, вероятностную и слу-
чайную. Детерминированными событиями являются та-
кие астрономические явления, как время восхода Солнца,
траектории движения Луны и других планет. Космонав-
тика располагает методами точного расчета орбит ис-
кусственных спутников Земли. В технике и на производ-
стве в большинстве случаев качество определенных изде-
лий, выпуски продукции могут быть отнесены к числу
Детерминированных явлений. Основные события и явле-
ния будущего относятся к числу вероятностных. Они-то
главным образом и являются объектом прогнозирования.
Вероятностное будущее предстает перед нами как неко-
торая сумма возможностей,-'ртвя^зепля-которых может
17
зависеть от наших усилий» стремлений или может совер-
шаться без нашего участия. Б соответствии с указанны-
ми вариантами будущего различают нормативный и изы-
скательский (исследовательский) подходы к прогнозиро-
ванию. Изыскательское прогнозирование начинается с
обеспеченного в настоящий момент базиса знаний и
ориентировано на будущее, тогда как при нормативном
прогнозировании первоначально оценивают будущие це-
ли, потребности и идут в обратном направлении — к на-
стоящему [269]. В этих словах отражены две тенденции
в разработке прогнозов: одна связана с прогнозировани-
ем конкретных событий, которые мы можем предвидеть
или планировать (нормативный прогноз), вторая — с
прогнозированием заранее неизвестных, непланируемых
событий (исследовательский прогноз).
Нормативное прогнозирование соприкасается с про-
граммированием, что характерно для сферы экономиче-
ских наук. Когда известны вероятные исходы определен-
ных событий, т. е. задан конкретный набор вариантов бу-
дущего, прогноз сводится к определению степени
соответствия текущих состояний объекта прогноза задан-
ным исходам. В основном сущность нормативного про-
гнозирования состоит в выборе оптимального курса для
достижения будущей цели (активный прогноз) или в оп-
ределении возможной «будущей обстановки» на пути к
этой цели (пассивный прогноз). К главным методам нор-
мативного прогнозирования относятся построение дерева
целей, использование теории принятия решений, матема-
тическое моделирование. Исследовательское прогнозиро-
вание направлено на оценку тенденций изменения ны-
нешнего состояния объекта прогноза в будущем. При
этом мы рассматриваем будущее состояние объекта как
результат его движения по оси времени из прошлого че-
рез настоящее в будущее. Можно выделить два типа ис-
следовательских прогнозов: направленные на получение
новой информации об исследуемом объекте и направлен-
ные на переработку известной информации примени-
тельно к определенному моменту времени в будущем.
Иными словами, исследовательский прогноз отвечает на
вопросы: что вообще может быть с объектом прогноза в
будущем или что будет с объектом прогноза в определен-
ный момент будущего. В связи с такой постановкой во-
проса следует специально остановиться на классифика-
ции прогнозов по времени упреждения.
18
В прогностике выделяют три временных шкалы про-
гнозов: долгосрочные, среднесрочные и краткосрочные.
В зависимости от сферы применения методов прогнози-
рования используют разные масштабы времени. В эконо-
мике долгосрочными считаются прогнозы на 10—30 лет,
среднесрочными — от 2 до 5 лет, краткосрочными — от
нескольких месяцев до 2 лет. Метеорологические прогно-
зы соответственно имеют масштабы: до 100 сут, до 10 сут,
до 2 сут. Применительно к такому объекту прогнозиро-
вания, как состояние здоровья, выбор определенных мас-
штабов времени для долгосрочных, среднесрочных и
краткосрочных прогнозов является теоретически и прак-
тически важной задачей, поскольку от этого зависят и
адекватный выбор соответствующих методов прогнозиро-
вания, п соответствующая теоретическая разработка во-
проса. Основанием для деления прогнозов по времени
упреждения могут быть:
— время одного цикла функционирования объекта;
— соотношение между «шумом» и «полезной прогно-
стической информацией»;
— характер принимаемых решений.
Под временем одного цикла функционирования мож-
но понимать и индивидуальную продолжительность жиз-
ни человека, и продолжительность определенного соци-
ально-экономического мероприятия, например сооруже-
ния Байкало-Амурской магистрали, и срок конкретной
космической экспедиции. Более подробно следует оста-
новиться на понятиях «шума» и «полезной информации»
в прогностике.
В. А. Лисичкин [3] сформулировал концепцию про-
гнозирования как передачи сообщений по каналу связи
с «шумами». Прогностический «шум» — это информация,
которая теряется в линии связи между предиктором и
Демоном в процессе одноразовой передачи сообщения
демоном. Предиктор и демон символически отображают
связь настоящего и будущего. Демон обладает истинны-
ми знаниями о событиях, которые произойдут в будущем,
£ также о заблуждениях предиктора. Предиктор —это
человек (или информационная система), осуществляю-
щий прогнозирование. Лемма В. А. Лисичкина гласит:
«предиктор никогда не может превратиться в демона»,
положение основано на теории информации, которая
Утверждает невозможность полного соответствия инфор-
мации на входе и выходе системы связи. Кроме того, ал-
19
фавит сообщений демопа значительно обширнее алфави-
та, которым пользуется предиктор. Из этого следует, что
ряд слов из сообщения демона, которые будут не поняты
предиктором, может быть отнесен за счет «шума». Чем
длиннее линия связи, т. е. чем больше срок прогноза, тем
больше «прогностический шум», тем ниже точность про-
гноза. По мнению Г. М. Доброва [90], точность прогно-1
зов убывает обратно пропорционально квадрату време-
ни упреждения. Влияние характера принимаемых реше-
ний на установление срока прогнозов определяется тем.
что конкретные сроки событий определяют и конкретное i
время упреждения. В связи с этим различают оператив-
ные, тактические и стратегические прогнозы. Например,]
при выполнении предприятиями народнохозяйственных!
планов к оперативным прогнозам можно отнести про-
гнозы выполнения квартальных планов (краткосрочный 1
прогноз), к тактическим прогнозам — выполнение годо-1
вого плана (среднесрочный прогноз), к стратегическим!
прогнозам — прогноз выполнения плана развития на пя-
тилетку (долгосрочный прогноз). Возможны и Другие
сроки указанных типов прогнозов.
Теория прогнозирования требует более тщательного
анализа понятий неопределенности и вероятности. На-
ряду с детерминированными и вероятностными явления-
ми существуют очень редкие и случайные события. Для
выбора и разработки адекватных методов прогнозирова-
ния важно определить, с каким классом явлений мы име-
ем дело. Между крайними вариантами строгой детерми-
нированности событий и их полной неопределенности
(случайности) имеется ряд промежуточных ступеней,
вероятных категорий, которые представляют для прогно-
стики наибольший интерес. Норвежский экономист
К. Borch [256] предложил следующие градации неопре-
деленности будущего:
— нулевая степень неопределенности будущего —
строгая детерминированность будущих явлений или со-
стояний системы;
— квазидетерминированная неопределенность буду-
щего— вероятное будущее четко зафиксировано ранее
принятыми решениями, планами, условиями (в этом слу-
чае неопределенность зависит только от неточности уп-
равления объектом); I
— стохастическая неопределенность классического
типа — распределение вероятностей заранее известно и
20
выборка достаточна для приложения правил математи-
ческой статистики;
— стохастика с недостаточной выборкой (в данном
случае выборка слишком мала для действия закона
больших чисел, хотя распределение вероятностей может
быть известным);
— стохастика с неизвестным распределением при на-
личии большой выборки;
— стохастика с неизвестным распределением и малой
выборкой;
— нестохастическая неопределенность — явления, со-
бытия носят случайный характер.
Применительно к состоянию здоровья человека стро-
го детерминированные события отсутствуют, так как
учесть полностью все внутренние и внешние факторы,
воздействующие на организм, и построить однозначные
зависимости этих факторов с основными функциональ-
ными показателями практически невозможно. Однако
все зависит от точности прогнозирования. Известны два
типа прогноза: точечные и интервальные. Естественно,
что для интервальных прогнозов, фиксирующих две и бо-
лее ситуаций на шкале ситуаций, вполне возможно по-
добрать детерминированные события, связанные с реак-
циями организма человека на определенные воздействия.
Если же речь идет о точечных прогнозах, то все зависит
от их точности. Так, невозможно предсказать частоту
пульса человека в конкретных условиях с точностью до
1 уд/мин, но такое предсказание, по-видимому, возмож-
но при точности 4—5 уд/мин. Однако, поскольку мы го-
ворим о состоянии здоровья, определяемом целым комп-
лексом физиологических, биохимических и других
показателей, то даже весьма точное предсказание одно-
го — двух показателей не означает однозначного измене-
ния и других показателей, как это имеет место во многих
технических системах.
Основная задача прогнозирования состоит в том, что-
бы отграничить, сузить неопределенность будущего, по-
этому при анализе объекта прогноза должна быть зара-
нее ограничена зона возможных состояний системы от
зоны ее невозможных (или невероятных) состояний.
Область возможных состояний называется зоной дося-
гаемости. По мере удаления в будущее зона досягаемо-
сти расширяется и в конечном счете за горизонтом про-
гноза траектории движения отдельных параметров про-
21
гнозируемой системы могут выходить за пределы зоны
досягаемости. Но это касается отдельных взаимно несо.
гласованных характеристик системы, в то время как для
основных объективных связей такое состояние недопу
стимо. Границы и структура зоны досягаемости состав-
ляют предмет анализа объекта прогноза. В связи с об-
суждением зоны досягаемости следует рассмотреть в
вопрос о стратегических ограничениях в прогнозирова-
нии. Так как активный прогноз — это прогноз поведения
системы, целесообразно реагирующей на него, то одной
из важных задач становится сигнализация об угрожаю-
щих препятствиях на пути развития объекта. Речь идет
об установлении конкретных границ зоны досягаемости,
обусловленных такими ограничениями, как: 1) истоще-
ние ресурсов, 2) насыщение потребностей, 3) деграда-
ция природной среды, 4) научно-технические ограниче-
ния, 5) ограниченность физиологических и психологиче-
ских возможностей человека. Подобные стратегические
ограничения получили название барьеров.
При прогнозировании барьерной ситуации приходит-
ся исследовать характеристику ближайшего и последую-
щего барьеров, альтернативные пути преодоления барье-
ров, затраты и ориентировочные сроки и др. Примером
барьерных ситуаций в космонавтике могут служить эта-
пы преодоления вначале первой космической скорости
(первый ИСЗ), затем второй (первый полет ракеты к
Лупе). В настоящее время космическая техника стоит
перед следующим барьером — преодолением третьей ко-
смической скорости, необходимой для выхода космиче-
ского аппарата за пределы Солнечной системы
Методология прогнозирования
Прогнозирование как конкретная деятельность соот-
ветствующих специалистов в области экономики, социо-
логии, техники и других отраслей знания базируется на
определенных теоретических положениях и на использо-
вании рида специальных приемов и способов обработки
информации о выбранных объектах прогноза. Изложен-
ные выше элементы теории прогнозирования являются
основой для последующего рассмотрения путей практи-
ческой реализации процесса производства прогнозов. За-
лог успеха разработки прогноза заложен в правильном
выборе метода прогнозирования [268], поскольку каж-
22
дый объект прогноза предъявляет к методу свои требо-
вания (точность, время упреждения и основные цели),
а также имеет определенные ограничения по объему ис-
ходной информации, достоверности собственной структу-
ры, времени на разработку прогноза. Все эти вопросы мы
постараемся обсудить по ходу изложения отдельных
прогностических методик, которые в соответствии с мне-
нием С. А. Саркисяна и Л. В. Голованова [205] можно
сгруппировать в четыре больших класса: методы иссле-
довательского прогнозирования, методы нормативного
прогнозирования, методы экспертных оценок и комплекс-
ные методы.
Методы исследовательского прогнозирования, как
правило, предназначены для анализа временных рядов,
т. е. числовых последовательностей факторов и (или)
показателей, характеризующих изменение какого-либо
объекта во времени. Объект может описываться одним
или несколькими показателями, показатели могут быть
количественными или качественными. Так как в прош-
лом зарождается будущее, а в будущем содержится
прошлое, то каждое значение временного ряда содержит
в себе прошлое для будущих состояний и будущее для
предыдущих состояний. Исследовательский прогноз на-
правлен из настоящего в будущее. Чем длиннее времен-
ной ряд, тем больше событий прошлого и настоящего он
содержит. Самый простой способ прогнозирования со-
стоит в том, чтобы будущее рассматривать как «продлен-
ное настоящее», однако это возможно при достаточно
высокой степени детерминированности будущих явлений.
Обычно для того, чтобы продлить временной ряд в буду-
щее, необходимо изучить тенденции изменений исследуе-
мого объекта и правильно выбрать описывающую эти
тенденции функцию.
Такой метод получил название метода экстраполяции
и является наиболее распространенным количественным
методом прогнозирования. Он дает хорошие результаты,
если правильно определена форма кривой, отражающей
установленную закономерность. Экстраполяция времен-
ных рядов заключается в выборе математической моде-
ли, наиболее адекватно описывающей тенденцию изме-
нения исследуемого объекта в будущем. При экстрапо-
ляции тенденций Э. Янч [269] предлагает выделить че-
тыре класса кривых: 1) линейный рост с уменьшением
темпов; 2) экспотенциальпый рост; 3) дважды экспотен-
23
циальный рост; 4) медленный экспотепциальный рост,
сменяющийся внезапным быстрым ростом. В ряде слу-
чаен весь временной ряд невозможно описать какой-либо
одной функцией, тогда используют кусочно-линейную за-
висимость, т. е. отдельные отрезки временного ряда опи-
сываются самостоятельными линейными уравнениями
[1941.
Для описания сложных изменений с изменяющимся
темпом предложен метод огибающих кривых [250]. Оги-
бающая кривая может быть названа макропеременной,
а составляющие ее переменные—микропеременными.
Р. Эйрес [250] вводит понятия интенсивных и экстенсив-
ных макропеременных, которые отличаются природой
ограничивающих факторов. Первые подвержены ограни-
чениям, обусловленным естественными пределами, таки-
ми, как скорость света, характеристики окружающей сре-
ды, форма и строение человеческого тела и др. Вторые
ограничены в темпах изменений другими макроперемен-
ными, например прочностью материала. КПД двигателя
или кислородной емкостью крови.
При использовании метода экстраполяции выделяют
несколько видов временных рядов, по-разному отражаю-
щих процесс развития прогнозируемой величины в прош-
лом и, следовательно, требующих применения различных
методов прогнозирования: 1) ряды с ярко выраженной
устойчивой тенденцией; 2) ряды с проявляющейся неус-
тойчивой тенденцией; 3) ряды с отсутствием тенденций
[194]. Любой временной ряд можно рассматривать со-
стоящим из трех компонентов: 1) колебательного про-
цесса; 2) тренда; 3) случайных изменений. Такая струк-
тура временных рядов особенно адекватно отражает раз-
личные биологические процессы. Понятно, что методы
экстраполяции можно использовать при наличии первых
двух компонентов. Следует обратить внимание на важ-
нейшую роль колебательных процессов в биологических
системах, что открывает широкие возможности приме*
нения в медицине и физиологии методов экстраполяци-
онного прогнозирования.
Разновидностью исследовательского прогнозирования
являются методы, основанные на автокорреляционных
функциях, корреляционных и регрессионных моделях.
Автокорреляционную функцию можно использовать для
описания временных рядов, определения их тенденций
или для описания случайных компонентов временного
24
ряда, В случае, если поведение объекта прогноза может
быть описано временными рядами нескольких показате-
лей, то открывается возможность на основе вычисления
статистической связи одного показателя с другими (пар-
ная или множественная корреляция) определять наибо-
лее вероятные значения одних показателей (функций)
в зависимости от изменения других (аргументов). Сле-
дует упомянуть о вероятностных методах исследователь-
ского прогнозирования. По функции распределения вы-
бранного показателя можно определить вероятность того
или иного значения, исходя из формы распределения.
Так, для нормального распределения вероятность появ-
ления события, характеризуемого показателем, лежащим
в пределах МН-1,96 о, достигает значения 0,95. На основе
вероятностного подхода можно построить кривые макси-
мума осуществимости того или иного события, сделать
прогнозы комбинированного влияния внешних и внут-
ренних факторов, представленных в вероятностной
форме.
Под нормативным прогнозированием понимается
отыскание оптимального пути достижения некоторой ко-
нечной цели. Значение прогнозируемого показателя зара-
нее определяется как норматив для определенного
отрезка времени в будущем. Следовательно, прогноз на-
правлен из будущего в настоящее и служит целям пла-
нирования будущего. Наиболее известными методами Нор-
мативного прогнозирования являются морфологический
анализ, методы дерева целей и сценариев и Др. Морфоло-
гический анализ был разработан швейцарским астроно-
мом Цвикки и впервые применен к анализу реактивных
двигателей. Этот метод в сочетании с историко-логиче-
ским подходом позволяет обнаружить предел возможно-
стей какого-либо научного направления, а также выя-
вить новые, до енх пор неизвестные возможности. Суть
метода заключается в том, что Для выбранного объекта
прогнозирования определяют характеристические пара-
метры, которые в свою очередь разбивают на ряд
свойств или состояний. Затем параметры, свойства, со-
стояния подвергают подробной классификации по отоб-
ранным специфическим критериям. Морфологический
анализ можно провести путем составления описания
объекта прогноза в виде схемы, в которой параметры,
свойства и состояния представлены соответствующими
элементами некоторой системы.
25
Наиболее часто для целей нормативного прогнозиро-
вания используют теорию графов, позволяющую строить
иерархические структуры в виде графа или дерева целей.
Дерево целей моделирует связи между уровнями целей,
устанавливает зависимость между основными и частны-
ми целями, отдельными задачами и подходами к их ре-
шению и, наконец, между отдельными используемыми
системами и параметрами. Детальный анализ всего де-
рева возможностей всегда оказывается полезным для
принятия управленческих решений. Этот метод является
основой сетевого планирования. Деревоцелей должно да-
вать полную картину взаимосвязей между проблемами,
задачами и мероприятиями, необходимыми для дости-
жения поставленной цели. Оно также должно быть ин-
струментом для определения относительной важности
проблем. При построении дерева целей сначала форму-
лируют единицы высших уровней, а затем последова-
тельно переходят к более низким уровням. Основой ра-
боты над деревом целей является системный подход к
анализу объекта прогноза.
Необходимо упомянуть и о методе сценария, который
нередко предшествует разработке дерева целей. В со-
циологических и политических прогнозах сценарий бу-
дущего может выступать как самостоятельный метод
При написании сценария используют логические связи,
исторические аналогии, а также уже существующие коли-
чественные и качественные прогнозы. По мнению Н. Kahn
[270], сценарии «принуждают исследователя занимать-
ся деталями и процессами, которые оп легко мог бы упу-
стить, если бы он ограничивался абстрактными сообра-
жениями».
При нормативном прогнозировании часто применяют
и аналитические методы, основанные на математическом
моделировании, теориях исследования операций и при-
нятия решений. Параметрический метод прогнозирова-
ния использует статистические модели связи между па-
раметрами исследуемого объекта. Построение модели
сводится к выбору аппроксимирующей формулы, напри-
мер, при геометрическом представлении в виде поверх-
ности в n-мерном пространстве или в виде уравнений
регрессии. Для оптимизации альтернативных возможно-
стей, используемых для достижения цели, применяют ме-
тоды линейного, квадратичного и динамического про-
граммирования. Эти методы позволяют решить задачи
26
максимизации различных критериев. Математические
модели используют для определения вероятности наступ-
ления определенного события или вероятности достиже-
ния цели. Вероятностный подход при нормативном про-
гнозировании характеризуется тем, что рассматривается
вероятность конкретных исходов, событий, явлений.
Здесь вполне приемлемы статистические вероятностные
подходы. Различие в применении вероятностных подхо-
дов в исследовательском и нормативном прогнозирова-
нии заключается в том, что в первом случае определяет-
ся вероятность тех или иных тенденций или характер
ожидаемых изменений, а во втором оценивается вероят-
ность достижения цели (в нашем случае—того или ино-
го исхода прогнозируемых явлений, событий).
Наиболее широкое распространение в различных об-
ластях науки, техники, экономики и социологии получи-
ли методы эвристического прогнозирования. Они могут
быть применены при самой высокой степени неопределен-
ности будущего и к любым объектам. В основе этих ме-
тодов лежат три теоретических допущения [150]:
1) наличие у эксперта психологической установки па
будущее, сформулированной на основе профессиональ-
ного опыта и интуиции;
2) возможность адекватного отображения объекта
прогноза в виде прогнозной модели, синтезируемой из
экспертных оценок;
3) тождественность процессов эвристического прогно-
зирования и научного мышления, ведущего к решению
проблемы. Метод получил свое название от греческого
слова «эврика» (открыл, нашел), что и определяет вы-
деление Э. Ничем [209] особого класса интуитивных ме-
тодов, которые в отличие от исследовательских и норма-
тивных методов осуществляют как бы «взгляд со сторо-
ны». Метод эвристического прогнозирования, или метод
экспертных оценок, основан на получении и специализи-
рованной обработке прогнозных оценок объекта путем
систематизированного опроса высококвалифицирован-
ных специалистов (экспертов).
Задача эксперта состоит в уменьшении неопределен-
ности будущего. Это требует продуманной формулиров-
ки вопросов, целесообразного выбора самих экспертов,
анализа и оценки экспертных заключений Существует
много различных методик эвристического прогнозирова-
ния, среди них чаще всего используют коллективные экс-
27
пертные оценки и «мозговую атаку». К коллективным!
экспертным оценкам прежде всего относится метод Дель- I
фы, разработанный в 1965 г. О. Хелмером с сотрудника- I
ми. Метод назван по имени греческого города, проела- I
вившегося храмом, жрецы которого предсказывали бу-
дущее. По мнению О. Хелмера [267], «важной чертой |
этого метода является ясное понимание того, что те или
иные черты предвидимого будущего, на основании кото-
рых должны приниматься решения в современном обще- j
стве, в значительной степени основываются на личных 1
предположениях отдельных людей, а не на строгой и
точной теории». Практически метод Дельфы представля-1
ет собой ряд последовательно осуществляемых про- I
цедур, направленных на формирование группового мне- |
ния по вопросам вырабатываемого решения. Все вариан- I
ты коллективных экспертных оценок основаны на запол-1
нении анкет. Опрос может быть личным или заочным
В последние годы с развитием вычислительной техники]
получил развитие опрос с помощью ЭВМ в диалоговом I
режиме. Центральным моментом эвристического прогио- I
зирования является составление экспертной анкеты. Не
менее важными являются отбор экспертов и разработка I
процедур общения с ними. Обработка экспертных оценок I
производится с применением ЭВМ на основе статистиче- I
ского, вероятностного и других математических подходов I
[53, 150].
«Мозговая атака», или метод коллективной генерации I
идей, заключается в том, что группа экспертов (10—15
человек) обсуждает один достаточно простой и хорошо I
сформулированный вопрос, о котором они имели инфор- I
мацию за несколько дней до обсуждения. При этом дол- ]
жна быть обстановка, которая освободит участников о'р
скованности, создаст максимальную творческую атмо |
сферу. Запрещается критика любых высказываний, ока ,
зывается поддержка идеям и высказываниям любого
рода. Все эти меры обеспечивают активизацию творче-1
ского потенциала коллектива специалистов. Это дости- 1
гается за счет того, что, во-первых, эксперты тренирую! I
свой мозг в отношении способности выдвигать новые 1
идеи для решения поставленных задач, во-вторых, воз- ;
пикает возможность увидеть проблему глазами своих
коллег, в-третьих, повышается восприятие новых идей.
Исследование эффективности «мозговых атак» показа- |
ло, что групповое мышление производит на 70% больше
28
ценных новых идей, чем сумма индивидуальных мыш-
лений.
Описанные выше методы прогнозирования могут рас-
сматриваться в качестве элементов современных авто-
матизированных систем прогнозирования (АСП), кото-
рые представляют собой совокупность методов, алгорит-
мов, программ, технических средств, организационных
мероприятий и коллектива людей, связанных функцио-
нально с целью обеспечения производства прогнозов на
основании доступной информации и поставленной зада-
чи [151]- Прогнозирующая система должна быть адап-
тирована к объекту прогноза, т. е. нужно выбрать наибо-
лее адекватные методы.
Как правило, сложность объектов прогноза не позво-
ляет ограничиваться одним методом. Применение одно-
временно нескольких методов повышает достоверность
прогнозов. В связи с этим можно говорить о комплекс-
ном прогнозировании [68].
Одним из первых комплексных методов является ме-
тод Паттерн. Этот метод впервые использовали (1963) в
фирме «Хониуэлл» для решения ряда задач, связанных
с авиацией и космонавтикой [205]. Для анализа основ-
ных целей и направлений разрабатывается сценарий. Он
не использует количественных оценок, но завершается
построением дерева целей и определением коэффициен-
тов относительной важности, т. е. числовых оценок зна-
чимости различных факторов, их веса. Одновременно
при помощи методов экстраполяции исследуется направ-
ленность развития объекта прогнозирования и выявляет-
ся его состояние в различные сроки в будущем и возмож-
ность использования полученных результатов в других
областях (коэффициент взаимной полезности). Наиболее
важные результаты достигнуты с помощью системы Пат-
терн в области планирования и прогнозирования различ-
ных технологических разработок для определения срав-
нительной ценности избранных решений, оценки альтер-
нативных возможностей достижения главных целей. На
основе использования прогнозов науки и техники, полу-
ченных с помощью качественных и простых количествен-
ных методов (экстраполяции, экспертные оценки), выво-
дятся коэффициенты состояния разработки. Обработка
всего комплекса данных на ЭВМ позволяет получить
оценку состояния разработки на данный момент. Итак,
комплексные методы прогнозирования используют раз-
29
личные методики и благодаря этому позволяют получать
прогнозы качественно иного уровня.
В. А. Лисичкин [151] считает, что структура АСП,
основанная па принципах комплексного прогнозирова-
ния, должна включать четыре контура: 1) принятие ре-
шения; 2) модель объекта прогноза; 3) нормативное
прогнозирование объекта; 4) исследовательское прогно-
зирование объекта. Таким образом, оптимальным явля-
ется сочетание не только разных методик, но и разных
принципов прогнозирования. Очевидно, что там, где од-
новременно используют оценки тенденций и целей, может
быть получен более достоверный и детальный пропюш
P..J1. Раяцкас [199] предлагает следующую структуру
системы прогнозирования: блок локальных прогнозов,;
функциональный блок, консультативный блок. Блок ло-
кальных прогнозов содержит набор методов (автокорре-
ляционные и авторегрессионные модели, методы экс-
пертных оценок, методы структурного прогнозирования
и др.). Этот блок обеспечивает автономное прогнозиро-
вание отдельных показателей. Функциональный блок —
это комплекс взаимосвязанных моделей объекта прогно-
за, в который входят как экзогенные, так и эндогенные
показатели. Консультативный блок содержит набор ма-
тематических моделей, предназначенных для оценки ва-
риантов прогноза, поступающих из функционального
блока. В литературе описано большое число комплекс-
ных методов прогнозирования, например система селек-
ции альтернатив—«селекта», разработанная С. М. Виш-
невым [68], метод прогнозного графа, предложенный
В. М. Глушковым [78].
Рассмотрим сам процесс производства прогнозов,
включающий три стадии: ретроспекции, диагноза и про
гноза. Стадия ретроспекции начинается в момент форму-
лирования задания на прогноз. Она состоит в уточнении
объекта прогноза, выборе признаков объекта в целом,
расчленении объекта на структурные единицы и опреде-
лении свойств каждой единицы, в оценке признаков объ-
екта в целом и его структурных единиц на разных этапах
в прошлом и, наконец, в создании модели объекта про-
гноза. На стадии ретроспекции широко используется си-
стемный подход, на основе которого осуществляется де-
тальный анализ объекта прогноза, включая как его
внутреннюю структуру, так и внешние связи. На стадии
диагноза определяется состояние объекта в настоящее
30
время, выявляются текущие значения признаков, изуча-
ется уровень «шума» для данного класса объектов. Ко-
нечный этап стадии диагноза состоит в выборе адекват-
ных объекту методов прогнозирования, точном формули-
ровании цели прогноза и определении желательных спо-
собов проверки достоверности прогноза. Стадия прогноза
заключается в приложении выбранных методов прогно-
зирования к объекту в целом и каждой из его структур-
ных единиц с последующим синтезом и стыковкой полу-
ченных сингулярных (частных) прогнозов.
Е. А. Козырева [130] предлагает в трехстадийном
процессе производства прогнозов различать 13 последо-
вательных этапов: 1) формулировка цели прогноза;
2) уточнение объекта прогноза, определение его харак-
теристик, условий существования, анализ тенденций раз-
вития и факторов, влияющих на прогнозируемый объ-
ект; 3) расчленение объекта прогноза на подсистемы и
структурные единицы, определение условий функциони-
рования объекта как целостной системы; 4) построение
полниерархического дерева объекта прогноза на основе
учета его внутренних — внешних связей'; 5) выбор мето-
дов прогнозирования, адекватных каждой из выделен-
ных структурных единиц; 6) непосредственное примене-
ние выбранных методов; 7) синтез и стыковка получен-
ных подпрогнозов; 8) построение первого варианта
гипотетической модели объекта прогноза; 9) согласова-
ние целей, функции, элементов и факторов на различных
уровнях системы; 10—13) итоговые действия по форму-
лировке комплексного прогноза, разработке системы ме-
роприятий или достижения цели, паписание доклада —
прогноза. Важным этапом работы исследователя-прогно-
стика являются оценка достоверности прогноза и его
практическое использование.
Процедура оценки достоверности прогноза называ-
ется верификацией. При верификации не решается воп-
рос об истинности или ложности прогноза. Любому про-
гнозу присуща некоторая степень неопределенности, ко-
торую необходимо оценить прежде, чем принимать
управленческие решения об использовании полученной
информации о будущем. Задача при этом состоит в том,
чтобы максимально повысить надежность прогноза, т. е.
свести к минимуму возможные отклонения прогнозных
оценок от фактических. Для оценки эффективности и на-
дежности прогнозов существует два пути: априорный и
31
апостериорный. Первый путь предполагает проверку
прогноза еще до того, как прогнозируемое событие со-
вершилось. Апостериорная верификация заключается в
сборе статистических материалов о соответствии различ-
ных прогнозов реально совершившимся событиям и об
эффективности соответствующих методов прогнозирова-
ния. Апостериорная верификация имеет важное значение
для совершенствования методов прогнозирования. Одна-
ко для решения непосредственных задач управления в
различных областях науки, техники и народного хозяй-
ства основную роль играет априорная верификация про-
гнозов как единственный источник оценки их надев.-
ности.
Существуют следующие способы априорной верифи-
кации прогнозов: 1. Прямая верификация — это получе-
ние того же прогноза, но при помощи другого метода
прогнозирования. 2. Косвенная верификация — под-
тверждение прогноза ссылкой на приведенный в литера-
туре прогноз того же объекта. 3. Консеквентная вери-
фикация определяется как получение значения прогно-
за путем логического или математического выведения
его в качестве следствия из уже известных прогнозов.
4. Верификация посредством «адвоката дьявола» осуще-
ствляется путем назначения 2—3 оппонентов, перед ко-
торыми ставится задача привести аргументы и доводы
в пользу нереальности прогноза. Прогнозист должен су-
меть доказать несостоятельность всех аргументов «ад-
вокатов дьявола». Существует и ряд других способов
верификации прогноза. Следует, однако, иметь в видУ1
что любой прогноз является вероятностным. Известный
американский специалист по прогнозированию Р. Эйрес
[250] пишет: «Прогнозирование — рискованное занятие
для любого человека, взявшего на себя роль пророка.
Его подстерегают такие опасности, как неопределен-
ность и ненадежность имеющихся данных, сложность
взаимодействия прогнозов с «реальным миром», его соб-|
ственная человеческая склонность принимать желаемое
за действительное, эмоциональный характер людского
мышления, а также склонность подгонять поддающиеся
различному истолкованию факты под заранее составлен-
ную схему». Вот как классифицирует Р. Эйрес основ-
ные источники ошибок при прогнозировании:
— отсутствие необходимого воображения;
— чрезмерная восторженность;
32
— «шоры», не позволяющие заранее увидеть беспер-
спективность отдельных научно-технических направле-
ний;
— абсолютизация некоторых специфических конст-
руктивных решений;
— неточность расчетов;
— случайность и неопределенность, присущие ве-
роятностным процессам.
Расхождение между прогнозом и действительностью
требует тщательного анализа (апостериорная верифика-
ция), на основе которого совершенствуются методика и
техника прогнозирования. Среди причин неадекватности
прогнозов С. М. Вишнев [68] указывает на переоценку
инерционности и недооценку динамичности систем. Пред-
лагается наличие двух типов инерционности: пассив-
ная— медленное изменение внутренних параметров си-
стемы, активная — способность системы возвращаться
на прежнюю траекторию развития после глубоких по-
трясений. Одновременно встречается аналогичная ошиб-
ка — игнорирование внутренних связей системы, т. е. пе-
реоценка автономности подсистем. Конкретный анализ
причин расхождения между прогнозом и действительно-
стью образует то звено обратной связи, которое имеет
важное значение для корректировки прогнозов и совер-
шенствования всего процесса прогнозирования.
Методы прогнозирования в физиологии и медицине
В последние годы в прикладной физиологии и клини-
ческой практике все чаще начинают применять методы
прогнозирования, разработанные для решения науч-
но-технических, экономических и социологических за-
дач.
Делаются попытки заменитытрочно вошедшие в меди-
цину субъективно-эмпирические прогнозы более точны-
ми, математическими. Однако возможность использова-
ния тех или иных методов зависит от степени неопреде-
ленности событий, которые необходимо прогнозировать.
Существенное значение при этом имеет и объем исход-
ной информации, так как при обследовании людей, осо-
бенно здоровых, не всегда могут быть получены все не-
обходимые данные. В медицине и физиологии можно
условно выделить следующие четыре класса прогности-
ческих задач:
2 Р. М. Баевсква 33
— прогнозирование состояния практически здоровых
людей в разных условиях при различных воздействиях;
— прогнозирование риска заболеть конкретной бо-
лезнью;
— прогнозирование течения заболевания;
— прогнозирование исхода болезни.
Наибольшее число современных исследований в об-
ласти медицинского прогнозирования посвящено исхо-
дам заболеваний, в частности исходам ишемической бо-
лезни сердца, менее всего изучены вопросы прогнозиро-
вания состояния у практически здоровых людей. Такое
положение, ло-видимому, связано со степенью неопре-
деленности решаемых задач. Так, прогнозирование ис-
ходов заболеваний является задачей, в которой ожидае-
мые события относятся к стохастической неопределен-
ности классического типа (распределение вероятностей
заранее известно и выборка достаточна для приложения
правил математической статистики). Как правило, та-
кие задачи решаются на основе анализа большого числа
историй болезни, которые специально подбираются и
унифицируются. Аналогичен и подход к решению задач
прогнозирования течения заболеваний. В этих задачах
основными являются вероятностные методы, теории слу-
чайных процессов и распознавания образов.
Суть этих методов заключается в том, что на основа-
нии комплекса признаков, которыми обладает пациент
в момент разработки прогноза, определяется одно из
будущих возможных состояний. Каждое из таких состоя-
ний есть некоторое событие, которому соответствует опре-
деленная вероятность. Сумма вероятностей всех возмож-
ных событий для данного пациента равна единице. Ком-
плекс признаков (симптомов) для каждого конкретного
заболевания имеет определенный уровень значимости,
при котором условная вероятность одного из состояний
равна единице. Используя формулу условных вероятно-
стей Байеса [168], определяется наиболее вероятное бу-
дущее состояние для данного комплекса признаков у
конкретного пациента. Наиболее существенными в по-
добном подходе к прогнозированию являются выбор
информативных признаков и их оптимальная группи-
ровка. В этих случаях небольшому числу состояний про-
тивостоит очень большое число признаков и, следова-
тельно, число их возможных сочетаний весьма велико.
Использование формулы Байеса, методов дискриминант-
34
него анализа и распознавания образов, статистического
последовательного анализа Вальда типично при реше-
нии задач медицинского прогнозирования применитель-
но к клиническим проблемам [81, 168, 172].
В качестве примеров рассмотрим некоторые методы
прогнозирования инфаркта миокарда. Одними из первых
стали применяться индексы Peel и Schnur [282, 288].
Оба индекса вычисляют по сумме баллов, соответствую-
щих отмеченным у больных признакам (симптомам).
При этом учитывают анамнестические данные, наличие
сопутствующих заболеваний и осложнений, данные элек-
трокардиографии. Для каждого из индексов существуют
определенные граничные значения, соответствующие
благополучному или неблагополучному прогнозу. Индекс
Peel позволяет судить о шансах на выздоровление и ве-
роятности летального исхода. Более совершенной явля-
ется методика прогнозирования исходов инфаркта мио-
карда, разработанная Э. Ш. Халфеном, К. С. Яценко и
Д. М. Заферменом [235] на основании анализа 20 при-
знаков у 200 больных. При этом используется линейная
дискриминантная функция вида: Y=aix,+a2x2+... 34X4,
где Xi—4 — признаки - симптомы, выраженные в баллах,
31—4 — соответствующие коэффициенты. Аналогичный ме-
тод в системе прогнозирования инфаркта миокарда при-
менили М. Д. Брейдо и соавт. [59]. В такой системе
используются 24 признака - симптома. Уравнение та-
кого же типа лежит в основе вычисления коронарного
индекса прогноза по R. Norris и соавт [280].
Вероятностный подход используется и для прогнози-
рования исходов заболеваний на основе вычисления так
называемых коэффициентов правдоподобия (а(, J при
обработке данных по методу последовательного анализа
Вальда. При этом весь материал по исходам делится на
PJ,
два класса: a,, j =1п --р где Pjj Prj — вероятности
того, что признак принимает значение, равное градации
соответственно в 1-м и 2-м классах исходов. Прогнози-
рование заключается в вычислении суммы коэффициен-
тов a, j и сравнении ее с заданными «порогами», полу-
ченными при анализе «обучающей» выборки. Описанный
метод использовали В. М. Ахутин и соавт. [22, 23] для
создания прогностических таблиц исходов травм груд-
ной и брюшной полости. Для прогнозирования течения и
исходов различных заболеваний наряду с теорией ве-
35
роятностей используются теории графов, информации и
распознавания образов [168].
Прогнозирование состояний здорового человека при
воздействии разнообразных факторов относится к числу
задач с довольно высокой неопределенностью. В зависи-
мости от возможности экспериментального воспроизве-
дения действующего фактора и достаточности объема
выборки неопределенность может изменяться от класси-
ческого варианта стохастики до нестохастического. Од-
нако классический тип стохастической неопределенно-
сти может быть получен только при решении весьма
узких и конкретных задач, например при прогнозирова-
нии возможных значений частоты пульса при велоэрго-
метрической пробе у лиц определенного возраста и с оп-
ределенной физической тренированностью. Как правило,
возможные реакции практически здорового человека на
различные функциональные нагрузки и воздействие не-
адекватных факторов в связи с наличием физиологиче-
ской индивидуальности, возрастных, половых, профес-
сиональных и Других различий нельзя прогнозировать
на основе закономерностей стохастической неопределен-
ности классического типа. Задачи прогнозирования в
спортивной медицине и физиологии труда охватывают в
основном такой тип стохастической неопределенности,
которая характеризуется большими выборками, по не-
известным типам распределения (для решения узких
специализированных задач вид распределения может
быть исследован). Задачи прогнозирования в инженер-
ной психологии при соответствующем профессиональном
отборе операторов можно свести к стохастике с извест-
ным распределением, но при этом трудно добиться до-
статочно представительной выборки.
А. А. Генкин и В. И. Медведев [76] детально разра-
ботали вероятностно-статистический подход к оценке
психофизиологических состояний оператора в плане рас-
познавания и классификации состояний. Прогнозирова-
ние в данном случае можно рассматривать как опреде-
ление надежности оценки того или иного состояния. Что
же касается прогноза как предсказания возможного со-
стояния оператора по исходному набору признаков или
их динамике, то в этом случае применяют преимущест-
венно качественную оценку, основанную на исследова-
тельском подходе. А. С. Егоров и В. П. Загрядский [94]
подчеркивают, что динамика функциональных призна-
ков человека-оператора определяет «физиологическую
ситуацию, чреватую возникновением сбоя любого вида,
характер которого определяется особенностями теста,
индивидуальными особенностями испытуемых и выпол-
няемыми ими в данный момент операциями». Если же
речь идет о прогнозировании реакций организма на
воздействие таких необычных факторов, как укачивание,
орто- и антиортостаз, длительная гипокинезия, гипок-
сия, то приходится иметь дело со стохастикой с неизве-
стным распределением и малой выборкой. К этой же
категории неопределенности относится прогнозирование
воздействия ряда профессиональных факторов, особенно
для новых профессий (химическая и атомная промыш-
ленность, диспетчерский труд, подводные работы), а
также для летчиков, моряков, ряда военных специали-
стов. Особенно характерными для этого класса неопре-
деленности являются задачи прогнозирования состояния
человека в космическом полете.
При прогнозировании состояний практически здоро-
вого человека на данном этапе развития наших знаний
вероятностные подходы в подавляющем большинстве
случаев неприменимы. Как это ни парадоксально, в со-
стоянии болезни наблюдаются более однородные вы-
борки признаков, чем в состояниях здоровья и состоя-
ниях, пограничных между здоровьем и болезнью. Чет-
кая дифференцированность нозологических форм и
определенность признаков симптомов делают пригод-
ными для клинического прогнозирования классические
вероятностные подходы. При этом доминирует норма-
тивный принцип прогнозирования, так как известна бу-
дущая цель. Изменения состояния организма человека
на грани здоровья и болезни характеризуются не только
значительной неопределенностью функциональных про-
явлений, но и не имеют четкой классификации.
В связи с тем что рассматриваемый нами объект
прогноза — состояние организма человека на грани нор-
мы и патологии — во многих случаях может быть отне-
сен к классу стохастической неопределенности с неиз-
вестным распределением и малой выборкой, целесооб-
разно упомянуть о работах английского математика и
экономиста D. Kayos [271]. Он ввел понятие интуитив-
ной вероятности, представляющей собой оценку вероят-
ности исходов лицом, принимающим решение. Эта веро-
ятность определяется информацией, которой располага-
37
ет принимающий решение субъект, и поэтому не должна
рассматриваться как субъективно-психологическая Дан-
ную степень неопределенности можно назвать неопреде-
ленностью по Kayns. Вероятность «по Kayns»— это по
существу качественные оценки возможных исходов, ко-
торые могут быть получены в результате анализа меди-
ко-биологической информации или на основании экс-
пертных оценок. В прикладной физиологии обычно ши-
роко применяют качественную оценку признаков и со-
стоянии. Однако в отличие от клинической практики в
этой области еще нет общепринятых критериев даже в
отношении определений здоровья и болезни, нормы и
патологии. Поэтому прежде, чем рассматривать методы
прогностической оценки состояний на грани нормы и па-
тологии, необходимо более подробно остановиться на
описании объекта прогнозирования.
Глава 2
Состояние здоровья как объект прогноза
Переход от здоровья к болезни не является внезап-
ным. Между этими двумя состояниями организма имеет-
ся ряд переходных состояний, которые до настоящего
времени изучены недостаточно и все еще не стали пред-
метом специального внимания физиологов и врачей. Здо-
ровье н болезнь обычно рассматриваются как два каче-
ственно различных состояния организма, требующих со-
ответственно разных методологических подходов. Совре-
менная медицина занимается в основном состояниями
болезни, разрабатывая все более совершенные методы
их диа! ностики и лечения. Здоровье как объект исследо-
вания является преимущественно прерогативой физио-
логов. Таким образом, традиционно сложилась своеоб-
разная специализация знаний в области двух крайних
состояний организма. Это привело к образованию «ни-
чейной зоны» между здоровьем и болезнью. В настоя-
щее время по поводу этой «зоны» все чаще разгораются
философские споры и ведомственные разногласия. Не
существует общепризнанного перечня соответствующих
переходных состояний, не говоря уже о методологии их
оценки или стандартных методах их распознавания. По-
этому нередки ситуации, в которых отсутствие достаточ-
ных данных для установления диагноза болезни автома-
тически дает основание для зачисления пациента в ка-
тегорию здоровых людей со всеми вытекающими отсюда
последствиями социального, производственно-экономиче-
ского и индивидуально-психологического порядка.
Современный врач, к сожалению, признает лишь на-
личие болезни или ее отсутствие. Однако еще Гален ука-
зывал на существование, кроме двух состояний организ-
ма, здоровья и болезни, третьего, переходного между ни-
ми. Один из крупнейших врачей древности Авиценна
писал о существовании шести степеней здоровья и бо-
лезни. По его мнению, «...бывает тело здоровое до пре-
39
дела, тело здоровое, но не до предела, тело не здоровое,
но и не больное.., затем тело в хорошем состоянии, быст-
ро воспринимающее здоровье, затем тело больное лег-
ким недугом, затем тело больное до предела» [6]. Как
видно, из шести состояний организма Авиценна только
два относит к болезни, а четыре к различным степеням
здоровья. По-видимому, представление о постепенности
перехода от здоровья к болезни и в наше время ни у
кого не вызывает возражений. Споры идут о том, явля-
ется ли здоровье или болезнь результатом борьбы проти-
воположных элементов нормы и патологии или же это
две стороны одного и того же биологического качества,
проявляющегося в зависимости от условий. Суть первого
из названных направлений хорошо отражена Л. Н. Кар-
ликом в предисловии к книге К. Бернара «Лекции по
экспериментальной патологии» [120]: «Патологические
процессы в своем проявлении, развитии и течении пред-
ставляют существенное отличие от того, что имеет место
в норме, а именно они протекают с иной закономерно-
стью, с иным клиническим, биохимическим и морфологи-
ческим выражением, словом, болезнь представляет собой
новое качественное состояние организма». Суть второго
направления лучше всего выразить двумя цитатами из
работ К. Бернара: «Законы, управляющие явлениями
жизни, всегда одни и те же как в нормальном, так и в
патологическом состоянии» [252], и «Физиологическое
и патологическое состояние определяется одними и теми
же силами и различается лишь особыми условиями, в
которых проявляется закон жизни» [258].
Этот взгляд крупнейшего патофизиолога конца про-
шлого— начала нынешнего века развивается и в наше
время. Так, W. Rise выступает против понимания состоя-
ния болезни как качественно отличного от здоровья со-
стояния. Он утверждает, что у здорового и больногс
лишь разный план и порядок распределения в организ-
ме отдельных функциональных проявлений клеток, орга-
нов, тканей, систем [285]. По существу такое же мнение
принадлежит известному советскому патофизиологу
И. В. Давыдовскому, который писал: «Так называемые
патологические процессы и болезни —это всего лишь
особенность приспособительных процессов» [85]. Таким
образом, вопрос о состояниях, переходных от здоровья
к болезни, должен решаться, исходя из обеих изложен-
ных концепций. С позиций методологии диалектического
40
материализма процесс перехода от здоровья к болезни
следует рассматривать как единство и борьбу противо-
положностей, как переход количества в качество. Лишь
такой подход позволяет правильно оценить существую-
щие взгляды и факты, понять сущность здоровья и бо-
лезни как прогностических категорий, т. е. как процес-
сов, развивающихся во времени и направленных из про-
шлого в будущее.
У. А. Кагермазов [102], по нашему мнению, очень
удачно сформулировал суть диалектико-материалистиче-
ского подхода к пониманию специфики перехода от здо-
ровья к болезни. Автор пишет: «Необходимость прове-
дения грани между здоровьем и болезнью вовсе не оз-
начает необходимости воздвижения пропасти между дву-
мя, образующими единство, противоположными биологи-
ческими состояниями. Это всего лишь необходимость
установления качественного своеобразия тех биологиче-
ских закономерностей, которые, определяя порядок те-
чения биохимических, формообразовательных процессов
жизнедеятельности целостного организма, обусловлива-
ют различную степень гармонии, соответствия, приспосо-
бительности индивида к условиям окружающей среды».
Количественный и качественный подход в физиологии
и медицине должны не противопоставляться, а допол-
нять друг друга. Особенно это важно при обсуждении
ключевых проблем теории медицины, одной из которых
и является проблема перехода от здоровья к болезни.
В. Гете принадлежит крылатая фраза: «Говорят, будто
между двумя противоположными мнениями лежит исти-
на. Ни в коем случае! Между ними лежит проблема».
Проблема, которую мы обсуждаем, относится к наи-
более сложному объекту природы — организму челове-
ка, в котором единство биологического и социального
создает особые трудности в трактовке переходов между
Двумя качественно различными состояниями: здоровьем
и болезнью. Для решения прогностических задач мало
установить наличие такого третьего переходного состоя-
ния, необходимо знать сам процесс, те этапы, стадии,
фазы, которые, как ступеньки, ведут от здоровья к бо-
лезни. В этом плане нам представляется крайне важным
следующее высказывание Г. И. Царегородцева [237]:
«Переход от нормального физиологического состояния к
болезненному, патологическому состоянию—это пере-
ход от одного качественного состояния к другому, или
41
макроскачок. Но в рамках этого макроскачка может
быть несколько небольших качественных превращений,
или микроскачков. Микроскачкообразные изменения
при суммировании, достижении пороговой величины,
обусловливают возникновение микроскачка как нового
качественного состояния». Отсюда следует необходи-
мость специального анализа современных представлений
о качественных особенностях процесса взаимодействия
организма со средой, т. е. процесса адаптации, резуль-
татом которого является определенное состояние орга-
низма. Градация таких состояний как качественных ми-
кроскачков, в интервале между здоровьем и болезнью,
является непременным условием научного подхода к ре-
шению задачи прогнозирования состояний на грани нор-
мы и патологии.
В настоящее время в ряде областей прикладной фи-
зиологии (авиационная и космическая медицина, физио-
логия труда, спортивная физиология и др.) накоплен
определенны!! опыт оценки состояний человека, возни-
кающих в результате соответствующих воздействий на
организм. Эти состояния, как правило, уже не могут
быть квалифицированы как полностью относящиеся к
состоянию здоровья, или нормы, но еще не относятся к
категории болезни. С другой стороны, в медицинской
практике в последние годы все больше внимания уде-
ляется вопросам предболезни, т. е. таким состояниям,
которые еще не являются болезнью, но уже не относят-
ся к категории здоровья. В обоих случаях, несмотря па
различную терминологию и неоднозначные схемы клас-
сификации состояний, каждое из них по существу рас-
сматривается как результат взаимодействия организма ।
со средой, т. е как результат адаптации организма к
условиям среды.
Изучение явлений адаптации связано с именами
И. М. Сеченова и И. П. Павлова. И. М. Сеченов [210]
писал: «Организм без внешней среды, поддерживающей
его существование, невозможен, поэтому в научное опре-
деление организма должна входить и среда, влияющая
на него». По представлению И. П. Павлова [179],
«...животный организм как система существует среди ок-
ружающей природы только благодаря непрерывному
уравновешиванию этой системы с внешней средой, т. е
благодаря определенным реакциям живой системы на
падающие на нее извне раздражения...» Поэтому и со-
42
стояния, классифицируемые в прикладной физиологий
как результат разнообразных экспериментальных, произ-
водственных и специальных воздействий на организм, и
состояние предболезни, рассматриваемое врачами как
следствие измененной реактивности организма, характе-
ризуемое той или иной степенью нарушения его само-
регуляции [180], можно рассматривать с позиций теории
адаптации. Все состояния между здоровьем и болезнью
при этом следует считать качественными микроскачка-
ми, предшествующими макроскачку. В таком понимании
состояний их прогнозирование сводится к определению
условий взаимодействия организма со средой, включая
специфические особенности организма и среды (стадии
ретроспекции), установлению состояния организма в со-
ответствии с конкретной шкалой (стадия диагноза) и
применению некоторых специальных способов анализа
информации для выяснения вероятного будущего состоя-
ния организма (стадия прогноза).
Таким образом, здоровье с позиций теории прогно-
зирования должно рассматриваться как процесс после-
довательных переходов организма через разные степени
адаптации к условиям среды в интервале между качест-
венно различными состояниями нормы и патологии, здо-
ровья и болезни. Из этого следует, что прежде чем об-
суждать методы прогностической оценки состояний, не-
обходимо более детально познакомиться с понятиями
«здоровье», «болезнь», «адаптация». Все эти понятия
мноюкратно обсуждались в специальной литературе и
на страницах периодической печати.
В данной работе не ставится задача всестороннего
обзора соответствующих материалов. Речь может идти
лишь о трактовке указанных понятий в аспекте прогно-
зирования, т. е. о подчеркивании некоторых их сторон,
имеющих непосредственное отношение к рассматривае-
мой проблеме.
Здоровье как функциональный оптимум
Существует значительное число определений поня-
тия «здоровье». В большинстве случаев все они исходят
из того, что здоровье является конкретным, качественно
специфическим состоянием человеческого организма,
обеспечивающим достижение им своего функционально-
го оптимума. Этот оптимум определяется соответствую-
43
Щймй внутренними и внешними условиями (возраст,
пол, профессия, наследственность, географические, эко-
номические, производственные факторы и др.) и отра-
жает двойственную — биологическую и социальную —
природу человека. Еще Н- А. Добролюбов говорил, что
«животно здоровой организации недостаточно для чело-
века: для него нужно здоровье человеческое...» [91]
Для здорового организма характерны оптимальность,
полноценность всех проявлений его жизнедеятельности,
в том числе способность к труду, которая, по определе-
нию К. Маркса, есть «...совокупность физических и ду-
ховных способностей, которыми располагает организм,
живая личность человека...» [2]. В уставе Всемирной ор-
ганизации здравоохранения (ВОЗ) здоровье определяет-
ся как состояние полного физического и социального
благополучия, а не только как отсутствие болезни или
физических дефектов. Таким образом, в критерии здо-
ровья в качестве непременного условия входит возмож-
ность полноценно, активно, без всяких ограничений за-
ниматься трудовой и общественно полезной деятельно-
стью. Болезнь не только препятствует, но и нередко ли-
шает человека этой возможности. Вот почему К. Маркс
писал: ...«Что такое болезнь, как не стесненная в своей
свободе жизнь?» [3] Здоровье представляет реальную
предпосылку для удовлетворения индивидуальных и об-
щественных материальных и духовных потребностей.
В этом смысле здоровье является социальной ценностью
[195].
Иод здоровьем в общем плане понимают возмож-
ность организма человека адаптироваться к изменениям
окружающей среды, взаимодействуя с ней свободно, на
основе биологической, психологической и социальной
сущности человека. В общебиологическом плане здоро-
вье— это гармоническое единство всевозможных обмен-
ных процессов между организмом и окружающей его
средой и, как результат этого, согласованное течение |
разнообразных обменных процессов внутри самого орга-
низма, проявляющееся в оптимальной жизнедеятельно-
сти его органов и систем [11]. Понятие «здоровье» в фи-
зиологическом смысле обычно отождествляется с поня-
тием «норма» и как конкретное специфическое состояние
означает отсутствие существенных отклонений от нормы
основных жизненно важных показателей. Предполага-
ют, что для здорового организма характерны нормаль-
44
ныс Значения частоты пульса, артериального давлений,
ударного объема, величины энерготрат, жизненной емко-
сти легких и др. Однако в силу индивидуальных, возра-
стных, половых и прочих различий между людьми не
существует всеобщей нормы. Нередко в качестве нормы
принимают среднестатистические значения отдельных по-
казателей, характеризующих определенную совокупность
людей (популяцию, микропопуляцию). Однако средне-
статистическая норма тем менее реальна, чем больше
показателей учитывается. Так, для 100 равнозначных
физиологических показателей вероятность обнаружения
их всех одновременно в пределах М±2а при Р^0,05
равна 0,0059 [286]. Таким образом, «абсолютно» нор-
мальный индивид является не правилом, а исключением.
Понятие нормы, как и понятие здоровья, должно
быть строго индивидуализированным. Э. Ульямс [292]
отмечает наличие вариации отдельных показателей от
индивида к индивиду, достигающих 800% (для концен-
трации некоторых аминокислот в крови) и даже 5000%
(для уровня многих ферментов крови). Поэтому можно
утверждать, что каждый человек здоров по-своему, а его
индивидуальная норма зависит от многих факторов:
возраста, пола, профессии, местожительства и др. Одна-
ко среди множества физиологических и биохимических
показателей существует и ряд таких, которые имеют
однородные значения у подавляющего числа здоровых
людей и являются своеобразной характеристикой вида
Ношо sapiens. К ним, например, относятся величина
артериального давления, значение pH крови, количество
эритроцитов, артериовенозная разница по содержанию
кислорода и др. Все эти показатели отражают сложив-
шееся в ходе эволюции уравновешивание систем внутри
организма (гомеостаз), обеспечившее выживание и раз-
витие вида. Выход за пределы нормы этих показателей
указывает на нарушение гомеостаза, т. е. на полом
адаптационного механизма и, следовательно, на разви-
тие болезни.
Понятие гомеостаза включает в себя не только изве-
стное постоянство различных физиологических констант
организма. В это понятие входят процессы адаптации и
координации физиологических процессов, обеспечиваю-
щих единство организма не только в норме, но и при
изменившихся условиях среды [80]. В организме как
саморегулирующейся, самооптимизирующейся системе
45
можно выделить управляющие и управляемые системы
регулирующие механизмы и регулируемые параметры’
В ответ на различные возмущения организм так осуще-
ствляет перенастройку своих физиологических, биохими-
ческих и биофизических процессов, чтобы наиболее важ-
ные для обеспечения жизнедеятельности показатели со-
храняли свое постоянство. По К- Бернару, основные па-
раметры, которые должны постоянно поддерживаться в
каждой среде организма в определенном диапазоне,—
это вода, кислород, температура, питательные вещества.
В настоящее время большое внимание уделяют го-
меостазу в отдельных системах организма, например в
системе кровообращения. Наиболее стабильными гемо-
динамическими показателями являются ударный и ми-
нутный объем, частота пульса, артериальное давление,
объем циркулирующей крови. Эти показатели отражают
состояние управляемых звеньев сложной системы и со-
храняют относительное постоянство даже при значитель-
ных воздействиях на организм. Однако ряд других по-
казателей имеет более широкий и изменчивый диапазон
вариаций, на них существенно влияют время суток, про-
изводственная деятельность, климатические условия.
Примерами таких показателей могут быть содержание
катехоламинов и кортикостероидов в крови и моче, ко-
личество натрия в слюне, соотношение частот в биопо-
тенциалах мозга, выраженность дыхательных волн сер-
дечного ритма, электрическое сопротивление кожи и др.
Однотипные изменения этих показателей могут встре-
чаться и у здоровых, и у больных людей, т. е. как в нор-
ме, так и в патологии, что обусловлено их принадлеж-
ностью к классу переменных, отражающих деятельность
управляющих систем организма. Следовательно, в кон-
кретном плане проблема нормы значительно сложнее,
чем ее философско-гносеологические аспекты. Наиболее
удачно сложность и трудность этой проблемы выразил
У. А. Кагермазов [101J. Он считает возможным опреде-
ление нормы лишь при использовании многочисленных
показателей на органном, тканевом и других уровнях;
«...проблема нормы методически складывается из аспек-
та изучения многочисленных „частных" норм, характер-
ных для различных функциональных уровней, и из ас-
пекта, объектом изучения которого является „общая**
норма, т. е. норма целостного организма». Понятие «об-
щей» и «частной» нормы в какой-то мере соответствует
46
реально существующим соотношениям между показате-
лями, характеризующими процесс управления и конеч-
ные его результаты, между параметрами гомеостаза и
параметрами, отражающими работу адаптационных ме-
ханизмов.
Диалектико-материалистический подход к изучению
нормы может быть осуществлен в двух аспектах: мето-
дическом и прикладном, или естественнонаучном [143].
Причем методологическое понятие нормы углубляет наи-
более часто используемое естественнонаучное. С пози-
ций классической биологии норма представляет собой
результирующую непрерывной эволюции. Это эффект ес-
тественного отбора, отбрасывающего все аномальные
отклонения, мешающие приспособлению [143]. Однако
норма — это обычно пространственный или временной
интервал, определяющий границы изменчивости и ус-
тойчивости объектов, в которых они сохраняют свою ка-
чественную определенность. Поэтому в естественнонауч-
ное понятие нормы, относящееся к виду или к популяции
(микропопуляции), следует включать не среднеарифме-
тические значения показателей, а определенный диапа-
зон их распределения, характеризующий «запас адап-
тивности», особенно важный при быстром изменении ок-
ружающей среды [239].
По В. П. Петленко [191], норма есть мера жизнедея-
тельности организма в данных конкретных условиях сре-
ды, интервал, в пределах которого количественные из-
менения колебаний в физиологических процессах не ве-
дут к новому качеству — патологическому процессу. Это
определение в большей степени является методическим,
чем естественнонаучным, поскольку оно не учитывает
сложность и противоречивость конкретных норм отдель-
ных функциональных показателей, отражающих способ-
ность целостной системы к адаптивному поведению.
В методологическом аспекте понятие нормы связано с
проникновением в сущность живого и должно отражать
основные его закономерности, такие, как «принцип дина-
мического самосохранения», законы постоянства внут-
ренней среды и перехода количественных изменений в
качественные [143]. Поэтому в методологическом смы-
сле можно вполне согласиться с определением нормы
как понятия, содержанием которого является мера целе-
сообразной жизнедеятельности организма и его элемен-
тов, определяющая динамическое самосохранение орга-
47
низма в различных условиях существования и имеющая
в основе закрепленные генотипом и проявляющиеся че-
рез фенотип организацию реагирующего субстрата и
форму реагирования [143].
Методологический аспект нормы позволяет подойти
к ее определению в прикладном, естественнонаучном
смысле как выражению функционального оптимума си-
стемы [134]. В связи с этим нередко считают, что опти-
муму соответствуют среднестатистические данные. Одна-
ко биологические системы всегда обладают нестабиль-
ностью, которая проявляется в изменчивости их функ-
циональных показателей. Поэтому норма для любого
показателя включает не только среднестатистическую
величину, но и серию отклонений от нее. Эти отклонения
связаны не только с самой природой биологических по-
казателей, но и с индивидуальной изменчивостью, инди-
видуальной спецификой. Индивидуальный оптимум ор-
ганизма не всегда (точнее, очень редко) совпадает со
среднестатистическими показателями. Исходя из этого,
можно вполне согласиться с Р. Уильямсом [294] в том,
что «...практически каждый человек представляет собой
в том или ином отношении отклонение от нормы». Но
именно потому, что индивидуальное, частное связано с
общим определенными законами, возможен научный
прогностический подход к оценке индивидуальных пока-
зателей как части общего (общая норма).
Индивидуальная норма всегда конкретна и специфич-
на. Она устанавливается в соответствии с условиями, в
которых находится человек. Однако набор индивидуаль-
ных показателей дает лишь статичный образ текущего
состояния организма, которое путем сравнения может
быть отнесено к определенному классу состояний или
объектов. Как уже отмечалось, при большом числе по-
казателей при использовании чисто математическо-
го, статистического подхода почти невозможно устано-
вить полное совпадение индивидуальной нормы с
общей.
Должны быть выделены так называемые ключевые,
или существенные, переменные для каждого из рассмат-
риваемых структурно-функциональных уровней. Только
после такой классификации показателей можно присту-
пать к оценке состояния организма.
Нормальное состояние свидетельствует об оптималь-
ности протекающих в организме процессов жизнедея-
48
тельности. Оптимальное функционирование системы
обеспечивает наиболее высокую экономичность и надеж-
ность всех процессов. Р. Розен [284], рассматривая ка-
чественные аспекты оптимальности в биологии, обраща-
ет внимание на наличие внутренней и внешней «цены»,
которую как бы «платит» та или иная структура за свое
существование. Под внутренней «ценой» автор подразу-
мевает, например, метаболическую «цену», определяе-
мую неизбежными расходами энергии, и поддержание
структуры и функции некоторого органа. Внешняя «це-
на» обусловлена усилиями организма, направленными
на уравновешивание его с внешней средой. Оптималь-
ность— это минимизация общей оценочной функции, ре-
зультатом чего является оптимальный режим функцио-
нирования системы. Следовательно, нормальным явля-
ется такое сочетание показателей, которое обеспечивает
оптимальный режим.
Здоровый организм обеспечивает оптимальность
функционирования своих систем при изменении окру-
жающих условий, например при температурных сдви-
гах, связанных с переездом в другую климатическую зо-
ну. Следовательно, под нормальным состоянием организ-
ма целесообразно понимать не столько нахождение оп-
ределенных показателей в заданных диапазонах значе-
ний, соответствующих среднестатистическим нормам,
сколько сохранение способности так регулировать свои
параметры, чтобы обеспечивать уравновешивание со сре-
дой в различных ситуациях. В связи с этим необходимо
упомянуть о введенном И. И. Шмальгаузеном [244] поня-
тии адаптивной нормы как результата приспособления
организма к различным экологическим уровням. Способ-
ность организма адекватно изменять свои функциональ-
ные параметры и сохранять оптимальность в различных
условиях является наиболее характерным показателем
нормы (здоровья).
Состояние здорового человека динамично, оно посто-
янно варьирует в зависимости от изменения факторов
внешней среды. В связи с этим здоровье можно опреде-
лить не как качество, а как процесс. По В. П. Казначееву
[105], здоровье — это процесс сохранения и развития фи-
зиологических, биологических к психических функций,
оптимальной, трудовой и социальной активности при
максимальной 'Продолжительности активной творческой
жизни.
49
Следует отметить, что, несмотря на обширную лите-
ратуру, посвященную философским и социально-гигиени-
ческим аспектам здоровья, и достаточную разработан-
ность этих вопросов в гносеологическом плане, конкрет-
ные методы для определения «качества здоровья» отсут-
ствуют. Это связано с тем, что в течение веков медицина
занималась изучением болезней, а в последние десятиле-
тия вся мощь новых методик, основанных на достижени-
ях электроники и кибернетики, также была направлена
на исследование больного организма, раннее выявление
патологических отклонений, дифференциальную диагно
стику, обеспечение эффективного контроля за тяжелыми
больными. Состояние здоровья изучено в несравненно
меньшей степени, чем состояние болезни. Причем дан-
ные о состоянии здоровья относятся к среднестатистиче-
ским характеристикам различных норм и почти не каса-
ются оценки здоровья как динамического процесса, так
функционального оптимума. По существу, рассматривая
здоровье как функциональный оптимум, мы и в настоя-
щее время вполне можем принять определение Авицен-
ны, который считал норму состоянием, «благодаря кото-
рому функции органа, предназначенного для их выпол-
нения, оказываются безупречными» [6].
Болезнь как результат истощения и полома
адаптационных механизмов
Учение о болезни—нозология — неразрывно связано
с общей патологией, которая занимается всесторонним
рассмотрением происходящих в организме нарушений,
изучением их причин и механизма развития. Болезнь
развивается в результате нарушения взаимоотношений
организма со средой. Пусковым механизмом болезни яв-
ляется повреждение. В ответ на повреждение возникают
реактивные изменения со стороны клеток, органов и си-
стем. Каждая болезнь сопровождается включением за-
щитных и компенсаторных механизмов, которые И. П.
Павлов назвал «физиологической мерой организма про-
тив болезни». На всех этапах развития болезни в орга-
низме происходит борьба процессов повреждения и за-
щиты. С. М. Павленко [180] выделяет механизмы, ле-
жащие в основе разнообразных повреждений, вызываю-
щих болезнь,— патогенез и механизмы защиты организ-
ма от повреждений — саногснез. Так как каждая болезнь
50
начинается с какого-либо повреждения, «полома» орга*
низма, то в нозологии ведущее место занимают такие
разделы, как этиология (учение о причинах и условиях
возникновения болезней), патогенез и классификация
болезней.
Согласно современной Международной номенклатуре
и классификации болезней, все они делятся на 17 клас-
сов на основе общности этиологии, патогенеза и лока-
лизации. Большинство классов базируется на патогене-
тическом и органном принципах. Заболевания почти всех
классов имеют достаточно четко обозначенную основную
симптоматику, и главная задача диагностики в клиниче-
ской медицине заключается не в установлении самого
факта заболевания, а в дифференциальной оценке дан-
ного нозологического состояния. Важнейшее значение
для правильного и эффективного лечения, как известно,
имеют определение соответствующей стадии, фазы, фор-
мы болезни, наличие сопутствующих заболеваний или
осложнений. Как правило, современная клиническая ме-
дицина имеет дело с уже сформировавшимся патологи-
ческим состоянием организма, уже установившимися но-
выми взаимоотношениями между ним и окружающей
средой.
К- Маркс определил болезнь, как стесненную в своей
свободе жизнь, что удивительно точно отражает одновре-
менно и биологический, и социальный аспект состояний,
называемых болезнью.
Одна из основных черт, характеризующих больного
человека, состоит в том, что его общественно полезные,
трудовые, социальные функции в той или иной степени
ограничены. При этом степень ограничения может быть
различной при одной и той же болезни у разных людей,
что зависит от индивидуально-личпостных качеств. Од-
нако обычно здоровье является необходимой предпосыл-
кой для полной реализации биосоциальных возможно-
стей человека. А. М. Изуткин [99] пишет: «Жизнь боль-
ного человека, несомненно, содержит в себе специфиче-
ские черты как в биологическом, так и в социальном
отношении... В условиях патологии в силу нарушения
психосоматического взаимодействия творческая роль со-
знания, целеполагание и стремления человека, возмож-
ность осуществить выбор и воплотить на практике резко
ограничиваются». Одновременно снижается и способ-
ность организма к уравновешиванию с окружающей сре-
51
Дой, нарушается саморегуляция, становится иеоптималь
ним функционирование организма и его систем.
Основным и ведущим признаком болезни, несомнен-
но, является ограничение приспособительных возможно-
стей организма, которое имеется при каждом заболева-
нии, но проявляется по-разному. Такой взгляд на бо-
лезнь разделяют большинство клиницистов и патологов.
Так, А. А. Остроумов [178] определял болезнь как несо-
ответствие между организмом и окружающей средой,
потерю организмом приспособительной способности к
данной окружающей его среде. С. П. Боткин считал [57],
что «состояние организма с нарушением равновесия жиз-
ни составляет болезнь. Всякое нарушение равновесия, не
восстановленное приспособляющейся способностью орга-
низма, представляется нам в форме болезни, более или
менее тяжелой, смотря по значению ее для жизни всего
организма... Реакция организма иа вреднодействующие
на него влияния внешней среды и составляет сущность
больной жизни». «Что такое патологическое состоя-
ние?— писал И. П. Павлов [179],— это встреча, сопри-
косновение организма с каким-нибудь чрезвычайным ус-
ловием или, вернее, с необычным размером ежедневных
условий». Таким образом, как указывает С. М. Павленко
[180], «исходя из передовых идей русской физиологии
и медицины, болезнь... необходимо рассматривать как
нарушение соответствия данного организма «требовани-
ям» окружающей среды вследствие воздействия на него
в определенных условиях чрезвычайных раздражителей».
Научное представление о причинах и условиях воз-
никновения и развития заболеваний является одним из
основных исходных моментов прогностического подхода
к оценке состояний на грани нормы и патологии. Знание
этиологических факторов открывает путь к предвидению
вероятного будущего состояния организма. Учение о при-
чинах и условиях заболеваний всегда было ареной борь-
бы идеалистических и материалистических представ-
лений.
Советские патофизиологи на основе марксистского
учения о причинности убедительно доказали, что для
каждой болезни следует строго различать основную при-
чину заболевания (микроб, ионизирующая радиация,
холод и др.) от условий, без которых данное заболева-
ние не может развиваться даже при наличии причинного
фактора [10]
52
Основным фактором считается такой, без которого
даже при наличии всего комплекса условий развития за-
болевания невозможно. Понимание причинно-следствен-
ных отношений является одним из ведущих условий для
прогнозирования возможности развития болезни. Про-
гностический подход предполагает изучение этиологии
не в ходе болезни, а до ее начала. Исходя из этого, сле-
дует придавать важное значение так называемым фак-
торам риска, которые, во-первых, ассоциируются с ши-
роким распространением определенных заболеваний, во-
вторых, с большей частотой выявления новых случаев
данного заболевания. В-третьих, надо учитывать, что
воздействие на эти факторы или их контролирование ве-
дет к снижению риска развития заболевания [166].
В настоящее время наиболее хорошо изучены факто-
ры риска развития ишемической болезни сердца. Не рас-
сматривая подробно этот вопрос, в качестве иллюстра-
ции приведем данные F. Epstein [262] о прогностическом
значении комбинации нескольких факторов риска. Для
таких факторов, как гиперхолестеринемия, артериальная
гипертония при диастолическом давлении выше 90 мм
рт. ст. и курении (любого количества сигарет или папи-
рос) два или три фактора риска имели 38% мужчин, при
этом инфаркт миокарда или внезапная смерть наблюда-
лись в 59% случаев. При наличии всех трех факторов
риска вероятность инфаркта миокарда и внезапной смер-
ти была в 9 раз выше, чем у лиц, не имевших ни одного
из этих факторов.
Большое внимание, которое в настоящее время уделя-
ется массовым эпидемиологическим обследованиям на
заболеваемость ишемической болезнью и другими сер-
дечно-сосудистыми заболеваниями, в значительной сте-
пени способствует более глубокому пониманию состоя-
ний на грани здоровья и болезни. Согласно материалам
ВОЗ [155], массовые медицинские обследования разде-
ляются на три группы: 1) эпидемиологические обследо-
вания для получения информации о состоянии здоровья
определенной популяции людей; 2) эпидемиологический
надзор за болезнями для оценки изменений, происходя-
щих в состоянии здоровья наблюдаемой популяции;
3) скрининг (проспективный), направленный на выявле-
ние латентных и нераспознанных случаев заболевания
среди населения. В таком аспекте массовые обследова-
ния приобретают прогностический смысл и могут играть
53
существенную роль ё развитии представления о болезни
как состоянии организма, возникающем в связи с дей-
ствием ряда причинных факторов, которое начинается
еще при здоровом состоянии. Выявление определенных
факторов риска в ходе массовых эпидемиологических
обследований населения не только обогатило и углубило
учение об этиологии болезней, но и в какой-то мере по-
колебало традиционное отношение клиницистов к оцен-
ке собственно болезни. Факторы риска — это один из
элементов связи нозологии с физиологией и гигиеной,
осознание необходимости изучать причины болезней не
только путем обследования уже заболевших людей, по
п в интервале состояний между нормой и патологией.
Важным моментом, способствующим преодолению су-
губо клинических тенденций в изучении заболеваний,
является интенсивная разработка учения о пред болезни.
Понятие предболезни трактуется по-разному. С. М. Пав-
ленко [180, 196] указывает, что функциональной осно-
вой предболезни являются измененная реактивность ор-
ганизма, характеризующаяся той или иной степенью
нарушения его саморегуляции, а также снижение актив-
ности каких-либо саногенетических механизмов, веду-
щее к ограничению защитно-приспособительных возмож-
ностей организма. Другие авторы понимают предболезнь
как скрытый, или продромальный, период болезни. Од-
нако большинство исследователей считают предболезнь
стадией функциональной готовности организма к разви-
тию определенного заболевания. Эта стадия обратима,
поскольку все изменения еще не связаны со структурны-
ми, морфологическими нарушениями. В то же время со-
стояние предболезни уже песет в себе информацию о
вероятных в будущем специфических болезненных изме-
нениях в организме и в этом смысле это состояние само
является специфическим.
В настоящее время хорошо известны преморбидные
состояния, ведущие к развитию гипертонической болез-
ни, инфаркта миокарда, язвенной болезни. Предболезнь
можно определить как реализованную организмом веро-
ятность заболевания, которая обусловливалась фактора-
ми риска. Предболезнь означает переход определенных
этиологических факторов в патогенетические. Учение о
патогенезе как одно из важнейших направлений в ис-
следовании сущности болезней, механизмов их развития
с диалектико-матсрпалистнческих позиций представляет
54
теоретическую основу нозологии. Главным содержанием
этого направления является проблема перехода количе-
ственных изменений в качественные. В этом плане пред-
болезнь вызывает особый интерес как последний микро-
скачок перед макроскачком — переходом от здоровья к
болезни, от одного качественного состояния к другому.
Предболезнь следует рассматривать не как точку в «про-
странстве» состояний организма, а как некоторую об-
ласть состояний, поскольку можно выделить несколько
фаз предболезни, динамически связанных друг с другом,
а также с состояниями болезни и здоровья Прежде все-
го следует иметь в виду, что при развитии любого забо-
левания происходит активация механизмов саногенеза,
направленных на защиту организма от болезни, на ком-
пенсацию возникших нарушений. В начале заболевания
защитно-компенсаторные процессы могут протекать на
клеточном и субклеточном уровнях и привести к ликви-
дации патологического состояния. Если функциональные
резервы организма достаточны, его «запас прочности»
велик, заболевание может не возникнуть даже при нали-
чии полного комплекса этиологических факторов болез-
ни. Поэтому понимание предболезни как состояния ак-
тивной борьбы организма с повреждающими факторами
очень важно для сближения точек зрения клинициста и
физиолога.
Можно условно выделить две фазы предболезни: с
преобладанием неспецифических изменений и с преобла-
данием специфических изменений. Неспецифическую фа-
зу можно отнести к таким «поломам» адаптационного ме-
ханизма, которые ведут к нарушениям гомеостаза на
уровне обмена информацией, энергией и веществом в це-
лостном организме и еще не могут быть отнесены к оп-
ределенным органам или системам. Изменения в отдель-
ных органах и системах в этой фазе уже могут быть
выражены сильнее, чем в других фазах, но еще не носят
патологического характера, могут быть скрытыми или
эпизодическими. В этой фазе при использовании соответ-
ствующих методов исследования уже можно определить,
какие именно органы и системы будут в дальнейшем
основной ареной патологического процесса. В фазе спе-
цифических изменений достаточно четко намечается ха-
рактер вероятного в будущем заболевания, хорошо опре-
деляются анатомо-морфологические структуры — «ми-
шень» патологического процесса.
65
Переход от фазы неспецифических изменений к фазе
специфических изменений — это микроскачок, в резуль-
тате которого происходит переключение развивающегося
патологического процесса с организменного уровня на
органно-системный, точнее, фокусирование этого процес-
са на определенном органе или системе. Болезнь, несмо-
тря на конкретную анатомо-морфологическую локализа-
цию, всегда является болезнью целостного организма, а
не отдельного органа. Это вытекает из представлений о
целостности живой системы, в которой все элементы
взаимосвязаны и повреждение одного из них компенси-
руется работой других. И в учении об этиологии, и в уче-
нии о патогенезе заболеваний подчеркивается активное
поведение организма как целостной системы, мобилизу-
ющей свои функциональные ресурсы на борьбу с по-
вреждающим агентом.
Дальнейшая разработка проблемы предболезни в со-
четании с глубоким изучением факторов риска может су-
щественно изменить социальную сущность учения о бо-
лезни. Если бы удалось для каждого человека на грани
здоровья и болезни разработать прогнозную модель его
вероятного будущего состояния, то при соответствующей
организации общественного отношения к здоровью как
к социальной ценности болезнь перестала бы быть толь-
ко клинической проблемой. Возникновение болезни — это
макроскачок, появление нового качества, связанного с
существенным ограничением способности человека реа-
лизовать свои возможности и стремления. Но этому ка-
чественно новому состоянию предшествуют микроскач-
ки: человек как бы по ступенькам спускается от здоро-
вья к болезни. Если бы перед ним, прежде чем вспыхнет
красный запрещающий сигнал, сначала загорался преду-
преждающий желтый, это движение от здоровья к бо-
лезни могло бы быть замедленно или даже приостанов-
лено. Вопрос заключается в том, кто и когда должен
дать желтый предупреждающий сигнал, должен ли этим
заниматься врач-клиницист или специалист-физиолог,
Пока этот вопрос остается открытым. Однако бывшая
до последнего времени «ничейной» территория начинает
осваиваться специалистами разных областей, в первую
очередь тех прикладных наук, которые изучают здорово-
го человека в необычных, неадекватных условиях суще-
ствования. Возникновение болезни или патологического
состояния в этих условиях может контролироваться на
56
всех фазах состояний между нормой и патологией, что
открывает путь к распознаванию отдельных микроскач-
ков (состояний), ведущих к макроскачку. Распознавание
таких состояний, предшествующих появлению козологи-
ческих форм, как отмечалось выше, получило название
донозологической диагностики [41]. Объектом такой диа-
гностики, таким образом, является не болезнь и не здо-
ровье, а ряд промежуточных состояний на грани нормы
и патологии.
Состояния на грани нормы и патологии как исход
адаптивного поведения организма
Переход от физиологической кормы к патологичным
состояниям проходит ряд стадий, на которых организм
пытается приспособиться к новым для него условиям
путем изменения функционирования отдельных систем
и соответствующего напряжения регуляторных механиз-
мов. Даже обычные изменения условий существования
биологического объекта, например суточные и сезонные
изменения внешней среды, ведут к закономерной пере-
стройке уровней функционирования и взаимосвязей во
всех системах. Тем более организм человека, испыты-
вающий в условиях современного научно-технического
прогресса непрерывные стрессорные воздействия (эмо-
циональные, производственные, бытовые и др.), необхо-
димо рассматривать, как динамическую систему, тесно
связанную с условиями окружающей среды. Состояние
здоровья и болезни уже не может рассматриваться без
учета процессов адаптации организма, так как послед-
ние направлены на выработку оптимальной стратегии
живой системы, обеспечивающей ее гомеостаз [103].
Термин «адаптация» широко употребляется в послед-
нее время. Его определение в Большой советской энци-
клопедии гласит: «Адаптация — процесс приспособления
строения и функций организмов и их органов к условиям
среды» [9]. В американской энциклопедии адаптация
определяется как сдвиг в функции или форме, поддер-
живающий существование системы в определенной сре-
де [238]. Существуем несколько аспектов в определении
адаптации [238]: а) адаптация используется для обозна-
чения отношения равновесия, которое устанавливается
между организмом и средой; б) адаптацией называют
процесс, при котором организм приспосабливается к но-
вой среде; в) под адаптацией понимается результат при-
57
способительного процесса; г) адаптация связывается с
какой-то определенной целью, к которой стремится орга-
низм. Адаптация как общее универсальное свойство жи-
вого обеспечивает жизнеспособность организма в изме-
няющихся условиях среды и представляет процесс аде-
кватного приспособления функциональных и структур-
ных элементов живого к окружающей среде [89]. Та-
ким образом, существуют статическое понятие адаптации
как свойства биосистемы, ее устойчивости к условиям
среды, подвижности и динамическое понятие как про-
цесса приспособления биосистемы к меняющимся усло-
виям среды [238]. Адаптация как одно из фундамен-
тальных свойств живой материи является результатом и
средством разрешения внутренних и внешних противоре-
чий жизни, она существует и формируется на грани
жизни и смерти, здоровья и болезни, за счет их столк-
новения и взаимоперехода [89].
Защитные приспособительные реакции организма
(саногенез) рассматриваются в виде трех стадий:
1) нормальные физиологические реакции; 2) нормаль-
ные адаптационные изменения; 3) патофизиологические
адаптационные процессы. Нормальная адаптация харак-
теризуется перестройкой функциональной системы за
счет изменения ее состава. При этом зона физиологиче-
ских возможностей функциональной системы смещается
в зону адаптационного фактора. Нормальная адаптация
является защитной реакцией здорового организма, но
может перейти в патологическую адаптацию и стать ос-
новой для развития болезни. Процесс адаптации орга-
низма к условиям среды завершается определенным ис-
ходом. Если действующий фактор невелик по силе или
его воздействие было кратковременным, организм может
сохранить удовлетворительную адаптацию, т. е. сохра-
нить свою оптимальную настройку. В случае чрезвычай-
ной силы воздействий или их большой продолжительно-
сти возникает напряжение регуляторных систем,
включая симпатико- адреналовую систему и корковые
механизмы регуляции. Это приводит к мобилизации за-
щитных приспособлений, которые, включаясь в опреде-
ленной последовательности и нередко опережая развитие
патологического процесса, обеспечивают необходимый
конечный эффект [17].
Перенапряжение систем регуляции может привести к
срыву адаптации с неадекватным изменением уровня
5В
функционирования основных систем организма и появ-
лением патологических синдромов и заболеваний. В про-
цессе адаптации может произойти и приспособление ор-
ганизма к новым условиям, поскольку функциональные
системы обладают пластичностью за счет определенного
диапазона колебаний их элементов. На смену напряжен-
ному состоянию функциональной системы приходит ее
адаптационная перенастройка. Адаптация в известных
пределах предотвращает полом и истощение регулятор-
ных механизмов [238]. Общий адаптационный синдром
[289] облегчает деятельность перенапряженных струк-
тур биосистемы и поэтому является рациональным и
биоэнергетически целесообразным. Однако адаптирован-
ность организма к новым условиям достигается ценой
определенной «биосоциальной» платы. По И. В. Давы-
довскому, это «цена адаптации» [85]. Плата зависит от
резервов. Адаптированность носит не только биологиче-
ский, но и социальный характер и достигается ценой оп-
ределенных повреждений, той или иной дисгармонией
по сравнению с нормой [7]. А. Н. Авцын [7] выделяет
состояние дезадаптированности как «плату» за адапта-
цию, которая вышла за пределы «биосоциального бюд-
жета» и требует от организма все новых усилий. Он по-
лагает, что адаптация ведет к появлению серьезных
сдвигов и делает субъекта предметом изучения патоло-
гов. В связи с этим выделяются и стадии (степени) дез-
адаптации: 1) с дефектом и снижением работоспособ-
ности; 2) с недостаточной способностью к восстановле-
нию; 3) со скрытым дефектом; 4) с сохранением рабо-
тоспособности, но с потенциальными нарушениями.
Вопрос о том, является ли адаптация организма к но-
вым условиям нормальной или патологической, не воз-
никают ли в результате адаптации нарушения, которые
могут привести в дальнейшем к дезадаптации, может
быть решен только на основе глубокого изучения меха-
низмов адаптации. В этом плане наиболее существен-
ными, с нашей точки зрения, являются исследования
Ф. 3 Меерсона [160]. В качестве фундаментального
звена адаптации организма к внешней среде он рассмат-
ривает активацию образования митохондрий и увеличе-
ние мощности системы окислительного ресинтеза АТФ
на единицу массы клетки. Предполагается, что основные
факторы среды, к которым адаптируется организм (на-
пример, холод, гипоксия, физическая нагрузка), раз-
69
Рис. 1. Клеточное звено адаптации [160].
личными путями в итоге приводят к дефициту АТФ,
креатинфосфата, увеличению потенциала фосфорилиро-
вания и активации гликолиза. Эти изменения в свою
очередь ведут к активации генетического аппарата клет-
ки, а последующие изменения направлены на восполне-
ние недостатка энергии (рис. I).
Следует отметить два важных обстоятельства, ко-
торые вытекают из этой концепции. Во-первых, описан-
ные изменения на уровне клетки являются общими при
адаптации организма к разным факторам, несмотря на
то что они могут реализоваться разными путями, через
нервные, эндокринные и гуморальные звенья. Во-вторых,
пусковым механизмом адаптации является энергетиче-
ский механизм. Именно недостаток энергии определяет
дальнейшую цепь информационных, метаболических и
структурных сдвигов. Мы обращаем особое внимание на
энергетический аспект процессов адаптации, так как их
изучение на целостном организме может позволить про-
гнозировать возможные изменения на уровне метабо-
лизма и структуры, т. е. изменения, с которыми в ос-
новном имеет дело современная клиническая медицина.
Ф. 3. Меерсон [160] указывает, что адаптация имеет
свою не только «энергетическую», но и «структурную»
цену.
60
Трансформация адаптации в болезнь происходят в
следующих случаях. 1. В результате чрезмерной интен-
сивности воздействия синтез нуклеиновых кислот и бел-
ков в клетках активируется медленно, дефицит энергии
не устраняется, возникает срыв адаптации. 2. Происхо-
дит структурно-энергетическое обеспечение одних систем
за счет других, при этом приспособительные реакции це-
лостного организма становятся менее эффективными.
3. После активации синтеза нуклеиновых кислот и бел-
ков в аварийной стадии адаптации следующая за ней
стадия относительно устойчивой адаптации вследствие
неадекватности реакции организма может перейти в
стадию локального изнашивания структур.
Во всех этих случаях «ценой» адаптации является бо-
лезнь, которая может рассматриваться как срыв адап-
тации.
Итак, процесс адаптации организма к условиям сре-
ды сложен и характеризуется стадийностью. Прежде чем
возникает болезнь, гомеостатические механизмы, дейст-
вующие в здоровом организме, уступают место механиз-
мам компенсации, которые уже являются основой для
формирования состояний предпатологии, предболезни,
затем наступает стадия обратимых функциональных из-
менений, и только после нее возникает повреждение
структур [212]. В связи с этим Г. И. Сидоренко и
Ю. П. Прокопенко [212] считают, что степень развития
предпатологического процесса определяется величиной
уровня напряжения компенсации. Авторы указывают на
следующие отличительные черты предпатологических со-
стояний: 1) появление элементов компенсации одних
субстратов за счет других; 2) тенденция к саморазвитию
ответной реакции при неизменной интенсивности воздей-
ствия; 3) наличие вторичной индукции элементов повре-
ждения; 4) преобладание неспецифических изменений
над специфическими.
Как можно заметить, в исследованиях различных ав-
торов выявляется некоторая общность, которая заклю-
чается в том, что адаптация рассматривается как ста-
дийный процесс, в котором выявляются по крайней мере
три этапа: устойчивая адаптация, недостаточная адапта-
ция и срыв адаптации. Еще один общепризнанный этап
адаптационного процесса связан с напряжением меха-
низмов адаптации. Однако существует определенное раз-
ногласие в том, понимать ли под напряжением состояние
61
или процесс. По Г. Селье, первая стадия общего адапта-
ционного синдрома, стадия тревоги, заключается в мо-
билизации функциональных резервов организма, требую-
щей определенного напряжения гуморально-гормональ-
ных систем. В результате мобилизации энергетических
возможностей системы или органа возникает неустойчи-
вая адаптация, которая при развитии более глубоких
внутренних изменений может перейти в устойчивую
адаптацию [216]. По мнению В. П. Казначеева [103],
жизнедеятельность организма в неадекватных условиях
проявляется в виде трех этапов: физиологической адап-
тации, состояния напряжения и патологии процессов
адаптации.
Таким образом, напряжение регуляторных механиз-
мов во всех проявлениях адаптации можно рассматри-
вать как процесс перенастройки физиологических си-
стем. В то же время между состоянием полной или
частичной адаптации организма к условиям среды и со-
стоянием неудовлетворительной адаптации, возникаю-
щим вследствие высокой «цены» перенапряжения соот-
ветствующих систем, необходимо выделить и состояние
неустойчивой адаптации (или состояние напряжения ре-
гуляторных механизмов). Следовательно, исходы адап-
тивного поведения биосистемы можно классифицировать
следующим образом:
— состояние удовлетворительной адаптации;
— состояние неполной или частичной адаптации (по-
граничные состояния);
— состояние напряжения регуляторных механизмов
(кратковременная или неустойчивая адаптация);
— состояние неудовлетворительной адаптации;
— состояние истощения (астенизации) и полома
адаптационных механизмов (срыв адаптации).
Эти состояния отражают только одну сторону про-
цесса адаптации — его конечный результат. В практиче-
ском плане исключительно важное значение имеет рас-
познавание степени адаптации организма в конкретных
условиях его деятельности. Такое распознавание на ос-
нове использования представленной классификации ис-
ходов адаптивного поведения получило название донозо-
логической диагностики [41], так как при этом опреде-
ляются состояния организма, предшествующие разви-
тию определенных нозологических форм заболеваннй.
Эти состояния на грани нормы п патологии могут быть
62
названы донозологическими в отличие от нозологических
состояний (болезней), достаточно хорошо изученных
клинической медициной
Структурно-функциональная организация живых
систем и системный подход к оценке состояний
на грани нормы и патологии
Живой организм как сложная, многоуровневая, по-
лифункциональная система, динамически перенастраи-
ваемая в процессе адаптации к условиям внешней сре-
ды, в течение последних 20—30 лет стал объектом
детального математико-кибернетического изучения.
W. Weaver [291], определяя соотношения между биоло-
гией и другими естественными науками, метко охарак-
теризовал предмет классической физики как организо-
ванную простоту, предмет статистической механики —
как хаотическую сложность, а предмет биологии — как
организованную сложность. Ввиду того что для живой
системы характерны большое число переменных и мно-
жество внутренних взаимосвязей, для их успешного изу-
чения необходимо выработать некую общую стратегию
типа системного анализа [294].
По определению М. Месаровича [278], теория систем
есть теория формальных (математических) моделей,
реально существующих (или абстрактных) систем. В об-
щей теории систем применяется наиболее слабая мате-
матическая структура, совместимая с интуитивным смы-
слом данного понятия. Такая модель может основывать-
ся на словесном описании экспериментальных данных
[278]. А. А. Ляпунов [154], характеризуя математико-
кибернетическую часть теоретической биологии, считал,
что она должна изучать строение и функционирование
сложных систем, опираясь на элементарные акты, кото-
рые в них происходят, и режим выполнения этих актов.
В каждый момент времени в результате взаимодействия
структуры и функции живого организма в конкретных
условиях существования возникает определенное состоя-
ние исследуемой системы, которое может быть выражено
через соотношение входного и выходного сигнала [278].
Пространство состояний включает все возможные выход-
ные сигналы для любого заданного входного сигнала с
учетом особенностей структурно-функциональной орга-
низации исследуемой системы.
63
По мнению В. Н. Новосельцева и П. И. Гуминера
[174], использование классической теории управления
для описания живых систем не позволяет дать разверну-
той картины процессов внутри биосистемы. Для иссле-
дования приспособительных реакций организма более
полезен метод пространства состояний. Понятие состоя-
ния трактуется марксистско-ленинской философией как
«количественно-качественное единство свойств, мера су-
ществования вещи или мера определенной стороны дви-
жения» [198]. В Большой советской энциклопедии дано
следующее определение: «...состояние системы всегда ха-
рактеризуется такими величинами, значения которых в
любой момент времени определяются из уравнений изме-
нения состояния системы, если эти величины заданы в
некоторый начальный момент». Например, состояние си-
стемы материальных точек характеризуется координа-
тами и скоростями этих точек. Состояние макроскопиче-
ского тела определено, если во всех его точках заданы
температура, химический состав, смещение и скорость.
Однако такого рода определения пригодны для объектов
точных наук. В биологии, как указывает Л. А. Дартау
[87], преобладает качественное представление состоя-
ния объекта путем выделения его наиболее характерных
и специфических черт. Мы рассматриваем в качестве та-
ких специфических черт структуру и функцию живой
системы.
Состояние системы является объектом прогнозирова-
ния и поэтому оно должно рассматриваться как возмож-
ный результат взаимодействия структуры и функции в
будущем в ответ на определенный входной сигнал,
предъявляемый организму в настоящем. Высокая сте-
пень неопределенности будущего, характерная для жи-
вых организмов, делает особенно важным построение си-
стемных моделей, которые отражают существующие
отношения понятий, совокупность высказываний об
объекте в виде формальной системы. Задача облегчается
тем, что поведение живого организма следует рассмат-
ривать как целенаправленное, т. е. системные описания
могут быть представлены с помощью понятий, которые
выражают цели в поведении системы (такие, как адап-
тация, эволюция, управление, гомеостаз и др.). Таким
образом, одна из важных предпосылок применения тео-
рии систем в биологии заключается в том, что сущест-
вует важный класс ситуаций, в которых эффективное,
64
конструктивное задание системы удается получить
только при помощи описания, основанного на понятии
целенаправленности [278].
В то же время системный подход требует учитывать
достаточно полую совокупность элементов (структур,
уровней, процессов, явлений), объединенных в целое вы-
полнением некоторой общей задачи По мнению одного
из основоположников теории систем L. Bertalanty [254],
целостность организма отражает его индивидуальность
и позволяет говорить о различиях отдельных организмов
«в пространстве, во времени и в действиях». При по-
строении системной модели, предназначенной для оцен-
ки вероятных состояний живого организма в условиях
воздействия различных факторов, важно выбрать наи-
более существенные понятия, которые описывали бы не
только внутреннюю структуру объекта прогноза, но и его
связи с окружающими объектами (биологической и не-
биологической природы), а также поведение в адекват-
ных и неадекватных условиях среды. В этом плане важ-
но учитывать предельные случаи теории моделирования
критических режимов [169].
Объект прогноза — состояние здорового организма в
процессе его адаптации к разнообразным воздействиям
внешней среды — имеет два предельных значения: здо-
ровье и болезнь. Между этими значениями находятся
различные до нозологические состояния, определяемые
по степени адаптации организма к окружающим усло-
виям.
Однако степень адаптации определяет лишь патогене-
тический аспект допозологического диа1ноза. Такой диа-
гноз должен отражать еще и структурный уровень, и уро-
вень функциональной организации. Учитывая все выше-
сказанное, мы выбрали геометрический способ представ-
ления пространства состояний живой системы. Этот
метод нагляден, хорошо отражает целостность структур-
но-функциональной организации п обеспечивает иссле-
дование динамических свойств объекта с несколькими
степенями свободы. В представленной на рис. 2 трех-
мерной модели одной из координат является состояние
(А) живого организма, две другие координаты образуют
структура (Б) и функция (В). Таким образом, мы рас-
сматриваем модель: A=f(B, В). Приведем рабочие оп-
ределения каждого из понятий, входящего в системную
модель.
3 F М Баевский
65
Рис. 2. Трехмерная модель пространственно-временной организа-
ции биосистемы.
1. Структура живых систем — специфиче-
ская, эволюционно и генетически обусловленная иерар-
хия все более сложных материальных субстратов, пред-
ставляющих собой основу для развертывания жизненных
функций. Существует большое число разнообразных
классификаций структурных единиц живой системы. На-
пример Н. В. Тимофеев-Ресовский [220] выделяет че-
тыре главных уровня, характеризующих все многообра-
зие живого на пашей планете: молекулярно-генетиче-
ский, онтогенетический, популяционно-вндовой и биогео-
ценотический. Более часто применяют классификацию,
включающую пять уровней структурной организации
биологических систем: субклеточный, клеточный, орган-
но-системный, организменный, надорганизменный [209].
Мы считаем более удачным для оценки состояний орга-
низма использовать последнюю классификацию. При
этом мы разделяем мнение В. И. Беклемешева [45]
66
о том, что степень организованности — это лишь одна
сторона организации. Структура (форма) организма не
выражает всю его организованность. L. Bertalanty [255]
считает, что организация живого есть единство устойчи-
вости и подвижности, причем момент подвижности пре-
валирует над устойчивостью. То, что называют структу-
рой, является медленным процессом большой продолжи-
тельности; то, что называют функцией, является быст-
рыми процессами короткой продолжительности. Прак-
тика показывает относительную независимость организа-
ции функции от организации соответствующей струк-
туры, так что знание структуры не дает действительного
знания поведения системы в целом [209].
2. Функция живой системы—способ поведе-
ния, в результате которого обеспечивается существова-
ние белковых тел, «существенным элементом которого
является постоянный обмен .веществ с окружающей их
внешней природой» [5]. Благодаря непрерывному про-
цессу обмена веществ происходит, с одной стороны, об-
новление структур, с другой — образуется свободная
энергия, которая поглощается из внешней среды, акку-
мулируется и постепенно расходуется живым организ-
мом. За счет этой свободной энергии и возникает воз-
можность создания таких упорядоченных структур, ко-
торые способны сохранять себя и самовоспроизводиться
[164]. Не рассматривая дискуссионные вопросы о при-
менимости к биологическим системам второго начала
термодинамики [224, 225, 229], можно предполагать, что
в живом организме существуют специфические механиз-
мы, которые противостоят нарастанию энтропии. Одним
из таких механизмов является саморегуляция обмена
веществ, основанная на получении, передаче и исполь-
зовании энергии и информации.
Энергопнформацнонные процессы существенны для
управления живой системой, они определяют, какие
действия выполняет организм (поведенческие акты,
адаптация, поддержание гомеостаза) и с какой ско-
ростью.
В связи с этим становится необходимым учет фактора
времени. С. Waddington [290] писал: «Биологическая
картина сложнее физической в основном по способу, ка-
ким в нее включается время». Для биологической формы
движения материи характерна организованность, аити-
энтропийность как в отношении различных субстратов-
67
структур, так я в отношении развертывающихся в них
процессов, направленных на поддержание целостности
этих структур. Таким образом, функция как способ пове-
дения живой системы включает в себя последовательные
уровни организации процессов обмена веществ, обмена
энергией и информацией и процессов временной органи-
зации.
Независимо от того, рассматриваем ли мы отдельную
клетку, орган или целостный организм, их функциониро-
вание можно описать единым алгоритмом, включающим
четыре этапа [187]: 1) обновление структур с затратой
энергии и вещества; 2) образование и расход энергии
в соответствии с управляющей информацией; 3) прием,
переработка и передача сигнальной информации, обеспе-
чивающие регулирование процессов энергообмена;
4) временное согласование структурного, энергетическо-
го и информационного уровней функционирования. Па-
тологические отклонения возможны на любом из упомя-
нутых уровней. Первичными причинами их появления
при этом могут быть, например, травма (на уровне
структурной организации), гипертермия (на энергетиче-
ском уровне), перегрузка информацией человека-опера-
тора (на информационном уровне). Однако в огромном
большинстве случаев развитие патологии проходит пос-
ледовательно через следующие стадии: а) временное
рассогласование; б) нарушение информационных пото-
ков; в) нарушение обмена энергией; г) нарушение об-
мена веществ; д) разрушение структур. При прогнози-
ровании важное значение имеет возможность выявления
более ранних отклонений путем изучения уровня вре-
менной организации функций, так как отклонения, опре-
деленные на этом уровне, предшествуют информацион-
ным, энергетическим и структурным нарушениям.
3. Состояние живой системы является ре-
зультатом взаимодействия структуры и функции. С по-
зиций системного подхода сложная функциональная си-
стема — живой организм — формируется на основе си-
стемообразующего фактора из множества компонентов
с беспорядочным взаимодействием [18]. Для любой
системы таким фактором является конкретный резуль-
тат ее деятельности. Следовательно, в функциональной
системе структура — функция — состояние в качестве
системообразующего фактора можно рассматривать со-
стояние. В кибернетическом плане каждое конкретное
68
состояние организма является результатом управления
в многоцелевой иерархической системе. Процессы уп-
равления в живых системах можно понимать как такую
организацию целенаправленных и целесообразных воз-
действий, результатом которых является переход систе-
мы из одного состояния в другое. Принцип Ле Шателье
утверждает, что если система, находящаяся в состоянии
равновесия, подвергается воздействию, которое приво-
дит к изменению каких-либо ее параметров, определяю-
щих данное состояние, то система в целом ответит на это
воздействие такими процессами, которые противодейст-
вуют результирующим изменениям переменных систем
или сводят их к нулю.
Состояние целостного организма как результат дея-
тельности функциональной системы определяется опти-
мальностью управляющих воздействий, способностью
управляющих механизмов обеспечивать уравновешива-
ние организма со средой, его адаптацию к условиям сре-
ды. Адаптационно-приспособительная деятельность тре-
бует затрат энергии и информации, в связи с чем можно
говорить о «цене адаптации», которая определяется сте-
пенью напряжения регуляторных механизмов и величи-
ной израсходованных функциональных резервов. Состоя-
ние обычной (средней) жизнедеятельности характеризу-
ется наличием относительной уравновешенности реакций
организма со средой с одновременным поддержанием
гомеостаза внутри системы. Изменение уровня функцио-
нирования системы или ее элементов, в частности уси-
ление информационных, энергетических, метаболических
процессов, не всегда ведет к нарушению гомеостаза,
если не возникает перенапряжение регуляторных меха-
низмов и не истощается функциональный резерв. Таким
образом, состояние организма можно определить тремя
параметрами: уровнем функционирования системы, сте-
пенью напряжения регуляторных механизмов и функцио-
нальным резервом. В зависимости от соотношения этих
параметров можно выделить указанные выше пять сте-
пеней (или пять последовательных этапов) адаптации
организма к условиям окружающей среды или пять до-
нозологических состояний. Следует отметить, что про-
цесс адаптации со всеми пятью последовательными эта-
пами может протекать на любом из пяти структурных
уровней или на любом из пяти уровней функциональ-
ной организации.
69
При оценке состояний следует иметь в виду, что каж-
дая из пяти степеней адаптации в интервале между нор-
мой и патологией (между состоянием удовлетворитель-
ной адаптации и состоянием предболезни) может отно-
ситься к любому из названных пятя уровней функцио-
нальной организации и к любому из пяти структурных
уровней. Таким образом, можно выделить 125 вариантов
(5x5X5) состояний, каждое из которых представляет
собой донозологический диагноз и представлено одним
из 125 элементов пространственной матрицы (см. рис. 2).
Не все из этих состояний можно распознать на основе
использования современных технических средств. Так,
изменения обмена информацией и энергией на субкле-
точном уровне в настоящее время не могут быть иссле-
дованы, хотя они, несомненно, представляют большой
интерес для прогнозирования онкологических заболева-
ний. Фактически обозримая часть системы, если иметь
в виду решение медико-физиологических зачач примени-
тельно к человеку, ограничивается органно-системным,
организменным и надорганизменным уровнями.
Основной смысл системного подхода к прогностиче-
ской оценке состояний живого организма состоит в том,
что, если известно текущее состояние объекта прогнози-
рования, т. е. установлен донозологический диагноз, то
при отсутствии коррекций энтропия системы должна
возрастать, а ее состояние должно постепенно смещаться
в направлении уровня структурных нарушений истоще-
ния адаптационных механизмов. При этом в процесс
должны вовлекаться и соседние уровни структурной ор-
ганизации. Задача прогнозирования заключается в том,
чтобы установить параметры динамики поведения объек-
та прогноза, поскольку живой организм способен под-
держивать свое состояние благодаря деятельности регу-
ляторных систем не только на организменном, но и на
генетическом, экологическом и эволюционном уровнях.
Следовательно, прогностическая оценка состояний пред-
полагает не только постановку донозологического диа-
гноза (т. е. определение точки или элемента в простран-
стве состояний), но и построение вектора состояния,
отображающего скорость и направление перемещения
объекта прогноза из настоящего в будущее.
Глава 3
Методы прогностической оценки
состояний организма
Общие принципы прогностической оценки
состояний организма
В живом организме регуляция метаболических, энер-
гетических и информационных процессов направлена
против увеличения энтропии. Одним из основных прин-
ципов жизни является «организация» [259]. Возмож-
ность выполнения биологической работы зависит от по-
тока свободной энергии, проходящей через организм,
при этом состояние организма изменяется в сторону
приращения отрицательной энтропии [294], т. е. от
меньшей организованности к большей. Были сделаны
попытки выразить метаболические и энергетические про-
цессы через информацию. Расчеты показали, что 1 бит
равен 10-23 кал/моль-град [273]. Эта величина крайне
мала, однако если учесть, что, например, суммарный
поток информации, поступающей в центральную нерв-
ную систему, оценивается в 107 бит [283], то изменения
термодинамической энтропии могут быть значительными.
Если бы удалось каким-либо способом определять сум-
марную энтропию живого организма, то ее динамика
была бы наиболее точным прогностическим критерием.
Увеличению энтропии в процессе перехода организма
от нормы к патологии противостоят механизмы адапта-
ции. Общий адаптационный синдром обеспечивает моби-
лизацию функциональных резервов организма. Происхо-
дят актуализация и лабилизация функциональных си-
стем, что ведет к снижению энтропии. Перенапряжение
и истощение регуляторных механизмов сопровождается
увеличением энтропии, что, в частности, проявляется в
уменьшении согласованности элементов функциональной
системы, ухудшением их синхронизации, ослаблением
корреляционных связей. Вполне правомерен поиск мето-
дов, позволяющих интегрально судить о состоянии регу-
ляторных систем организма «на разных стадиях его адап-
тационно-приспособительной деятельности, т. е. опреде-
лить вектор состояния, направленный из настоящего в
71
будущее. В этом случае прогнозирование можно назвать
исследовательским. С другой стороны, имея варианты
возможных донозологических диагнозов, можно попы-
таться разработать методологию выявления и оценки
наиболее ранних изменений, предшествующих опреде-
ленным ожидаемым отклонениям. В этом случае мы
имеем типичный пример нормативного прогнозирования,
т. е. поиск направлен из будущею в настоящее.
Принципиальное теоретическое различие между ис-
следовательским и нормативным прогнозированием до-
нозологических состояний организма заключается и в
практических вопросах выбора методических приемов и
изучаемых показателей, признаков. При нормативном
подходе должны использоваться методы, применимые к
конкретным функциональным и структурным уровням.
К ним относятся некоторые традиционные клинико-фи-
зиологические методики, однако результаты исследова-
ний интерпретируются в терминах прогностики, а не
диагностики. При исследовательском подходе все этапы
перехода от нормы к патологии оцениваются при по-
мощи какого-либо одного методического приема, кото-
рый позволяет получить информацию о состоянии одно-
временно нескольких регуляторных механизмов и до-
статочно чувствителен к изменениям на разных уровнях
структурно-функциональной организации живой систе-
мы. С этой целью нами разработана система оценок,
основанная на использовании кардиологических показа-
телей.
Сердечно-сосудистая система с ее многоуровневой
регуляцией представляет собой функциональную систе-
му, конечным результатом деятельности которой явля-
ется обеспечение заданного уровня функционирования
целостного организма. Обладая сложными нервно-реф-
лекторными и нейрогуморальными механизмами, систе-
ма кровообращения обеспечивает своевременное аде-
кватное кровоснабжение соответствующих структур. При
прочих равных условиях можно считать, что любому
заданному уровню функционирования целостного орга-
низма соответствует эквивалентный уровень функциони-
рования аппарата кровообращения.
Подобную тесную зависимость можно объяснить с
позиций трехуровневой модели управления в организме,
предложенной С. Н. Браннесом и В. Б. Свечинским [58].
Б системах управления выделяют три звена: управляю-
72
щее, согласующее и управляемое. Согласующее звено
решает задачу отыскания оптимального режима внут-
ренней среды в соответствии с критерием, заданным уп-
равляющими звеньями. Результатом деятельности согла-
сующего звена являются требуемые значения физиоло-
гических параметров, которые служат исходными, задан-
ными значениями для работ систем гомеостаза. В такой
модели к управляющему звену следует отнести цент-
ральную нервную и вегетативную нервную системы, гу-
морально-гормональные подсистемы. Управляемыми зве-
ньями считаются все системы, обеспечивающие непосред-
ственное взаимодействие организма с внешней средой
(перемещение в пространстве, локомоторные акты, необ-
ходимые в процессах труда и самообслуживания, а так-
же речевые акты социального и межличностного обще-
ния и Др.). Все висцеральные системы, включая и систе-
му кровообращения, составляют согласующее звено.
Особенно велика роль системы кровообрашения, ко-
торая благодаря тонким и чувствительным аппаратам
саморегуляции активно участвует во всех проявлениях
жизнедеятельности, обеспечивая необходимый конечный
результат деятельности управляющих и управляемых
звеньев целостного организма путем доставки адекват-
ного количества кислорода и питательных веществ и
своевременного удаления отходов. Система кровообра-
щения с ее нейрогумор альным аппаратом управления и
саморегуляцией реагирует на малейшие изменения по-
требности отдельных органов и систем и обеспечивает
согласование кровотока в них с гемодинамическими па-
раметрами на организменном уровне. Все это дает ос-
нование рассматривать систему кровообращения в ка-
честве универсального индикатора адаптационно-приспо-
собительной деятельности целостного организма.
В клинике и прикладной физиологии изучению сер-
дечно-сосудистой системы всегда придавалось большое
значение не только потому, что патология кровообраще-
ния занимает ведущее место среди заболеваний и откло-
нений в состоянии здоровья. Реакция сердечно-сосуди-
стой системы для врача и физиолога является показате-
лем общей реакции организма. Не случайно любое об-
следование обычно начинается с измерения частоты
пульса и артериального давления. Методы исследования
сердечно-сосудистой системы относятся к числу наибо-
лее разработанных и распространенных. Однако прогно-
73
стический подход к ее исследованию требует дальней-
шего развития методов анализа информации, получае-
мой с помощью традиционных способов и разработки
новых методов. Прогнозирование состояний целостного
организма по данным исследования системы кровообра-
щения может основываться на следующих положениях:
— гемодинамические изменения в различных органах
и системах (мозг, легкие, печень, конечности) обычно
возникают раньше, чем соответствующие функциональ-
ные нарушения (это касается и сердечной мышцы, в ко
торой изменения кровотока предшествуют метаболиче-
ским и структурным нарушениям);
— изменения энергетического обмена в миокарде
предшествуют снижению его сократительной функции и
развитию гемодинамических и метаболических сдвигов
(как правило, они отражают состояние обмена энергией
в целостном организме);
— информационные процессы в сердечно-сосудистой
системе, в том числе нервная и гуморальная регуляция
кровообращения, изменяются раньше, чем выявляются
гемодинамические, метаболические или энергетические
нарушения (при этом процессы регуляции и управления
в сердечно-сосудистой системе достаточно полно харак-
теризуют и обмен информацией на уровне целого орга-
низма) ;
— исследование процессов временной организации,
координации и синхронизации информационных, энерге-
тических и гемодинамических процессов в сердечно-сосу-
дистой системе позволяет прогнозировать возможные
изменения не только аппарата кровообращения, но и це-
лостного организма.
Концепция о системе кровообращения как индикато-
ре адаптационно-приспособительной деятельности орга-
низма была впервые сформулирована нами в моногра-
фии «Космическая кардиология» [185]. На протяжении
более чем 10 лет на основе результатов исследований в
области космической медицины, физиологии труда и
спорта, возрастной физиологии, массовых обследований
населения выработалась определенная методология, ко-
торая отличается от традиционного клинико-физиологи-
ческого подхода как выбором методов, так и интерпре-
тацией результатов. Дело в том, что практика клинико-
физиологических обследований направлена на распозна-
вание и выявление болезней и патологических состояний,
74
обусловленных нарушением гомеостаза или наличием
структурных нарушений. При прогностических обследо-
ваниях стоит задача оценки состояний в основном при
отсутствии нарушений гомеостаза. Более того, необходи-
мо установить возможный риск развития таких наруше-
ний путем определения степени адаптации организма к
условиям окружающей среды. Решить эту задачу, поль-
зуясь только традиционными методами, невозможно.
Состояние организма как результат деятельности
функциональной системы определяется уровнем функ-
ционирования физиологических систем, степенью напря-
жения регуляторных механизмов и функциональным ре-
зервом. Рассмотрим некоторые общие подходы к выбору
методов для оценки этих параметров.
При оценке уровня функционирования можно исполь-
зовать известные показатели, характеризующие инте-
гральный эффект деятельности соответствующих систем:
ударный и минутный объем, минутный объем дыхания и
потребление кислорода, мышечную силу и скорость пси-
хомоторных актов. Однако важное значение приобрета-
ет соответствующая градация изменений каждого пока-
зателя, необходимая для распознавания переходов с од-
ного уровня функционирования на другой. Для оценки
степени напряжения регуляторных механизмов из тра-
диционных клинико-физиологических методов можно ис-
пользовать лишь биохимические способы определения со-
держания кортикостероидов и катехоламинов в крови и
моче. Но трудоемкость этих методов и невозможность
их широкого использования, в частности в производст-
венных условиях, вынуждает искать другие подходы к
исследованию этого важного параметра адаптационно-
приспособительной деятельности организма. В этом на
правлении уже достигнуты определенные успехи, создан
и успешно используется ряд других методов, которые бу-
дут подробно изложены ниже. Функциональный резерв
физиологической системы (или целостного организма)
не тождествен традиционно определяемым функциональ-
ным возможностям. Разнообразные нагрузочные пробы
в физиологии и клинике направлены на сцепку способ-
ности организма достигать заданного уровня функцио-
нирования без нарушения гомеостаза. В прогностиче-
ском плане более важен вопрос о «стоимости» данной
нагрузки для организма. При этом речь должна идти не
о максимально возможных нагрузках, как это имеет ме-
75
сто в спорте, а о минимальных нагрузках, включая «на-
грузку повседневной деятельностью», которая главным
образом и определяет текущий уровень функционирова-
ния организма.
Методы оценки уровня функционирования
физиологических систем
Целостный организм не является простой суммой фи-
зиологических систем и органов, он объединяет их в
единую функциональную систему, которая обладает
свойствами самоконтроля, саморегуляции, самоуправле-
ния. Постоянное уравновешивание организма со средой
требует непрерывной перенастройки внутренних связей
между физиологическими системами, изменения их ак-
тивности, регулирования их уровня функционирования.
Под уровнем функционирования физиологической систе-
мы понимают относительно стабильную величину специ-
фических реакций, обусловленную природой раздражи-
теля и свойствами системы [232]. Каждая из физиоло-
гических систем, обладая собственным уровнем функцио-
нирования, участвует в поддержании гомеостаза и обес-
печении адаптационно-приспособительной деятельности.
Концепция П. К- Анохина [18] о результате как си-
стемообразующем факторе применима и к отдельным
физиологическим системам, и к целостному организму:
«Результат является неотъемлемым и решающим ком-
понентом системы, инструментом, создающим упорядо-
ченное взаимодействие между всеми ее компонентами»,
добавим также, что и между организмом и внешней сре-
дой (так как организм и среда в свою очередь также
представляют собой функциональную систему). Надо
полагать, что для каждого отдельного случая равнове-
сия организма с внешней средой существует свой уро-
вень функционирования физиологических систем, опре-
деляемый деятельностью управляющих механизмов. Ос-
новным системообразующим фактором для отдельных
физиологических систем является гомеостаз, стремление
к внутреннему уравновешиванию. Для целостного орга-
низма как функциональной системы таким фактором яв-
ляется адаптация, стремление к уравновешиванию со
средой. Адаптация и гомеостаз — вот два конечных ре-
зультата, организующие соответствующие функциональ-
ные системы. Эти результаты могут быть достигнуты
76
благодаря деятельности биологических систем управле-
ния и наличию специфических регуляторных механизмов.
Для того чтобы выбрать критерии оценки уровней функ-
ционирования физиологических систем и целостного ор-
ганизма, мы должны прежде всего рассмотреть некото-
рые общие принципы уравновешивания в живой системе.
С позиций кибернетики живой организм является
многоуровневой самоуправляемой системой. Схематично
систему управления в живом организме можно предста-
вить в виде иерархии двухконтурных систем. Каждая из
этих систем состоит из двух уровней высшего н низ-
шего, внешнего и внутреннего или центрального и авто-
номного, взаимодействующих между собой на основе
обмена информацией по каналам прямой и обратной свя-
зи [184]. Так как величина реакции или активность си-
стемы тесно связана с деятельностью внутренних и внеш-
них механизмов управления, можно полагать, что уро-
вень функционирования физиологических систем зависит
от степени централизации управления. Чем сильнее воз-
действие центрального уровня управления на автоном-
ный, чем выше активность внешнею механизма управле-
ния, тем выше уровень функционирования системы в це-
лом. Следовательно, величина реакций физиологической
системы определяется взаимодействием механизмов уп-
равления, а их специфичность — свойствами самой си-
стемы.
Обычный (нормальный, средник) уровень функцио-
нирования физиологических систем означает минималь-
ное (или оптимальное) взаимодействие высших и низших
уровней управления. Автономность низших уровней ос-
вобождает высшие от необходимости постоянно участво-
вать в локальных регуляторных процессах. Вмешатель-
ство высших уровней (механизмов) управления в рабо-
ту низших происходит только в том случае, когда поток
информации (энергии, вещества) превышает возмож-
ность управляющего механизма. Такое вмешательство
становится необходимым и в случае нарушения взаим-
ной координации нескольких подсистем (контуров, меха-
низмов) низшего уровня. Оптимальное сочетание прин-
ципов централизации и автономности управления в жи-
вом организме обеспечивает максимальную адаптивность
целостной системы при ее взаимодействии с факторами
внешней среды. Следовательно, автономная деятельность
внутренних механизмов управления означает оптималь-
77
ное сочетание их активностей В соответствии с задачами
целостной системы, определяемыми сочетанием внешних
механизмов. Вмешательство внешних механизмов в дея-
тельность внутреннего, превышающее его роль «коорди-
натора», указывает на то, что система в целом находит-
ся в состоянии адаптивной перестройки, осуществляет
приспособление к новым условиям, тому или иному дей-
ствующему на нее раздражителю. Такая адаптивная
перестройка может происходить и в результате измене-
ния состояния одного из координируемых звеньев. В этом
случае функциональная система вынуждена компенсиро-
вать возможную дискоордпнацию с тем, чтобы восстано-
вить равновесие.
Можно выделить специальный уровень адаптацион-
ных реакций (гомеостатических и гомеокинетических) с
тремя градациями в зависимости от степени «вмешатель-
ства» высших механизмов в деятельность внутренних:
уровань контроля, уровень регуляции, уровень управле-
ния. Последняя градация уровня адаптационных реак-
ций—уровень управления — означает максимальную
централизацию управления и нередко является «вынуж-
денной мерой», необходимой для сохранения целостности
и выживания организма (например, при воздействии
экстремальных факторов). Если центральные и автоном-
ные механизмы не могут обеспечить соответствующий
уровень функционирования целостной системы, развива-
ется так называемая патологическая адаптация (см. вы-
ше). Ее сущность заключается в такой перестройке си-
стемы, которая обеспечивает стабилизацию состояния
ведущих функций организма путем включения дополни-
тельных функциональных элементов (специфические
компенсаторные реакции) или путем перехода на более
низкий уровень функциональной организации своей дея-
тельности. В этом случае уже могут развиваться нозоло-
гические формы патологии, чаще в виде преморбидных
состояний обратимого характера.
Итак, переход от среднего нормального уровня жиз-
недеятельности к приспособительной адаптивной пере-
стройке функций, а затем и к компенсаторным реакциям
патологической адаптации обусловлен изменениями во
взаимодействии управляющих механизмов (внутреннего
и внешнего), влияющих на уровень функционирования
физиологических систем. Сущность такого взаимодейст-
вия заключается в изменении интенсивности функциони-
78
рования соответствующих структур, энергетических и
метаболических процессов, направленном на обеспечение
необходимого конечного результата в ответ на то или
иное воздействие. Однако наблюдаемый эффект, по мне-
нию В. М. Фролова [232], является следствием сложно-
го взаимодействия ряда переменных условий, важней-
шими из которых являются: 1) биологические свойства
Организма; 2) его исходное функциональное состояние
перед воздействием; 3) неспецифическая устойчивость
организма; 4) интенсивность и качественные особенно-
сти воздействия на организм. Рассмотрим эти условия в
плане прогностического подхода к оценке состояния ор-
ганизма.
Биологические свойства организма оп-
ределяются его гено- и фенотипом. Живому организму
свойственна индивидуальная способность к перестройке
с одного уровня функционирования на другой. Здесь не-
обходимо различать два качества: способность к быст-
рой (или медленной) перестройке и способность к дли-
тельному поддержанию достигнутого уровня в неаде-
кватных условиях среды. По скорости перестройки мож-
но выделить два крайних типа: устойчивый (инертный)
и лабильный (пластичный). Организм первого типа, по-
падая в неадекватные условия, стремится сохранить
свойственный ему уровень функционирования, а второго
типа пытается приспособиться к окружающей среде пу-
тем изменения собственных параметров. Наличие двух
типов приспособления к воздействиям можно рассматри-
вать как проявление двух стратегий адаптации: гомео-
статической и гомеокинетической [106]. У каждого чело-
века регуляторные механизмы обладают определенной
степенью инертности и пластичности. Таким образом, в
реальных условиях существует не два крайних типа, а
бесчисленное число их вариантов, классификация кото-
рых является делом будущего. Учет типа регуляции
очень важен для прогнозирования возможного ответа
организма. Реакция на субэкстремальные и экстремаль-
ные воздействия носит защитный характер и, в этом
случае полезным свойством организма является инерт-
ность, устойчивость его физиологических систем, направ-
ленная на сохранение существующего уровня функцио-
нирования. При субэкстремальных воздействиях (осо-
бенно длительных) реакции организма носят приспосо-
бительный характер и в таких условиях максимально
79
проявляются пластичность и подвижность физиологиче-
ских систем.
Существенным компонентом в оценке ожидаемой ре-
акции организма является скорость перестройки уровня
функционирования. Переходные процессы в биологиче-
ских системах служат объектом детального изучения, и
в этом направлении благодаря применению теории авто-
матического управления достигнуты серьезные успехи.
Дж. Милсум [167] показал, что реакция биологических
систем на входной сигнал зависит как от природы (слож-
ности) системы, так и от формы входного сигнала. В за-
висимости от вида воздействия (импульсное, скачкооб-
разное, линейно возрастающее) изменяется и выходной
сигнал. Форма ответной реакции системы определяется
ее динамическими свойствами и может быть описана со-
ответствующим математическим выражением в виде пе-
редаточной функции. При описании динамики биосистем
следует учитывать ее структуру. Звенья, составляющие
структуру системы, по теории автоматического регули-
рования принято делить на три типа: интегрирующие,
инерционные и колебательные [19]. Для звеньев каж-
дого типа существуют своя передаточная функция и оп-
ределенная частотная характеристика. Так как реальные
биосистемы являются многозвеньевыми (причем звенья
различного типа могут соединяться и последовательно,
и параллельно), для описания их динамики нередко при-
меняют сложные системы дифференциальных уравне-
ний. Возникающие в ответ на входные воздействия ре-
акции биосистемы носят характер переходного процесса,
который зависит от передаточных функций и частотных
характеристик звеньев и отражает процесс перехода
биосистемы на новый уровень функционирования.
Переходный процесс свидетельствует о наличии неус-
тойчивого состояния функциональной системы. Следо-
вательно, устойчивыми нужно считать такие состояния,
которые характеризуются определенным стабильным
уровнем специфических реакций. Однако, строго говоря,
ни одна из физиологических систем организма не обла-
дает таким уровнем. Постоянные флюктуации функцио-
нальных показателей — это закономерное явление в жи-
вых системах, обусловленное одним из ведуших принци-
пов их организации, принципом устойчивого неравнове-
сия, сформулированным Э. Бауэром в 1935 г. [44].
С этих позиций и следует рассматривать одно из важ-
80
ных условий обеспечения необходимого уровня функцио-
нирования—исходное функциональное со-
стояние организма.
Физиологические системы непрерывно изменяют свой
уровень функционирования. Реальные биологические
процессы представляют собой сложную суперпозицию
разнообразных динамических процессов, завуалирован-
ных друг другом и случайными возмущениями. При этом
динамика системы в целом или входящих в нее подси-
стем отображается параметрами скрытых колебательных
процессов и трендов, а взаимодействие элементов внутри
системы — суперпозицией и наложением случайных про-
цессов с различными законами распределения. Количе-
ственная оценка отдельно параметров скрытых колеба-
тельных составляющих, трендов и случайных составляю-
щих позволяет с разных сторон охарактеризовать исход-
ное состояние биологической системы, что имеет не толь-
ко большое теоретическое, но и сугубо практическое
значение для задач прогнозирования состояний. Таким
образом, биологические и физиологические процессы мо-
гут быть лишь условно отнесены к стационарным. Ста-
ционарность означает наличие относительной уравнове-
шенности реакций организма со средой и одновременное
поддержание гомеостаза внутри организма. При этом
различные флюктуации параметров живого организма
могут рассматриваться как стационарный случайный
процесс, если они удовлетворяют условию эргодичности,
т. е. если усреднение по времени соответствуют усредне-
нию по множеству реализаций. Например, при математи-
ческом анализе ритма сердца оценка стационарности
процесса зависит от времени наблюдения. Стационарный
процесс в широком смысле может включать в себя н
повторяющиеся переходные процессы (дыхательные и
более медленные флюктуации сердечного ритма). Дру-
гим примером может служить анализ ряда физиологиче-
ских функций в производственных условиях при наличии
ритмически повторяющихся операций.
В соответствии с наличием этих компонентов реаль-
ных биологических процессов (колебательного, случай-
ного и тренда) можно выделить три группы изменений
исходного функционального состояния организма, отра-
жающих изменения уровня функционирования: периоди-
ческие, непериодические и изменения с постоянной
составляющей. К периодическим изменениям прежде все-
81
го относятся суточные.колебания физиологических функ-
ций [8, 14]. Сущесткует отчетливая сезонная периодич-
ность функционального состояния, обусловленная как
физическими условиями среды, так и особенностями пи-
тания, двигательной активности и образа жизни. Опре-
деленное значение могут иметь, по-видимому, некоторые
эндогенные околомесячные, окологодичные и многолет-
ние ритмы [241, 242]. К непериодическим изменениям
исходного функционального состояния следует отнести
изменения, вызванные переездом в другую климатиче-
скую зону или климатический пояс, гео-, гелио- или ме-
теорологическими воздействиями, заболеваниями (напри-
мер, гриппом), а также обусловленные нервным напря-
жением или перенапряжением и др.
Изменения функционального состояния с постоянной
составляющей могут быть социально или биологически
обусловленными. К первой группе относятся изменения,
связанные с профессиональными факторами. Организм
людей определенных профессий по мере накопления
опыта или в результате многолетних специфических воз-
действий среды постепенно изменяет свой исходный
функциональный статус. В эту же категорию входят из-
менения, обусловленные регулярными спортивными тре-
нировками, специальной подготовкой (летчика, космо-
навта). К биологически обусловленным изменениям сле-
дует отнести возрастные изменения функционального
состояния (рис. 3 взят с некоторыми изменениями из ста-
тьи Г. И. Сидоренко и Ю. Н. Прокопенко [212]). Каждая
стадия возрастных изменений входит в диапазон соответ-
ствующей возрастной нормы и не требует специальных
лечебных воздействий. Стадия гомеостатических реакций
характерна для людей в возрасте до 21—23 лет. Исход-
ное функциональное состояние в этом возрасте можно
считать оптимальным [31], ответы организма на воздей-
ствие факторов внешней среды адекватны, т. е. не со-
провождаются включением в механизм адаптации каких-
либо дополнительных звеньев. Стадия компенсаторных
реакций наблюдается в возрасте 25—40 лет. В этот пе-
риод исходный функциональный фон менее благоприя-
тен для развертывания адаптационных процессов и воз-
можности (пределы) адаптации ограничены. У 40—50-
летиих людей наблюдается стадия обратимых измене-
ний, исходное функциональное состояние характеризу-
ется относительной неустойчивостью. Уровень функцио-
82
Рис. 3. Стадии возрастных изменений.
нирования всех систем в той или иной мере находится
под контролем центральных механизмов. Даже неболь-
шие воздействия могут привести к переходу системы на
уровень гомеостатических нарушений, однако возникаю-
щие изменения обратимы, если воздействия не слиш-
ком интенсивные или длительные. После 50 лет разви-
вается стадия повреждения; возникающие отклонения
уже не компенсируются и не восполняются, вслед за на-
рушением гомеостаза возникают и структурные необра-
тимые изменения.
Применительно к сердцу В. Док, И. Маидельбаум и
Р- Маидельбаум [260] предложили термин «пресбикар-
дия» — снижение способности сердца адекватно реагиро-
вать на нагрузки (по аналогии с пресбиопией — возраст-
ным снижением аккомодационной способности глаза).
Вероятно, для донозологической диагностики чрезвычай-
но важным является учет возрастных особенностей орга-
низма, хотя в каждой популяции можно наблюдать ин-
дивидуумов как с исходным уровнем функционирования
выше соответствующих возрастных норм, так и с проти-
воположным отклонением от среднестатистической нор-
мы. Таким образом, следует говорить о хронологическом
и физиологическом возрастах индивидуума, которые, как
правило, не совпадают (понятно, что более благоприят-
ными в прогностическом смысле являются случаи, в ко-
83
торых физиологический возраст меньше хронологиче-
ского) .
Важным условием для установки определенного уро-
вня функционирования является неспецифическая
устойчивость организма — способность сохра-
нять существующий уровень функционирования при тех
или иных воздействиях. Неспедифическая устойчивость
зависит, с одной стороны, от генотипа (т. е. индивидуумы
с гомеостатическим типом регуляции более устойчивы к
различным воздействиям, чем лица с гомеокинетическим
типом регуляции), с другой стороны, от предшествующей
тренировки и в определенной мере может изменяться.
Так, систематические физические упражнения повышают
устойчивость организма к воздействию многих других
факторов (гипоксия, вестибулярные раздражители, луче-
вые воздействия, утомление). Неспецифическая устойчи-
вость снижается при заболеваниях, перенапряжениях,
утомлении.
Установление определенного уровня функционирова-
ния организма и его физиологических систем является
конечным результатом адаптации к воздействию факто-
ров среды. Биологические свойства организма, его ис-
ходное функциональное состояние и неспецифическая
устойчивость влияют на уровень функционирования си-
стемы в значительной степени или несущественно в за-
висимости от интенсивности и качественных
особенностей воздействия, оказываемого па
организм. Под интенсивностью воздействия подразуме-
вается величина любого раздражителя, влияющего на
живую систему и вызывающего в ней изменения [232],
однако ввиду качественного разнообразия раздражите-
лей трудно построить единую шкалу интенсивностей. Су-
щественное значение имеет и время действия того или
иного раздражителя, что еще более затрудняет класси-
фикацию раздражителей. Мы предлагаем выделять три
условные градации интенсивности: 1) умеренную, 2) вы-
раженную, 3) максимальную (имеется в виду интенсив-
ность воздействия на пороге переносимости организмом),
а также три градации по времени действия: кратковре-
менные, длительные и постоянные воздействия.
На рис. 4 схематично показана динамика физиоло-
гической системы (организма) при воздействии неаде-
кватных факторов среды: по оси ординат — уровни функ-
ционирования, по оси абсцисс—интенсивность неаде-
84
Нарушения
структуры
_____i______11 t ttltt___________f nt mt____________Lffl
Обычные Умеренные________________Выраженные Мансималь-
₽ем" Длительные Постоянные Нратно- Дли- Постстн-Ноатно-
>здеиствия----------------——-----------------------------——--------
Рис. 4 Динамика физиологической системы при воздействиях
различной интенсивности и длительности
кватных воздействий на организм. Так, умеренные по ин-
тенсивности воздействия при длительном действии вызы-
вают переход системы на уровень контроля или даже
уровень регуляции, а при постоянном действии в зависи-
мости от индивидуальных особенностей возможен пере-
ход на уровень управления или стабилизации на уровне
контроля или регуляции. Выраженные интенсивности
воздействующего фактора на короткое время вызывают
переход системы на уровень управления, а при длитель-
ном действии могут обусловить нарушение гомеостаза в
отдельных системах и органах. При постоянном же дей-
ствии факторов с выраженной интенсивностью вряд ли
возможна стабилизация биосистемы на каком-либо уро-
вне: она постепенно достигает уровня структурных нару-
шений. Наконец, максимальные интенсивности воздей-
ствия в непродолжительное время могут вызвать нару-
шение гомеостаза и структурные нарушения (например,
при действии на организм перегрузок). Однако обычно
подобные воздействия на грани переносимости благода-
ря соответствующему профотбору и тренировке бывают
85
соизмеримы с биологическими возможностями opiarma-
ма: действие факторов космического полета при выводе
корабля на орбиту, действия человека-оператора в на-
пряженных и аварийных ситуациях, деятельность людей
в Арктике, спортивные соревнования и др. Длительное
действие факторов с максимальной интенсивностью до-
статочно быстро нарушает гомеостаз, вызывает струк-
турные нарушения и гибель организма.
Переходя к вопросу о качественных особенностях
воздействий на организм, следует прежде всего обра-
титься к работам И. М. Сеченова [211], Н. Е. Введен-
ского [64] и ряду более поздних исследований [274], в
которых рассмотрена связь между интенсивностью воз-
действия и характером ответной реакции возбудимых
структур биологической системы. Дак известно, раздра-
жения небольшой интенсивности (подпороговые) хотя
и не вызывают специфической реакции, однако не явля-
ются для физиологической системы индифферентными,
например, они могут при повторении вызвать эффектив-
ную реакцию (феномен суммации, по И. М. Сеченову).
Минимальную интенсивность раздражителя, способного
вызвать едва заметную реакцию, называют пороговой
[232]. При этом в реакции физиологических систем на-
чинают выявляться специфические черты. Существует
также верхний предел реакции физиологической систе-
мы — «потолок» (уже никакие воздействия не могут по-
высить уровень функционирования). В этом диапазоне,
от «порога» до «потолка», физиологические системы
функционируют как линейные [232] в соответствии с
«правилом силы».
По Н Е. Введенскому, интенсивность раздражения,
вызывающего максимальную реакцию физиологической
системы, следует назвать оптимумом, а более сильные
раздражения, сопровождающиеся снижением специфиче-
ских реакций системы,— пессимумом. В. М. Фролов
[232] предлагает считать реакцию песснмума началом
запредельного функционирования, при котором физиоло-
гические системы функционируют уже как системы не-
линейные, и выделяет два поддиапазона уровней функ-
ционирования: 1) линейные — от «порога» до «потолка»
с четырьмя уровнями (припороговым, субоптимальным,
оптимальным и предельным); 2) нелинейные — от пре-
дельного уровня до тормозной стадии парабиоза. Линей-
ные уровни соответствуют предложенным нами уровням
86
средней жизнедеятельности (припороговый), контроля
(субоптимальный), регуляции (оптимальный), управле-
ния (предельный). Уровень гомеостатических нарушений
следует считать началом запредельных, нелинейных
уровней функционирования. Таким образом, интенсив-
ность раздражителя (воздействия) может сама по себе
влиять на качество ответной реакции (например, в обла-
сти уровней запредельного функционирования возника-
ют различные парабиотические эффекты).
Количественный подход к оценке уровня
функционирования организма и физиологических систем
представляет большой научный и практический интерес.
Выше был обоснован выбор сердечно-сосудистой систе-
мы в качестве индикатора адаптационно-приспособитель-
ной деятельности целостного организма. В клинической
и физиологической практике уровень функционирования
сердечно-сосудистой системы принято определять по ми-
нутному объему кровообращения (МОК), отражающему
ее способность обеспечивать адекватное снабжение кро-
вью органов и тканей. Поскольку эта основная функция
сердечно-сосудистой системы выполняется только при
условии достаточной объемной скорости кровотока, то,
помимо МОК, в качестве основных показателей опреде-
ляют еще среднее динамическое давление (СДД) в ар-
териях и периферическое сопротивление (ПС) в прека-
пиллярах. Эти показатели характеризуют количество
протекающей через сосуды крови [203] и, следователь-
но, доставляемых тканям кислорода и питательных ве-
ществ. Так как уровень кровоснабжения органов и тка-
ней отражает уровень метаболических процессов, то и
вся концепция сердечно-сосудистой системы исходит из
представлений о степени нарушения метаболизма в ор-
ганах и тканях, в частности об уровне метаболических
процессов в миокарде. При этом механизмы управления
метаболизмом в сердечной мышце рассматриваются как
внутренний механизм по отношению к внешнему, энерге-
тическому, механизму.
Наиболее полно сопряжение энергетических и мета-
болических процессов в миокарде при адаптационно-при-
способительной деятельности целостного организма рас-
смотрено в работах Ф. 3. Меерсона [159, 161]. Автор
убедительно показал, как изменение энергетических про-
цессов в миокарде (дефицит энергии) ведет к перестрой-
ке процессов метаболизма, а затем и к структурным
87
изменениям. Уменьшение содержания в миокарде бога-
тых энергией фосфорных соединений (например, при
физической нагрузке, воздействии холода, гипоксии)
приводит к активации синтеза нуклеиновых кислот и
белков и развитию гипертрофии сердца [ 16) ]. Объектом
клинической практики являются синдромы, обусловлен-
ные метаболическими сдвигами (нарушение коронарно-
го кровотока, изменение электрокардиограммы, болевой
приступ, вызванный гипоксией миокарда, и др.). Физио-
логический анализ этих синдромов показывает, что их
первопричиной является дефицит энергии, т. е. измене-
ния энергетических процессов предшествуют изменению
метаболизма. Следовательно, для решения прогностиче-
ских задач и оценки состояний на грани патологии целе-
сообразно исследовать энергетические аспекты деятель-
ности сердечно-сосудистой системы.
Способность сердца совершать полезную работу —
перемещать кровь в сосудистой системе — является ос-
новным показателем функционального состояния мио-
карда. Количественные оценки этого показателя обычно
осуществляются по объемной скорости кровотока, опре-
деляемой МОК, величина которого в свою очередь зави-
сит от ударного объема и частоты сердечных сокраще-
ний. Ударный объем есть результат преобразования
энергии одного сердечного сокращения во внешнюю ра-
боту. величина которой определяется по формуле [24]:
W — Р“*Ууд J Т'Ууд . ( Ууд У
вн- 735,5 2R-105 tCHCTS /’
где Wdh — внешняя работа сердца, кГм;
Ра — среднее давление в аорте за систолу, мм рт ст .
Утл — ударный объем левого желудочка. смг;
Т — относительная плотность крови (1,05 г/с№),
g— ускорение силы тяжести (981 см/с*):
1с-тт — длительность систолы, с;
S — площадь поперечного сечении аорты, см
Можно использовать и более простую формулу:
WBH=PaVyH+-^-(V скорость кровотока в аорте, м/с).
Внешняя работа сердца, результат сложных струк-
турных, метаболических и энергетических преобразова-
ний в миокарде, полностью не определяется интенсивно-
стью преобразования химической энергии в механиче-
скую. Поскольку часть энергии расходуется на создание
соответствующего давления в желудочках в фазе изо-
88
метрического сокращения, то общая работа сердца ха-
рактеризуется напряжением, развивающимся в миокар-
де во время систолы. Развитие напряжения актомиози-
новых миофибрилл мышцы сердца является непосредст-
венным результатом трансформации химической энергии
фосфатной связи АТФ в механическую [190]. Общая ра-
бота сердца, определяемая по напряжению, развиваемо-
му миокардом, характеризует не только интенсивность
распада АТФ, но и потребление кислорода и коронарный
кровоток, т. е. метаболические процессы в миокарде.
Соотношение общей и внешней работы сердца является
показателем его эффективности как преобразователя
энергии В функциональной системе, обеспечивающей
выполнение сердцем насосной функции, объединяется
множество разнородных элементов, связанных с самыми
разнообразными структурными и функциональными
уровнями не только аппарата кровообращения, но и
всего организма. Системообразующим фактором этой
системы можно считать конечный результат ее деятель-
ности— внешнюю работу.
Уровень функционирования сердца как насоса, опре-
деляемый по его внешней работе, тесно связан с деятель-
ностью ряда управляющих механизмов, обеспечивающих
адекватное уравновешивание организма со средой и под-
держание гомеостаза различных физиологических систем
внутри организма. Как указано выше, при прочих рав-
ных условиях уровень функционирования физиологиче-
ской системы зависит от степени централизации управ-
ления. Однако наряду со степенью централизации, т. е.
величиной связи между высшим и низшим контурами уп-
равления, существенно важным является соотношение
активностей или уровней функционирования этих кон-
туров. Применительно к деятельности сердца можно
рассматривать двухконтурпую систему: общая работа
сердца —внешняя работа сердца. В этой системе контур
регуляции внешней работы (поскольку конечный резуль-
тат деятельности сердца — его внешняя работа) зависит
от уровня процессов энергообразования в миокарде.
Согласно гипотезе Ф. 3. Меерсона [161], дефицит
энергии играет роль сигнала, который опосредованно,
через сложный механизм, активирует генетический ап-
парат клетки, что ведет к увеличению мощности систе-
мы митохондрий и соответственно к повышению интен-
сивности функционирования структур (ИФС), т. е. рабо-
85
ты, производимой единицей массы сердца. Регуляция
ИФС миокарда является функцией высшего (или цент-
рального) контура рассматриваемой нами системы. Низ-
ший (или автономный) контур регулирует расход энер-
гии на внешнюю работу сердца, т. е. на полезную рабо-
ту по перемещению крови в сосудистом русле. Вопрос
о соотношении общей и внешней работы сердца занимает
важное место в прогностической оценке нарушений
функционирования сердечно-сосудистой системы. Эффек-
тивность сердца как преобразователя энергии химиче-
ских реакций в полезную механическую работу опреде
ляется выражением [22]:
Чобщ— Ч)ф
где — эффективность преобразования энергии химических пре-
вращений в энергию концевой фосфатной сиязи АТФ;
Чв — эффективность преобразования энергии концевой фосфат-
ной связи АТФ в механическую энергию напряжения уп-
ругих элементов миофибрилл;
т)т — эффективность преобразования энергии напряжения мио-
фибрилл в общую работу сердца;
цм — эффективность преобразования общей работы сердца в
полезную внешнюю работу.
Для двухконтурной системы это выражение можно
представить в виде з]м= —, где числитель связан
ЧфЧиЧг
с конечным результатом деятельности сердца — его
внешней работой (WBH), а знаменатель—с ИФС, т. е. с
общей работой сердца (W06m). Тогда величина Цм отра-
жает взаимосвязь между WBU и АУОбщ (цм=^г-^). Можно
выделить три стадии гомеостатических нарушений: энер-
гетическую, метаболическую, структурную. Энергетиче-
ская стадия характеризуется снижением W06m при со-
хранении высокого расхода энергии на WBH. Метаболи-
ческая стадия возникает в качестве компенсаторной
реакции на дефицит энергии, сопровождается перестрой-
кой обменных процессов в миокарде, уевлением актив-
ности систем, обеспечивающих окислительное фосфори-
лирование и другие звенья процесса энергообразовапия.
При этом наблюдается увеличение Шобщ на фоне сни-
женного или обычного расхода энергии на WBe. Эта ста-
дия переходит в стадию структурных изменений, обус-
ловленную повышенным износом митохондриального ап-
парата в результате длительного интенсивного фуикцио-
90
пирования. При этом наблюдается снижение как Wocm,
так и We».
Методы измерения общей и внешней ра-
боты сердца достаточно хорошо разработаны в экс-
периментальной кардиологии. В исследованиях на жи-
вотных путем зондирования полостей сердца и крупных
сосудов можно непосредственно измерить величины дав-
лений и скоростей, что позволяет по соответствующим
формулам вычислить значения WnK и WO6№ в целом и
раздельно правых и левых отделов сердца. Современные
методы эхокардиографического изучения сердца позво-
ляют определить объемы желудочков, толщину стенок
миокарда, скорость сокращения его различных участ-
ков, т. е. дают довольно подробную информацию о со-
кратительной деятельности сердца. Однако эти данные
могут быть использованы преимущественно для оценки
внешней работы сердца, интенсивности сокращения же-
лудочков и не позволяют судить об общей работе. Кос-
венное представление о внешней работе сердца может
быть также получено по данным электрокимографии,
реографии сердца, артериальной тахоосциллографии,
баллистокарчиографии и других методов.
По нашему мнению, для практического использова-
ния наиболее удобен метод баллистокардиографии. По-
скольку прогностическая оценка состояний на грани нор-
мы и патологии в основном применяется по отношению
к контингентам практически здоровых людей, то необ-
ходим метод, пригодный для широкого использования в
лабораторных и производственных условиях средним
медицинским персоналом, достаточно простой в техни-
ко-методическом плане и информативный в клинико-фи-
зиологическом плане. Этим требованиям в наибольшей
мере удовлетворяет баллистокарднография, которая за-
ключается в регистрации интегрального эффекта всех
механических перемещений, связанных с сердечной дея-
тельностью,— перемещений центра тяжести тела [43].
Одно из непосредственных проявлений перемещения об-
щего центра тяжести тела состоит из движений самого
тела, однако в силу ряда причин оно не аналогично пе-
ремещению центра тяжести. Регистрируя движения те-
ла, мы фактически исследуем силы, действующие изну-
три тела, с помощью приборов, расположенных снаружи
(примерно так же, как сейсмологи по колебаниям поч
вы определяют характер явлений, происходящих в глу-
61
бинах земной коры). Колебания тела, лежащего на не-
подвижной жесткой поверхности, не идентичны переме-
щениям центра тяжести вследствие расходования части
механической энергии на преодоление сил трения и эла-
стического сопротивления тканей. В простой баллистиче-
ской системе участвуют три вида сил: вынуждающие (F),
тормозящие (0х), силы эластической отдачи (Dx) Ре
зультатом действия всех этих сил является инерция тела
(Мх), их взаимосвязь выражается формулой: F=Mx-|-
+₽x+Dx.
Идеальные условия для регистрации перемещений
центра тяжести тела и, следовательно, внешней работы
сердца создаются при полном соответствии между вы-
нуждающими силами и инерцией тела, т. е. если бы сер-
дечно-сосудистые силы расходовались лишь на переме-
щение тела (F — Мх). Такие условия могут быть только
в невесомости на космическом корабле. Весьма значи-
тельное приближение к идеальным условиям достигает-
ся с помощью специальных ультранизкочастотных бал-
листокардиографов, основной частью которых является
легкая платформа, слабо связанная с землей [279]. При
использовании более простых систем для регистрации
баллистокардиограмм внешнюю работу сердца можно
измерить с определенной ошибкой, однако при соответ-
ствующих конструкции датчика и методике исследова-
ний такая ошибка может стать постоянной величиной.
При этом возникает возможность оценить условную бал-
листическую энергию сердечного сокращения, которая
пропорциональна внешней работе сердца.
Мы не считаем возможным рассматривать более под-
робно методику баллистокардиографии, она описана в
соответствующей литературе [43, 260]. Важно отметить,
что баллистокардиограмма (БКГ) чрезвычайно чувст-
вительна к самым небольшим изменениям скорости из-
гнания крови и появлению заметного временного десин-
хроиоза в деятельности правых и левых отделов сердца.
Характерными являются дыхательные вариации ампли-
туды и формы БКГ, на чем основана, в частности, обще-
принятая классификация степени отклонения БКГ от
нормы по Брауну [43]. В несколько упрощенном и при-
ближенном к практике клинико-физиологических иссле-
дований виде эта классификация представляет собой
следующее: 1-я степень отклонений — БКГ, в которых
амплитуда сегмента 1J на выдохе составляет меньше по-
62
0 S

СНГ
Ри<- S Синхронная запись ЭКГ, СКГ и БКГ.
товины амплитуды этого сегмента на вдохе, причем ком-
плексов с малыми 1J меньше, чем с нормальными 1J;
2-я степень отклонения—малых комплексов IJ БКГ
больше, чем нормальных, во время выдоха могут наблю-
даться отдельные неправильные по форме комплексы;
3-я степень отклонений — комплексы БКГ с малой
амплитудой на вдохе и различными их искажениями на
выдохе;
4-я степень отклонений БКГ представляет собой хао-
тическую кривую с нерегулярными волнами.
При анализе БКГ прежде всего определяют степень
отклонения БКГ по Брауну (качественный анализ), а
затем измеряют ряд амплитудных и временных показа-
телей (количественный анализ) (рис. 5). Все эти изме-
нения производят в максимальном и минимальном ком-
плексах или только в максимальном с дополнительным
определением IJmuh- Кроме того, определяют ряд произ-
водных показателей: дыхательный коэффициент (ДК) и
баллистический индекс (БИ), которые позволяют коли-
чественно охарактеризовать степень дыхательных вариа-
ций БКГ.
ДК=имаксДЛмПВ; БИ=ииии/1К макс
Количественный и качественный анализ БКГ позво-
ляет судить о деятельности сердца как гемодинамическо-
го насоса. A. Noordergraaf [279] предположил, что
БКГ — кривые смещения являются в сущности плетиз-
ез
мограммами всего тела, т. е. алгебраической суммой пле-
тизмограмм всех сосудов. Следовательно, Б КГ скорости,
регистрируемые с помощью электромагнитных датчиков,
отражают ускорения тока крови в крупных сосудах. По-
этому изменения формы Б КГ комплексов можно интер-
претировать как результат изменения скорости движе-
ния крови на разных фазах сердечного цикла. Измене-
ния Б КГ кривой всегда указывают на какие-либо нару-
шения гемодинамической функции сердца. Амплитудные
изменения свидетельствуют об изменении внешней рабо-
ты сердца, т. е. уровня функционирования сердца как
насоса. Изменения формы кривой отражают нарушения
координированности сокращений правых и левых отде-
лов сердца. Дыхательные колебания могут интерпрети-
роваться как функциональная дезадаптация сердца, т. е.
его неспособность адаптироваться к изменениям притока
крови на разных фазах дыхания.
Значительно сложнее обстоит дело с определением
общей работы сердца. Напряжение, развиваемое сердеч-
ной мышцей, равно произведению давления в желудочке
(Рж) на радиус желудочка (г), деленному на удвоен-
ную толщину стенки желудочка (2S): №овщ=Рж-г/25.
Для вычисления Wocm по этой формуле необходимы дан-
ные, которые можно получить в эксперименте на живот-
ных или в клинических условиях при зондировании сер-
дечных полостей. Другой способ оценки WO6tn заключа-
ется в вычислении показателя бРж/dt, т. е. крутизны
подъема кривой Рж. Этот показатель характеризует
мощность сердца как генератора механической энергии,
но для его определения необходимы записи кривых Рж.
Косвенное представление о скорости повышения Рж
можно получить по кинетокардиограмме или апекскар-
диограмме ускорения. Поскольку напряжение миокарда,
увеличение давления в желудочках происходят в фазе
изометрического сокращения, то длительность этой фазы
также может быть показателем общей работы сердца.
Одним из относительно новых кардиологических ме-
тодов, возникших в связи с практическими потребностя-
ми космической физиологии, является сейсмокардиогра-
фия [37]. Этот метод заключается в регистрации коле-
баний грудной стенки при изменениях объема сердца и
крупных сосудов и положения сердца в процессе сокра-
щения. Сейсмокардиограмма (СКГ) состоит из двух
колебательных циклов (см. рис. 5), первый из которых
84
возникает и достигает максимума в фазе изометрическо-
го сокращения, а второй —в начале диастолы. СКГ яв-
ляется 3-, 4-производной от объемных изменений, это
означает, что она лучше, чем другие методы, отражает
изменения скорости механических перемещений, обус-
ловленных сердечной деятельностью. Так как максимум
СКГ возникает в фазе изометрического сокращения, то
он может отражать изменение скорости (крутизну) на-
растания внутрижелудочкового давления. По Н. С. Фе-
тисову [230], в СКГ можно выделить 4 группы колеба-
ний: 1) предсердный комплекс А, который выявляется
в интервале времени, соответствующем отрезку PQ;
2) систолический комплекс А1; 3) диастолический комп-
лекс А2; 4) комплекс АЗ, обусловленный гидравлическим
ударом при перемещении крови из предсердий в желу-
дочки в фазе быстрого наполнения желудочков. Наибо-
лее четко эти компоненты выявляются при регистрации
СКГ в четвертом межреберье слева от грудины.
Мощность сейсмических колебаний в разных участ-
ках грудной стенки неодинакова. Изучение топографии
сейсмических эффектов показывает, что максимальные
колебания выявляются в трех зонах, соответствующих
проекциям правого и левого желудочков и аорты [234].
Форма записей СКГ и амплитудные соотношения ее ком-
понентов в каждой из указанных зон различны, однако
временные их показатели строго совпадают. Это означа-
ет, что во всех проекциях СКГ отражает одни и те же
явления, в частности комплекс А1 соответствует механи-
ческим процессам в фазе изометрического сокращения.
Различия в амплитудных соотношениях, по-видимому,
связаны со способом передачи механической энергии к
поверхности грудной клетки. Для практических целей
необходимо выбрать способ записи, дающий наиболее
стабильные результаты. Мы используем запись СКГ с
мечевидного отростка грудины. Грудина служит своеоб-
разным интегратором механической энергии, генерируе-
мой сердцем. Поэтому записи СКГ, полученные в обла-
сти грудины у разных людей, можно сопоставить (с уче-
том конституциональных, половых и возрастных особен-
ностей). На характер СКГ значительное влияние оказы-
вают конструкция датчика и его частотная характери-
стика.
При анализе СКГ наряду с определением амплитуды
(или площади) А1, косвенно характеризующей уровень
95
общей работы сердца, измеряют и другие показатели
(см. рис. 5). Амплитуда А2 отражает величину сил, свя-
занных с гидродинамическим ударом при торможении
тока крови в аорте и легочной артерии при закрытии
соответствующих клапанов в начале диастолы. Амплиту-
да А2 тем больше, чем выше скорость изгнания и пери-
ферическое сопротивление. Длительность А1 связана с
асинхронизмом сокращений левого и правого отделов
сердца. Увеличение этого показателя указывает на бо-
лее значительную, чем обычно (до 0,03 с), десинхрониза-
цию. Механическая систола может быть определена по
СКГ путем измерения интервала времени от начала А1
до начала А2 (1А1А2). Наконец, при совместной записи
ЭКГ, СКГ и БКГ можно определить период напряжения
и его фазы (асинхронное и изометрическое сокращения),
а также период изгнания. При этом началом изометри-
ческого сокращения следует считать первое быстрое ко-
лебание в комплексе А1 СКГ, а началом периода изгна-
ния— вершину волны Н БКГ-
Прогностическая оценка уровня функционирования
системы кровообращения не должна исчерпываться ре-
гистрацией и анализом СКГ и БКГ, хотя эти параметры,
как показано выше, дают достаточную информацию для
суждения о процессах энергообразования и расхода
энергии при сердечной деятельности. Системный подход
предпола! ает комплексную оценку метаболических, энер-
гетических и информационных процессов, а также их
временной координации. В связи с этим при прогности-
ческих исследованиях необходимо измерить по крайней
мере основные показатели, характеризующие работу ап-
парата кровообращения: минутный и ударный объем,
частоту сердечных сокращений, артериальное давление.
В частности, для определения ударного объема (УО) на-
ряду с общеизвестными методами Старра и Бремзера —
Ранке [152] можно использовать и формулу С. Agress
[249]; УО-16,5+0,48 ЕТ —0,31 1СТ, где ЕТ и 1СТ-
соотвстственно продолжительность фаз изгнания и изо-
метрического сокращения При сравнении с методом
разведения красителей авторы получили коэффициент
корреляции, равный 0,95 (для здоровых лиц в условиях
покоя). По возможности в исследованиях уровня функ-
ционирования организма как целостной системы целесо-
образно исследовать внешнее дыхание (частоту и глуби-
ну дыхания, минутный объем вентиляции, жизненную
96
емкость легких, потребление кислорода), температуру
тела, систему крови (гемоглобин, эритроциты, СОЭ).
Энер1етическне процессы в миокарде, на которые мы
обращаем на данном этапе основное внимание, тесно
связаны с метаболическими процессами. Те и другие в
свою очередь зависят от деятельности многих систем ор-
ганизма, без информации о которых трудно интерпрети-
ровать данные об обшей и внешней работе сердца. Де-
фицит энергии или избыточная интенсивность функцио-
нирования структур миокарда является пусковым меха-
низмом адаптационной реакции, протекающей в целост-
ном организме при участии всех его систем и органов.
Система кровообращения и, в частности, сердце как пре-
образователь энергии химических превращений в меха-
ническую энергию перемещения крови могут служить
индикатором этой целостной реакции всего организма.
Методы оценки степени напряжения регуляторных
механизмов
Прогностический подход к оценке текущего состояния
организма заключается в определении степени его адап-
тации к условиям окружающей среды. Как известно,
процесс адаптации определяется взаимодействием пото-
ков материи, энергии и информации и протекает во вре-
мени. Результатом такого взаимодействия является оп-
ределенный уровень функционирования организма и его
систем. Достижение того или иного уровня функциони-
рования осуществляется благодаря деятельности меха-
низмов регуляции и управления.
Рассмотренные в предыдущем разделе общие прин-
ципы биологического управления и, в частности, двух-
контурная модель позволили сформулировать представ-
ление об уровне функционирования в связи с особенно-
стями взаимодействия внешнего и внутреннего (цент-
рального и автономного) механизмов управления. Пока-
зано, что адаптивная перенастройка функциональной си-
стемы, направленная на изменение уровней функциони-
рования ее элементов, осуществляется путем активного
воздействия центральных (внешних) механизмов на ав-
тономные (внутренние). Процессы управления в живых
системах можно понимать как такую организацию целе-
направленных и целесообразных воздействий, результа-
том которой является переход системы из одного состоя-
4 Р М. Баевский
97
пия в другое [73]. Тогда адаптационно-приспособитель-
ную деятельность организма можно изучать через про-
цессы управления, направленные на поддержание рав-
новесия внутри организма и между организмом и средой.
Эти процессы характеризуются двумя явлениями: актуа-
лизацией — усилением активности ряда систем и органов
(элементов функциональной системы) и лабилизацией—
вовлечением в активное уравновешивание (включение в
состав функциональной системы) других органов и си-
стем [216]. Повышение уровня функционирования, по-
следовательный переход от уровня контроля к уровню
регуляции, от уровня регуляции к уровню управления
требует все более активного вмешательства центральных
механизмов в деятельность автономных.
Таким образом, несмотря на сохранение гомеостаза,
адаптивное уравновешивание организма со средой, «це-
на» такой адаптации увеличивается, растет напряжение
процессов регуляции. Активность управляющих систем,
необходимую для поддержания соответствующего уров-
ня функционирования организма вли для его перехода
на другой, более адекватный условиям уровень функ-
ционирования, можно определить степенью напряжения
регуляторных механизмов. Следовательно, степень на-
пряжения выступает в качестве своеобразной «цены»
адаптации, в то время как уровень функционирова-
ния— это результат адаптации. Повышение степени на-
пряжения регуляторных механизмов обеспечивается как
усилением активности специфических нейрогормональ-
ных систем (актуализация), так и увеличением корре-
ляции, взаимодействием элементов в функциональной
системе, вовлечением в процесс адаптации новых эле-
ментов (лабилизация).
Сущность процессов регуляции заключается в непре-
рывном обмене информаций между управляемым и уп-
равляющим элементами системы по каналам прямой и
обратной связи. Исследование принципов обратной свя-
зи послужило основой для развития современной кибер-
нетики, науки об общих закономерностях управления в
живом организме и машине [293]. В двухконтурной си-
стеме высший контур получает информацию о состоянии
низшего, перерабатывает эту информацию и формирует
сигналы управления. Непрерывный кругооборот инфор-
мации обратной связи и информации управления имеет
определенные временные характеристики. Для возннкно-
98
вения информации управления необходимо, чтобы сум-
марное время приема, переработки и передачи информа-
ции было существенно меньше времени, необходимого
для восстановления исходного состояния системы, или
времени ее перехода на новый уровень функционирова-
ния. Изучение клеточных регуляторных механизмов,
обеспечивающих постоянные колебания концентраций
молекул, которые отражают действие отрицательных об-
ратных связей, позволило Б. Гудвину [265] выдвинуть
представление о колебательной природе энергетических
и температурных параметров клетки как основе специ-
фических молекулярных механизмов регуляции. Много-
численные литературные данные [8, 27, 241] указывают
на то, что на всех уровнях организации живой системы
деятельность регуляторных механизмов связана с коле-
бательными процессами. Несомненно, колебательные яв-
ления в живом организме имеют двойственную природу-
эндогенную и экзотенную.
Эндогенная природа колебаний в биологических си-
стемах связана с нестабильностью живых структур. Так,
непрерывное изменение структуры клетки было обнару-
жено с помощью интерференционных оптических мето-
дов в лаборатории Г. М. Франка. Предполагают, что вы-
явленные колебания структуры обусловлены ритмиче-
ской деятельностью митохондрий, которая совпадает с
ритмикой окислительных процессов. Примером экзоген-
ной природы колебаний в живой системе является су-
точная периодика физиологических функций [27, 193].
Адаптация к 24-часовому циклу вращения Земли яви-
лась для всех живых организмов средством выживания
и инструментом совершенствования своих приспособи-
тельных механизмов. Поэтому 24-часовой ритм обнару-
живается на всех уровнях: от клеточного до организмен-
ного. Этот ритм постоянно поддерживается физическими
датчиками времени (освещенность, температура, измене-
ния магнитного поля Земли), а у человека и социальны-
ми датчиками времени (режим труда и отдыха, питания,
сна, ритм социальной деятельности). Таким образом, иа
всех уровнях происходят колебания структурного, энер-
гетического и информационного равновесия с периодами
от миллисекунд до 24 ч, а также с более длительными
интервалами. Эти колебания являются отражением «ус-
тойчивой неравновесности биологических систем» и обес-
печивают поддержание гомеостаза. Следовательно, на-
99
пряжение регуляторных систем по содержанию — это за-
траты энергии и информации на управление соответст-
вующими функциональными элементами, а по форме—
осуществление колебательных (ритмических, периодиче-
ских, циклических) процессов, направленных на оптими-
зацию структуры и функции.
Для целостного организма характерно наличие коле-
бательных процессов с различными периодами, которые
отражают деятельность механизмов саморегуляции, об-
условленную непрерывной адаптацией организма к ок-
ружающей среде. Колебательные процессы обнаружива-
ются на всех уровнях живой системы. В зависимости от
исследуемого уровня организации, в направлении от мо-
лекулярно-клеточного к организменному, период колеба-
ний увеличивается от миллисекунд и минут до часов
и суток. Следовательно, период колебаний в биосистеме,
связан с материальным субстратом, в котором колеба-
ния возникают. Переход к более высоким уровням струк-
турной организации ведет к увеличению этого периода
[27]. Учитывая закономерности взаимодействия цент-
ральных и автономных механизмов регуляции (высшего
и низшего контура), из которых следует, что вмешатель-
ство высшего контура управления в деятельность низ-
шего с целью изменения его уровня функционирования
требует определенного времени, соизмеримого с собст-
венным периодом колебаний управляющей системы, мы
приходим к следующему определению переходного про-
цесса. Переходные процессы в биологических системах
по содержанию представляют собой вмешательство бо-
лее высоких уровнен управления в деятельность более
низких, а по форме — это изменение уровня функциони-
рования определенных систем, происходящее со скоро-
стью, обусловленной периодом собственных колебаний в
управляющей системе. Затраты энергии, информации и
структуры на управление нижележащими контурами
при необходимости вмешательства в их деятельность
также являются одной из форм напряжения регулятор-
ных механизмов.
Управление и регуляция на разных уровнях живого
организма представляют собой организованные во вре-
мени процессы информационного взаимодействия эле-
ментов функциональной системы. Временная организа-
ция этих процессов определяется задачами внутреннего
и внешнего (автономного и центрального) управления и
100
особенностями материального субстрата, в котором раз-
вертываются процессы управления и регуляции. Непре-
рывное поддержание заданного уровня функционирова-
ния в условиях взаимодействия системы (элемента) с
другими системами (элементами) требует постоянной
затраты энергии и информации, т. е. определенного на-
пряжения регуляторных механизмов. Управление ниже-
лежащими системами (элементами) связано с «навязы-
ванием» собственного периода колебаний, а в случае
однократного управляющего стимула — с переводом уп-
равляемой системы на соответствующий уровень функ-
ционирования за время, равное не более чем одному
«рабочему циклу» управляющей системы Переходные
процессы отражают характерные особенности систем
управления, участвующих в их организации, прежде все-
го своими временными параметрами. Затраты энергии
и информации на осуществление переходного процесса
определяют степень напряжения соответствующих регу-
ляторных механизмов. Можно предположить, что чем
выше уровень управления, тем больше затраты энергии
и информации на контроль, регуляцию, управление.
Адаптационно-приспособительная деятельность цело-
стного организма — это непрерывно следующие друг за
другом переходные процессы, требующие определенного
напряжения регуляторных механизмов. Одновременно в
организме осуществляется и поддержание равновесия
(гомеостаза) между различными функциональными си-
стемами и внутри функциональных систем. Этот процесс
связан с обеспечением постоянной синхронизации коле-
баний в различных звеньях системы управления и тоже
требует затрат энергии и информации. Степень напряже-
ния регуляторных механизмов при этом или ином со-
стоянии организма определяется его текущим уровнем
функционирования, наличием и характером воздействия
и особенностями реакции комплекса нервно-гуморально-
гормональных систем. Определенная степень напряже-
ния необходима для поддержания состояния средней
нормальной жизнедеятельности как в условиях относи-
тельного покоя, так и при обычной деятельности. Одна-
ко производственные, социальные и бытовые нагрузки
у человека требуют уже более высокого уровня функ-
ционирования организма, определенной актуализации и
лабилизации органов и систем и, следовательно, более
высокой степени напряжения. Человек легко адаптиру-
101
ется к таким повседневным нагрузкам и, чередуя их с
отдыхом, полностью восстанавливает способность к тон-
кому уравновешиванию со средой в процессе обычной,
повседневной деятельности. При предъявлении организ-
му более значительных воздействий, особенно субэкстре-
мальных и экстремальных, вступает в действие меха-
низм, обеспечивающий общую неспецифическую реак-
цию организма — общий адаптационный синдром с вклю-
чением соответствующих звеньев регуляции.
Поскольку в Дальнейшем речь пойдет о методиках
оценки степени напряжения регуляторных механизмов,
кратко остановимся на современных представлениях о
нервных и гуморально-гормональных механизмах стрес-
са, понимая под этим термином совокупность стереотип-
ных, феногенстически запрограммированных песпецифи-
ческих реакций организма. Бесспорно, что пусковым и
регулирующим механизмом всех этих реакций является
центральная нервная система (ЦНС). По мнению К. И.
Погодаева [193], действие стрессора на ЦНС вызывает
последовательно ряд стадий, которые в зависимости от
интенсивности и времени воздействия могут переходить
друг в Друга: возбуждение — перевозбуждение (перена-
пряжение) — адаптация - утомление — истощение в го-
ловном мозге. При этом автор указывает, что именно в
результате напряжения или перенапряжения процессов
метаболической адаптации в головном мозге разверты-
вается последующая деятельность единых нейрогумо-
ральных и внутриклеточных механизмов регуляции, при-
водящая к защите или повреждению организма на раз-
ных его уровнях.
По Г. Н. Кассилю [121], каждое воздействие на ор-
ганизм (стрессор), возбуждая кору и лимбико-ретику-
лярную систему головного мозга, высвобождает норадре-
налин из связанной клетками гипоталамуса формы. Нор-
адреналин действует на адренореактивные элементы
ретикулярной формации, приводит в состояние повышен-
ного токуса симпатические центры и тем самым активи-
рует симпатнко-адреналовую систему. Это ведет к усиле-
нию синтеза адреналина в мозговом слое надпочечников
и увеличению его содержания в крови. Количество нор-
адреналина в крови зависит от реактивности нервного
звена симпатико-адреналовой системы. При высокой ре-
активности ее гормонального звена содержание в крови
адреналина, который через гематоэнцефалический барь-
102
ер (ГЭБ) поступает в адренореактивные элементы зад-
него отдела гипоталамуса, стимулирует образование
кортикотропинреализующего фактора (КРФ) и активи-
рует систему гипоталамус — гипофиз — кора надпочечни-
ков В результате образования адренокортикотропного
гормона (АКТГ) происходит выброс в кровь кортикосте-
роидов, которые, проникая через ГЭБ в ЦНС, по закону
обратной связи регулируют образование КРФ и тем са-
мым уровень кортикостероидов в крови. Большое зна-
чение в регуляции надпочечниковой системы имеет
транскортин. Связывая кортикостероиды, он не позволя-
ет им проникать через ГЭБ и нарушает обратную связь;
при этом КРФ продолжает выделяться, непрерывно сти-
мулируя образование кортикостероидов, что ведет к ис-
тощению системы гипоталамус — гипофиз — кора надпо-
чечников.
Описанный гуморально-гормональный механизм ре-
гуляции, конечным результатом которого является ак-
тивация гипофиз-надпочечниковой системы, является
стратегическим, так как гормоны коры надпочечников
влияют на метаболические процессы во всех тканях, по-
вышая резистентность и защитные силы целостного ор-
ганизма. Текущая оперативная регуляция функций осу-
ществляется через вегетативную нервную систему под
контролем высших вегетативных центров в головном
мозге.
Вегетативная нервная система является древнейшей
частью нервного аппарата и иннервирует внутренние ор-
ганы, железы, сосуды, гладкую мускулатуру и часть по-
перечнополосатой мускулатуры. Симпатический отдел
вегетативной нервной системы обеспечивает адаптаци-
онно-трофическое влияние на внутренние органы и мы-
шечную систему, изменяя в них течение обменных про-
цессов, и, таким образом, оперативно воздействует в
направлении восстановления нарушенного равновесия,
оптимизации энергетических и обменных процессов в
тканях и органах. Симпатический и парасимпатический
отделы постоянно активно взаимодействуют, благодаря
чему осуществляется тонкое приспособление организма к
внешним условиям. Вегетативная нервная система наря-
ду с ЦНС и системой гипофиз — кора надпочечников со-
ставляет единую нейрогуморальную систему регуляции
функций и обеспечивает оперативное и стратегическое
управление в целостном организме. Более быстрые опе-
103
ративные механизмы включаются в ответ на любое воз-
действие, активно изменяя уровень функционирования
соответствующих органов и систем. Стратегические ме-
ханизмы вступают в действие позже и обеспечивают бо-
лее полное приспособление организма к длительно
действующим или часто повторяющимся нагрузкам. Важ-
ную роль играют эти механизмы и в реакциях восстанов-
ления после кратковременных воздействий. В зависимо-
сти от силы и длительности воздействия можно разли-
чать три периода защитно-приспособительной реакции:
— преимущественное действие оперативных механиз-
мов регуляции;
— одновременное действие оперативных и стратеги-
ческих механизмов;
— преимущественное действие стратегических меха-
низмов.
Во всех случаях защитно-приспособительные реакции
вначале носят неспецифический характер, что наиболее
четко показано в разработанной Г. Селье концепции об-
щего адаптационного синдрома [289]. Этот синдром от-
ражает способ поведения целостной системы — живого
организма — в интервале между состоянием удовлетво-
рительной адаптации организма к среде и состоянием
болезни, которая представляет собой полом адаптацион-
ного механизма. Таким образом, общий адаптационный
сиидром можно рассматривать как «физиологическую
меру» организма против болезни. Три стадии этого синд-
рома характеризуются вначале общей мобилизацией ре-
сурсов организма, требующей активной централизации
управления функциями, затем в стадии резистентности
за счет определенного напряжения регуляторных систем
достигается некоторый уровень функционирования, не-
обходимый для уравновешивания организма со средой,
и, наконец, вследствие перенапряжения и истощения ме-
ханизмов регуляции достигнутое равновесие нарушает-
ся, возникают специфические изменения в органах и фи
энологических системах.
Процессы адаптации являются одним из фундамен-
тальных свойств живого организма. Их сущность заклю-
чается в самосохранении функционального состояния
биосистемы в неадекватных условиях среды за счет пе-
рестройки взаимодействия уровней информации, энергии
и структуры. Неспецифичность процессов адаптации вы-
работалась в ходе эволюции живых организмов как спо-
104
соб обеспечения максимальных приспособительных воз-
можностей путем использования наименьшего количест-
ва морфофизиологических структур [238]. По мнению
К. М. Завадского [238], если бы на каждое воздействие
среды организм отвечал только специфическими адапта-
циями, то это потребовало бы выработки чрезмерного
числа механизмов, а следовательно, и структур, их обес-
печивающих. Последнее привело бы живую систему к
такой избыточности и перегрузке различными морфофи-
зиологическими структурами, которые были бы несов-
местимы с жизнью.
Концепции, выдвинутые Г. Селье, и современные по-
ложения теории адаптации с каждым днем находят все
более широкое применение в различных областях меди-
цины и физиологии, особенно для решения прикладных
вопросов, связанных с контролем за состоянием чело-
века в неадекватных условиях среды (например, в авиа-
ционной и космической медицине, на производстве, в
спорте). Учет степени напряжения регуляторных систем
лежит в основе алгоритма принятия решений в случаях
физических и нервно-психических перенапряжений, а
также при разработке систем прогнозирования состоя-
ния человека в экстремальных условиях [238]. Исходя
из теории адаптации и на основании анализа собствен-
ных и литературных данных по изучению реакций орга-
низма спортсменов, летчиков, космонавтов, рабочих, вы-
полняющих работу различной тяжести, мы предлагаем
следующую рабочую классификацию состояний по сте-
пени напряжения регуляторных систем организма.
I. Состояния, пограничные с нормой при минималь-
ном напряжении регуляторных механизмов. Эти состоя-
ния обусловлены полной или частичной адаптацией ор-
ганизма к неадекватным факторам среды.
11. Состояния напряжения, проявляющиеся мобилиза-
цией защитных механизмов, в том числе повышением
активности симпатико-адреналовой системы и других си-
стем организма. При этом приспособление к неадекват-
ным условии среды может быть только кратковремен-
ным.
111. Состояния перенапряжения, для которых харак-
терны недостаточность адаптационных защитно-приспо-
собительных механизмов, их неспособность обеспечить
оптимальную адекватную реакцию организма на воздей-
ствие факторов внешней среды.
105
IV. Состояния срыва (полома) механизмов адапта-
ции или состояния предболезни, в которых можно выде-
лить две стадии: а) истощение (астенизация) регулятор-
ных механизмов с преобладанием неспецифическпх
изменений над специфическими; б) собственно премор-
бидные, специфические изменения. Данная классифика-
ция должна рассматриваться как сугубо рабочая и не
претендует на тонкий анализ механизмов процесса адап-
тации.
Определение степени напряжения регуляторных меха-
низмов связано по существу с диагностикой указанных
состояний. Эта задача чрезвычайно сложная, тем не ме-
нее ее пытаются решить в различных областях приклад-
ной физиологии на основе различных, преимущественно
эмпирических подходов. Одним из важных методов изу-
чения состояния регуляторных механизмов и степени их
напряжения на уровне целостного организма могло бы
явиться непрерывное определение содержания в крови
адреналина, норадреналина и кортикостероидов. Однако
в настоящее время и, по-видимому, в обозримом будущем
это невозможно, так как даже развитие весьма совер-
шенных автоматизированных методов для определения
указанных веществ в капле крови не решает проблему
применительно к повседневным и производственным ус-
ловиям. Необходимы методы, позволяющие контролиро-
вать состояние регуляторных механизмов в процессе той
или иной деятельности, пригодные для многократных по-
вторных измерений без существенного дискомфорта для
обследуемых лиц.
Следует также отметить, что наряду с определением
состояния системы гипоталамус—гипофиз—кора надпо-
чечников для оценки деятельности регуляторных меха-
низмов необходимы данные об активности симпатиче-
ского и парасимпатического отделов вегетативной нерв-
ной системы (вегетативный гомеостаз), о состоянии выс-
ших вегетативных центров, регулирующих процессы ме-
таболизма и энергообмеиа, и, наконец, данные о подкор-
ковых нервных центрах, в том числе и о диэнцефальной
системе, осуществляющих интегративную регуляцию
функций в организме и играющих ведущую роль в его
адаптации к факторам внешней среды. Таким образом,
оценка степени напряжения регуляторных механизмов
у человека с целью прогнозирования состояний на грани
нормы и патологии является весьма сложной задачей,
106
требующей для своего решения всесторонних серьезных
исследований. Не претендуя на решение этой сложной
задачи, мы предлагаем некоторые методические подхо-
ды, позволяющие составить представление о степени на-
пряжения отдельных звеньев системы нервно-гумораль-
но-гормональной реакции в целостном организме. Эти
подходы уже прошли этап экспериментальной апробации
в различных условиях.
Математический анализ сердечного ритма. Исходя из
концепции о сердечно-сосудистой системе как индикато-
ре адаптационно-приспособительной деятельности це-
лостного организма, следует прежде всего обратиться к
анализу изменений ритма сердечных сокращений—уни-
версальной реакции организма в ответ на любую на-
грузку. Однако средняя частота пульса отражает конеч-
ный результат многочисленных регуляторных влияний
на аппарат кровообращения, характеризует сложивший-
ся в процессе адаптации гомеостаз. Информация о том,
как сложился этот гомеостаз, какая «цена» адаптации,
содержится в структуре сердечного ритма, закодирована
в последовательности кардиоинтервалов. Задача мате-
матического анализа заключается в том, чтобы извлечь
эту скрытую информацию, понять характер текущего
взаимодействия звеньев управления ритмом сердца и тем
самым оценить состояние и степень напряжения регуля-
торных механизмов целостного организма.
Систему управления сердечным ритмом, которая яв-
ляется многоконтурной и отличается сложными нейро-
гуморальными и гормональными связями, можно пред-
ставить в виде двух контуров: центрального и автоном-
ного. Несмотря на столь значительное упрощение, изве-
стные экспериментальные данные дают основание счи-
тать контур центральной регуляции источником корри-
1 ирующих воздействий на синусовый узел через нервные
гуморальные каналы, а контур автономной регуляции —
системой, которая обеспечивает динамическую перена-
стройку уровня функционирования синусового узла в
связи с дыхательными изменениями кровенаполнения
сердечных полостей. В этом контуре главную роль, по-
видимому, играют изменения тонуса ядер блуждающих
нервов.
Контур автономной регуляции представляет собой в
определенной степени обособленную самостоятельную
систему, в которой переход роли водителя ритма от од-
107
пой клетки синусового узла к другой осуществляется в
результате связанных с дыхательными колебаниями то-
нуса симпатического и парасимпатического отделов ве-
гетативной нервной системы изменениями порогового
потенциала, крутизны деполяризации проницаемости
клеточных мембран, соотношений концентраций Д+,
Na+, Са2+. Сущность авторегуляции в автономном кон-
туре можно представить с позиций теории автоматиче-
ского управления как работу в режиме компенсации от-
клонений. Информация, поступающая от контура цент-
ральной регуляции, отражает программы деятельности
других систем, и, следовательно, наряду с регулировани-
ем ритма сердца в режиме компенсации отклонений в ин-
тересах целостного организма выполняется и задача
регулирования по программе. При этом программа зада-
ется по гуморальным и нервным каналам. Двухконтур-
ная модель, как уже говорилось,— это максимальное уп-
рощение сложнейшей системы нейрогуморальной и гор-
мональной регуляции ритма сердца.
На основании собственных и литературных данных
[28, 95] мы считаем целесообразным выделить уровни
А, Б и В центральной регуляции сердечного ритма. Эти
уровни соответствуют процессам управления, обеспечи-
вающим: а) перестройку функциональной структуры жи-
вой системы в связи с изменениями условий внешней
среды; б) гомеостатическое регулирование взаимодейст-
вия различных физиологических систем внутри организ-
ма; в) уравновешивание различных параметров внутри
отдельных систем.
На рис. 6 показана блок-схема двухконтурной модели
управления ритмом сердца. Центральный контур пред-
ставлен уровнями А, Б и В, а автономный контур — сину-
совым узлом, который непосредственно связан с сердеч-
но-сосудистой системой (ССС) и через нее с системой
Дыхания (СД) и нервными центрами, обеспечивающими
рефлекторную регуляцию дыхания и кровообращения.
Непосредственное воздействие на клетки синусово-
го узла оказывают блуждающие нервы (V). Собст-
венно контуром автономной регуляции является система
синусовый узел—ядро блуждающего нерва. В этой си-
стеме возникают и поддерживаются дыхательные коле-
бания продолжительности сердечного цикла. Централь-
ные влияния могут либо воздействовать непосредственно
на синусовый узел через симпатические нервы (S) и гу-
108
цнс
Рис. 6 Двухконтуриая модель управления ритмом сердца.
Объяснение см. в тексте
моральный канал регуляции (гк), либо осуществляться
путем изменения центрального тонуса ядра блуждающих
нервов.
Уровень В центрального контура управления сердеч-
ным ритмом, названный нами «внутрисистемным»,
функционально и анатомически представляет единое це-
лое с нервными структурами, участвующими в автоном-
ной регуляции. Этот уровень представлен вазомотор-
ными центрами, обеспечивающими локальное и общее
приспособление сосудистой системы к изменениям удар-
ного и минутного объема крови. Медленные волны Трау-
бе — Геринга, обнаруживаемые на кривых артериаль-
ного давления, сердечного ритма и плетизмограмме, от-
ражают приспособительную деятельность этого уровня,
постоянный поиск оптимальных соотношений между
притоком и оттоком крови и работой сердечного насоса.
Таким образом, уровень В представляет собой часть
системы экстракардиальной регуляции кровообраще-
ния. Уровень Б обеспечивает гомеостатическое межсис-
109
темное уравновешивание и воздействует на другие уров-
ни как непосредственно по нервным каналам, так и гу-
морально. На этом уровне происходит активации адрен-
ергических или холинергических механизмов, постоян-
но Действует система гипоталамус — гипофиз — кора
надпочечников. Уровень А — это системы, обеспечиваю-
щие взаимодействие организма с внешней средой.
Задачи математического (кибернетического) ана-
лиза сердечного ритма заключаются в том, чтобы на
основании изучения активности синусового узла по
последовательности кардиоинтервалов, по вариациям их
длительности сделать заключение о состоянии системы
управления и ее отдельных уровней. При этом синусо-
вый узел рассматривается не только в аспекте автома-
там сердца, но и как индикатор деятельности более вы-
соких уровней управления. Динамический ряд значений
продолжительности сердечного цикла может быть пред-
ставлен разнообразными математическими моделями.
Наиболее разработан и исследован подход с позиций
теории вероятностей, последовательность временных
интервалов рассматривают как случайный процесс. На
основе такой гипотезы выполнено большинство исследо-
ваний по математико-статистическому анализу сердеч-
ного ритма. Этот подход можно применить только к
стационарным процессам. Для изучения переходных
процессов используют методы из арсенала теории авто-
матического регулирования.
Как известно, одной из важнейших характеристик
случайной величины является функция распределения
вероятностей, а наиболее распространенными числовы-
ми параметрами распределения — среднее значение и
дисперсия, или среднеквадратичное отклонение. Сред-
нее значение продолжительности сердечного цикла об-
ратно пропорционально частоте пульса и может рас-
сматриваться как показатель уровня функционирования
физиологической системы. Сам процесс регуляции про-
является в «функциях разброса» [48], в частности в по-
казателях дисперсий. Разброс значения продолжитель-
ности сердечного цикла определяется постоянными ды-
хательными его вариациями и также наличием медлен-
ных волн. «Функции разброса» можно изучать по сред-
неквадратичному отклонению (о) или вариационному
размаху (АХ). Методически проще определять ДХ, чем о
Для небольших совокупностей RR-интервалов спра-
110
ведливо представление о ДХ как о показателе деятель-
нбсти контура автономной регуляции ритма сердца, ко-
торый целиком связан с дыхательными колебаниями то-
нуса блуждающих нервов. Чем длиннее исследуемый
ряд временных интервалов, тем больше событий он
включает: медленные волны различного порядка и пере-
ходные процессы, обусловленные реакциями организма
на изменения условий внешней среды, и др. Поэтому
выбор длины исследуемой реализации RR-ннтервалов
является важной теоретической и практической задачей
В зависимости от целей исследования разные авторы
выбирают для математического анализа реализации
различной длины от 100 до 400—800 сердечных циклов.
Рассмотрим более подробно физиологическую сущность
различных методов математического анализа сердечно-
го ритма.
На рис. 7 представлены кривые распределения RR-
интервалов (вариационные пульсотраммы) для состоя-
ний покоя, физической нагрузки, сна. Они отличаются
не только параметрами М, АМо, ДХ, но и по форме,
симметрии, амплитуде. Достаточно полно вариационная
кривая может быть описана параметрами асимметрии
(AS), эксцесса (Ех), моды (Мо) и амплитуды моды
(АМо). Последние три параметра можно легко опреде-
лить путем ручной обработки динамического ряда сер-
дечных циклов и поэтому их можно рекомендовать для
широкого практического использования. Физиологиче-
ский смысл этих параметров заключается в том, что они
в определенной степени отражают влияние центрально-
го контура регуляции на автономный по нервным (АМо)
и гуморальным (Мо) каналам. Мо — наиболее часто
встречающиеся значения RR-интсрвала, которые соот-
ветствуют наиболее вероятному для данного периода
времени уровню функционирования систем регуляции.
В стационарном режиме Мо мало отличаются от М. Их
различие может быть мерой иестационарности и корре-
лирует с коэффициентом асимметрии.
Для выяснения внутренней структуры процесса, в
том числе скрытых периодичностей, применяют автокор-
реляционный анализ. На рис. 7 представлены автокор-
реляционные функции динамического ряда значений
продолжительности сердечного цикла для состояния по-
коя, физической нагрузки и сна. Эти графики различа-
ются как крутизной спада функции, так и различными
111
Рис. 7. Гиста рамма (а), автокорреляционная функция (б) и
спектр (в) сердечного ритма в состояниях покоя (I), после физи-
ческой нагрузки (2) и во время сна (3).
периодическими составляющими. Указанные состояния
могут достаточно точно определяться по начальной час-
ти автокоррелограммы (до появления первых отрица-
тельных значений). Можно использовать три показате-
ля для оценки этой части автокорреляционных функций:
1к — значение функции после первого сдвига; то — чис-
ло сдвигов до появления первого отрицательного значе-
ния; тоз — число сдвигов до появления значений мень-
ше 0,3. На основании этих показателей можно говорить
о большей или меньшей связи центрального и автоном-
ного управления сердечным ритмом. Централизация
управления ведет к повышению показателей (физичес-
кая нагрузка), децентрализация — к снижению (сон).
По соотношению то и тоз можно судить о прямом (ли-
нейном) или опосредованном (нелинейном) влиянии
ЦНС на ритм сердца. В последнем случае значение
moos существенно меньше, чем то-
Для выявления и оценки периодических составляю-
щих сердечного ритма более эффективен спектральный
анализ. Спектр — это распределение дисперсий по час-
тотам. На рис. 7 показаны образцы спектров сердечно-
го ритма в покое, при физической нагрузке и во время
сна. В зависимости от выраженности дыхательных и не-
112
дыхательпых периодических составляющих соответст-
венно изменяется и характер спектра. Так как макси-
мальный период колебаний, выявленных с помощью
спектрального анализа, не может быть больше '/? дли-
ны анализируемого ряда, то все значения частот ниже
определенной величины суммируются в нулевой точке
оси абсцисс (So). На основе двухконтурной модели ре-
гуляции сердечного ритма для реализаций длиной в
100—120 интервалов можно считать, что значения S©
отражают степень активности центрального контура уп-
равления, в то время как мощность дыхательной состав-
ляющей (Sq) указывает на активность автономного
контура. Так, при физической нагрузке значение So вы-
ше, чем S4, а во время сна наблюдаются обратные соот-
ношения.
Некоторые исследователи [41] анализируют дина-
мический ряд интервалов, записанный в виде кардио-
интервалограммы (ритмограммы). По оси ординат от-
ложены значения продолжительности сердечного цикла,
по оси абсцисс — порядковые номера цикла. По таким
записям можно построить и кривые распределения, и
корреляционные функции и спектры. Кроме того, кар-
диоинтервалограммы позволяют анализировать пере-
ходные процессы, их амплитуды и длительности фаз.
При кардиойнтервалографии можно «сжать» информа-
цию путем суммирования определенного числа интерва-
лов, что аналогично методу цифровой фильтрации. Это
позволяет, например, анализировать только медленные
составляющие сердечного ритма: в этом случае необхо-
димо суммировать 10—15 интервалов, чтобы устранить
дыхательную аритмию.
В настоящее время для математической обработки
данных о ритме сердца уже разработаны специальные
приборы, созданы соответствующие программы для
ЭЦВМ. Аппаратурный анализ осуществляется с помо-
щью отдельных специализированных приборов и при-
борных комплексов [146]. В отдельных случаях приме-
няют серийные амплитудные анализаторы типа АН-100,
АИ-256. Для обработки данных о ритме сердца на
ЭЦВМ созданы различные алгоритмы и программы, ко-
торые включают вычисления основных статистических
характеристик распределений, автокорреляционной
функции, спектра [186]. Для выделения медленных
(недыхательных) составляющих сердечного ритма ис-
113
пользуют метод цифровой фильтрации [71]. В последние
годы предложен ряд новых подходов к анализу динами-
ческого ряда кардиоинтервалов. Среди них можно ука«
зать на резонансно-поисковые методы [218], построение
авторегрессионного облака (корреляционных ритмо-
грамм, двухмерных распределений диаграмм Морана),
метод вычисления текущих значений статистических па-
раметров [125], лингвистический анализ [240] и др.
Отдельные звенья системы управления ритмом серд-
ца функционально и морфологически входят в состав
единых для всего организма регуляторных механизмов,
обеспечивающих адаптацию к условиям среды. Процес-
сы управления, по форме являясь колебательными, от-
ражают состояние соответствующих уровней регуляции.
В двухконтурной модели вмешательство высшего кон-
тура в деятельность низшего означает «навязывание»
собственных колебаний и подавление колебаний, свой-
ственных низшему контуру.‘При анализе системы управ-
ления ритмом сердца степень напряжения регуляторных
механизмов можно выразить через соотношение мощно-
сти колебаний высшего (центрального) и низшего (ав-
тономного) контуров. Такой показатель, названный нами
индексом централизации (ИЦ), вычисляется по данным
автокорреляционного или спектрального анализа. В ав-
токорреляционной функции определяют амплитуду ды-
хательных волн (Ад) и амплитуду медленной волны
(Ам). Их величину выражают в условных единицах как
разность коэффициентов корреляции соответствующих
максимуму и минимуму данной волны: ИЦа —
В спектре определяют сумму дисперсий на частоте, со-
ответствующей максимуму дыхательной периодики (SH)
и на «нулевой» частоте, т. е. для наиболее медленных
составляющих спектра (So): ИЦс,=т§—. Спектральный
анализ открывает возможность степень централизации
управления ритмом сердца определить дифференциро-
ванно на разных уровнях и суммарно по соотношению
интегралов спектральной плотности на разных частотах.
В случае анализа гистограммы степень централизации
управления можно определить по соотношению активно-
сти симпатического п парасимпатического отделов веге-
тативной нервной системы, т. е. по показателю АМо/ДХ.
При усилении авторегуляции АМо/ДХ уменьшается, т. к.
114
увеличивается его знаменатель. В случае централиза-
ции управления этот показатель увеличивается.
Более удобным и наглядным при оценке степени
напряжения регуляторных механизмов по вариационной
пульсограмме является индекс напряжения (ИН), опре-
деляемый по формуле [26]:
ИН» AMnW
rlrl 2 МоДХ (с) *
Эта формула почти полностью аналогична^формуле
Г. И. Сидоренко и соавт. [213], предложенной для вы-
числения вегетативного показателя ритма (ВПР). Од-
нако в связи с уже значительным числом опубликован-
ных работ, в которых используется индекс напряжения,
мы предлагаем наименование В ПР сохранить только
при вычислениях по упрощенной формуле [213]:
ВПР = МоДХ'
Более подробно особенности регуляции сердечного
ритма в различных условиях будут рассмотрены ниже.
Остановимся на некоторых общих закономерностях, ха-
рактерных для разных состояний организма. При напря-
жении механизмов адаптации включение в процесс уп-
равления более высоких уровней приводит к значитель-
ной централизации управления и соответствующим из-
менениям ИЦ и ИН, увеличению АМо, m0. So, уменьше-
нию Мо, ДХ, Ss. Процессы адаптации и лабилизации,
возникающие в системе управления, ведут к повышению
активности подкорковых центров, участвующих в регу-
ляции ритма сердца. Результатом перенапряжения нерв
ных центров является иррадиация возбуждения на со-
седние центры, в том числе активация нижележащих
уровней управления. При этом наблюдаются однона-
правленные изменения регуляторных показателей, по-
вышается тонус и симпатического и парасимпатического
отделов вегетативной нервной системы. Дискоординиро-
ванные изменения показателей (например, увеличение
Мо при уменьшении ДХ или одновременное повышение
и медленных и дыхательных волн сердечного ритма)
указывают на состояние неудовлетворительной адапта-
ции. Дальнейшее течение процессов адаптации зависит
от функционального резерва организма и активности
стратегических механизмов регуляции. К ним относятся
115
гормонально-гуморальные системы, в частности симпа-
тико-адреналовая система и гипофиз-надпочечниковая
система, для суждения о состоянии которых можно ис-
пользовать метод исследования содержания натрия и
калия в слюне.
Исследование натрийсекреторной функции слюнных
желез. Выступая в 1903 г. на Международном медицин-
ском конгрессе в Мадриде с изложением результатов
своей работы в области изучения высшей нервной дея-
тельности, И. П. Павлов [179] высказал уверенность в
том, что слюнные железы, являясь органом с незначи-
тельной физиологической ролью, станут классическим
объектом для исследований нового рода. Как известно,
слюнные железы сыграли ведущую роль в исследова-
ниях И. П. Павлова и его учеников по разработке основ
современного учения о высшей нервной деятельности.
Важное значение имели исследования на слюнных же-
лезах и при изучении вопросов физиологии пищеваре-
ния [24]. Существенное место занимает слюнная желе-
за и в развитии физиологии процессов утомления и вос-
становления [231].
Она также оказалась хорошим индикатором состоя-
ния симпатико-адреналовой системы и минералокортико-
идной активности надпочечников.
Наблюдения за больными с эндокринными наруше-
ниями показали, что изменение отношения натрий/ка-
лий в слюне обратно пропорционально активности сим-
патико-адреиаловой системы [264]. Так, у больных с
синдромом Кушинга это соотношение было ниже нормы,
а при аддисоновой болезни отмечалось его заметное
увеличение. Снижение данного показателя наблюдалось
у лиц с гипертонической болезнью [21], с хроническими
заболеваниями желудка [63], сердечной недостаточно-
стью. Повышение соотношения происходит параллельно
увеличению степени сердечной недостаточности [158].
Наиболее хорошо изучено влияние на слюнную железу
минералокортикоидных гормонов. Увеличение или
уменьшение содержания альдостерона у клинически
здоровых людей существенно влияет на коэффициент
натрий/калий в слюне [255]. При повышении содержа-
ния в крови минералокортикоидов он снижается в ос-
новном за счет уменьшения концентрации натрия в слю-
не при сравнительно незначительных изменениях уров-
ня калия.
116
Механизм регуляции содержания электролитов в
слюне в настоящее время представляется следующим
образом. Слюнный секрет образуется в результате пер-
вичной фильтрации воды и солей из крови и вторичной
их реабсорбции в слюнных канальцах. Возбуждение па-
расимпатических волокон приводит к снижению скоро-
сти кровотока в капиллярах и увеличению фильтрации
веществ и воды из крови [257]. В процессе реабсорбции
под действием альдостерона и антидиуретического гор-
мона происходит всасывание воды и натрия в стриар-
ных протоках слюнных желез. Для калия проницае-
мость клеток слюнных желез незначительна. Таким об-
разом, основные изменения в электролитном составе
слюны обусловлены колебаниями содержания натрия,
которое зависит, с одной стороны, от нейровегетативных
реакций организма, с другой — от гормональной актив-
ности.
На основе таких теоретических представлений
Т. Д. Семенова разработала методику оценки функцио-
нального состояния организма по данным исследования
секреции натрия и калия со слюной [206]. Показано,
что изменения содержания натрия тесно связаны с ре-
акциями организма на экстремальные воздействия к в
определенной степени характеризуют его адаптационно-
приспособительную деятельность. При этом уровень и
характер экскреции натрия со слюной зависит от особен-
ностей режима труда и отдыха, выраженности стрессор-
ного агента и длительности его воздействия, индивиду-
альных типологических особенностей и общего функ-
ционального состояния организма.
Методика исследований проста, так цак используется смешанная
слюна, собираемая в химически чистую пробирку без предваритель-
ной стимуляции. Количество слюны, необходимой для анализа,
1,5—2 мл. Если по каким-либо причинам анализ производят не сра-
зу, то пробирки со слюной хранят в холодильнике, а уменьшение
объема слюны за счет испарения воды при длительном хранении вос-
полняют дистиллированной водой. Для этого рекомендуется делать
на пробирке соответствующую метку по верхнему уровню слюнной
жидкости. Количество содержащихся в слюне натрия и калия опре-
деляется иа пламенном фотометре по известной методике. Предва-
рительно исходную пробу разбавляют дистиллированной водой в от-
ношении I : 5 (или в другом соотношении в зависимости от чувстви-
тельности прибора).
В последнее время для определения неорганических
элементов в различных биологических жидкостях, в
том числе и в слюне, начинают использовать спектрофо-
117
тометры и атомные масс-спектрометры. На основании
анализа более 2500 проб слюны, собранных у клиниче-
ски здоровых людей, Т. Д. Семенова получила следую-
щие результаты [59]. В норме среднесуточное содержа-
ние натрия в смешанной слюне равно 6,9±0,07 ммоль/л
(V=49,7%), калия—19,8±0,13ммоль/л (V=32%); отно-
шение натрий/калий составляет 0,21 ±0,002 (V=52%).
Однако, как указывалось, индивидуальные значения со-
держания натрия и калия в слюне зависят от многих
факторов, среди которых важное значение имеет суточ-
ная периодика функций.
Методы оценки функционального резерва
Понятие функционального резерва как одного из
компонентов оценки состояния организма по аналогии с
понятием функциональных возможностей на первый
взгляд представляется достаточно ясным. Функциональ-
ная диагностика, составляющая основу клинической фи-
зиологии, использует множество разнообразных нагру-
зочных проб с целью определения функциональных воз-
можностей организма или отдельных его систем. При
этом, как правило, исследуется способность организма
(органа, системы) достигать определенного заданного
уровня функционирования при желаемых условиях. Сни-
жение уровня функционирования при проведении той
или иной нагрузочной пробы обычно расценивается как
уменьшение функциональных возможностей и означает,
что данная нагрузка требует чрезмерного напряжения
механизмов регуляции Так, при физических нагрузках
о снижении функциональных возможностей организма
судят по неадекватному учащению пульса, появлению
смещения интервала ST и снижению зубца Т ЭКГ.
Однако функциональные возможности и функцио-
нальные резервы — это не одно и то же. Функциональ-
ные воможности — понятие диагностическое. Ойо отра-
жает результат функциональной пробы, фиксирует спо-
собность (или неспособность) организма к выполнению
заданной пагрузки. Функциональная возможность — это
конкретно реализованный в данных условиях функцио-
нальный резерв, отнюдь не свидетельствующий о его
полном использовании. По В. В. Парину и Ф. 3. Меер-
сону [190], функциональный резерв органа можно коли-
чественно охарактеризовать как разность между макси-
П8
малыю достижимым уровнем его специфической функ-
ции и уровнем этой функции в условиях физиологичес-
кого покоя. Так как измерить максимум функции мож-
но лишь путем предъявления больших нагрузок, позво-
ляющих доводить организм (орган, систему) до пре-
дельных и запредельных уровней функционирования,
подобный подход в большинстве случаев не пригоден к
использованию в исследованиях на человека. Поэтому
оценка функционального резерва должна осуществлять-
ся в обычных условиях*при использовании стандартных
нагрузочных проб. Таким образом, понятие функцио-
нального резерва имеет прогностический смысл, так как
им определяется свойство организма, которое не подда-
ется непосредственному измерению и должно прогнози-
роваться по определенным признакам и критериям.
Функциональный резерв можно определить как го-
товность или способность организма (органа, системы)
выполнить заданную деятельность в заданное время с
минимальным напряжением регуляторные механизмов.
Такое определение исходит из задач прикладной физио-
логии, в которой практически важно обеспечить адек-
ватное поведение человека в соответствующих услови-
ях. Только в спортивной физиологии реальный смысл
имеет рассмотрение максимально достижимого уровня
функционирования, да и то применительно к задачам
подготовки спортсменов высшего класса. В подавляю-
щем большинстве случаев физиолога и врача интересу-
ет функциональный резерв организма как его способ-
ность выполнить определенный объем физических, ум-
ственных и других нагрузок без ущерба для здоровья,
т е. без нарушений гомеостаза, истощения регулятор-
ных механизмов. Из этого следует, что определение
функционального резерва может проводиться в следую-
щих случаях:
— для прогнозирования готовности организма к вы-
полнению той или иной нагрузки путем оценки уровня
функционирования и степени напряжения в условиях
покоя или повседневной деятельности;
— для прогнозирования достижимости заданного
уровня функционирования в процессе выполнения на-
грузки (работы);
— для определения «цены» адаптации организма к
нагрузке, «стоимости» выполненной работы в периоде
восстановления после нагрузки (работы).
НО
Является ли функциональный резерв сугубо качест-
венной категорией или его можно измерить количествен-
но? Выше обсуждался вопрос о возможности количест-
венного измерения функционального резерва по разно-
сти уровней специфической функции в покое и при мак-
симально возможной нагрузке. Если же функциональ-
ный резерв рассматривать как определенную способ-
ность или готовность организма, то прежде всего воз-
никает необходимость качественной оценки, которая
носит характер прогноза о возможности (или невоз-
можности) выполнить заданную нагрузку (работу). Ко-
личественные оценки функционального резерва стано-
вятся реальными, когда в процессе дентельности сопо-
ставляются ожидаемые и текущие состояния: при более
высоком функциональном резерве текущее состояние
лучше ожидаемого. Это положение лежит в основе рас-
пространенного метода сопоставления текущих значе-
ний различных показателей с их «должными» значения-
ми. Следует иметь в виду, что существующие методы
расчета «должных» величин не учитывают многих осо-
бенностей организма, связанных с его адаптированно-
стыо к окружающей среде (профессиональный уровень,
тренированность, неспецифическая устойчивость, время
суток и года и др.).
Наряду с методом «должных величин» целесообраз-
но применять метод балльных оценок, который позволя-
ет ввести количественные оценки в качественный анализ
отдельных признаков, свойств и возможностей изучае-
мого объекта. Балльные оценки широко применяются в
прогнозировании степени риска заболевания, течения и
исхода инфаркта миокарда [282, 288]. Повышение рис-
ка заболевания связано со снижением функционального
резерва, так же как и ухудшение прогноза исхода бо-
лезни обусловлено снижением способности организма
компенсировать затраты энергии, информации и веще-
ства на текущее функционирование в неадекватных ус-
ловиях. Аналогично и снижение функционального резер-
ва у практически здорового человека можно оценить по
ухудшению реакции организма на соответствующую
функциональную пробу или по степени адаптации к
повседневной деятельности.
Исходя из представленных соображений, функцио-
нальный резерв можно определить по соотношению
уровня функционирования системы и степени напряже-
120
ния регуляторных механизмов. Функциональный резерв
тем выше, чем меньше степень напряжения регулятор-
ных механизмов при заданном уровне функционирова-
ния или чем выше уровень функционирования при за-
данной степени напряжения. При определении степени
напряжения регуляторных механизмов следует учиты-
вать соотношение между оперативными и стратегичес-
кими механизмами. Так, включение стратегических ме-
ханизмов регуляции в ответ на относительно неболь-
шую нагрузку указывает на снижение функционального
резерва. При оценке уровня функционирования органов
и систем также необходимо иметь в виду соответствую-
щую иерархию соотношений. Например, при оценке
функционирования сердца по данным БКГ и СКГ выяв-
ление высокого уровня внешней работы сердца при низ-
ком уровне общей работы указывает на снижение функ-
ционального резерва.
Ретроспективное заключение о величине функцио-
нального резерва можно получить с помощью анализа
восстановительного периода после нагрузки. В резуль-
тате выявляется мера использования резерва и усилий
организма па его восполнение. Как известно, при любой
нагрузке происходят затраты информации, энергии, ве-
щества и структуры. По-видимому, функциональный ре-
зерв каждого из уровней структурно-функциональной
организации обладает своими особенностями. Напри-
мер, в физиологии спорта для суждений о функциональ-
ном резерве широко применяют понятие «кислородного
долга». Это по существу метаболический функциональ-
ный резерв. Чем больше «кислородный долг», тем ниже
был исходный функциональный резерв организма. Энер-
гетический функциональный резерв определяется по
скорости восстановления, возникшего в результате на-
грузки дефицита энергии.
Учитывая наличие единого механизма адаптации ор-
ганизма к разнообразным нагрузкам на клеточном уров-
не [160J, мы полагаем целесообразным рассматривать
функциональный резерв организма с позиций биоэнер-
гетики. Существует понятие свободной энергии Гиббса,
которая определяет максимальное количество работы
системы при постоянных давлении и температуре. Сво-
бодная энергия есть функция состояния; всякий само-
произвольно текущий процесс, любая деятельность со-
провождается уменьшением свободной энергии. В био-
121
Рис. 8, а, б. Образцы записей БКГ и СКГ при различной степени
адаптации сердечно-сосудистой системы к условиям среды.
Объяснение см. в тексте.
логических системах основная часть работ совершается
за счет энергии АТФ. Именно дефицит АТФ являет-
ся основным сигналом, который активирует генетичес-
кий аппарат клетки. В результате увеличивается мощ-
ность системы митохондрий и возрастает выработка
АТФ на единицу массы.
Биоэнергетический подход к вопросу о функцио-
нальном резерве открывает возможность рассматривать
функциональный резерв как потенциальную мощность
источников воспроизводства энергии в организме (орга-
не, системе). Применительно к сердцу расход энергии на
поддержание необходимого минутного объема и арте-
122
риального давлении в условиях обычной деятельности
определяет уровень внешней работы сердца. Недоста-
ток энергии должен восполняться за счет более интен-
сивного ее воспроизводства, путем интенсификации ме-
таболических процессов и увеличения общей работы
сердца Следовательно, функциональный резерв сердца
только тогда можно считать достаточным, когда в обыч-
ных условиях нет дефицита энергии, необходимой на
осуществление внешней работы, а также отсутствуют
изменения процесса преобразования общей работы во
внешнюю. Напряжение регуляторных механизмов ука-
зывает на мобилизацию резервных возможностей, недо-
статочная адаптация — на высокое напряжение регуля-
ции (перенапряжение), за которым следует истощение
функциональных возможностей и регуляторных меха-
низмов. Таким образом, при оценке функционального
123
резерва наряду с уровнем функционирования необхо-
димо учитывать и напряжение регуляторных меха-
низмов.
Оценка степени адаптации сердечно-сосудистой систе-
мы по данным анализа СКГ и БКГ основывается на
представлении о функциональном резерве сердца как о
его энергетических возможностях. Последние определя-
ются по уровню функционирования миокарда в качестве
системы, обеспечивающей механическую работу сердца
по перемещению крови. Уменьшение общей или внешней
работы сердца, появление дискоординации сокращений
расцениваются как снижение функционального резерва,
как неспособность системы обеспечивать необходимый
уровень функционирования в обычных, повседневных ус-
ловиях.
Рассмотрим с этих позиций образцы записей СКГ и
БКГ у 8 лиц с разной степенью адаптации к условиям
среды. На нормальных СКГ и БКГ (рис. 8а—В) хорошо
различимы не только систолические и диастолические
волны, но и предсердные волны. Некоторое снижение
функционального резерва, ухудшение степени адаптации
сердца к окружающим условиям определяются по за-
писям 8а — А и 8а — Б: на первой несколько уменьшена
амплитуда БКГ, на второй увеличены и расширены си-
столические комплексы СКГ. Значительное снижение
функционального резерва отражает записи 86 — А, Б и
Г. В этих записях определяются изменения формы
комплексов БКГ, их выраженная дыхательная альтер-
нация, диастолическая часть СКГ увеличена в записи
86 — Г. Записи 8а — Г и 86 — В демонстрируют срыв
адаптации, резкое снижение функционального резерва
(либо существенное уменьшение А1 на фоне значитель-
ного искажения формы комплексов БКГ, либо значи-
тельное снижение амплитуды БКГ).
Таким образом, функциональный резерв в какой-
то мере аналогичен понятию «цена адаптации». Но
в данном случае речь идет не об информационной, а об
энергетической «стоимости». По-видимому, под инфор-
мационной «стоимостью» следует понимать изменение
степени напряжения регуляторных механизмов в ответ
па изменение условий окружающей среды. В целом же
«цена» адаптации носит комплексный характер и вклю-
чает затраты информация, энергии и вещества.
124
Некоторые методы интегральной оценки состояний
на грани нормы и патологии
Системный подход к изучению взаимодействия орга-
низма и среды требует учитывать достаточно полную со-
вокупность элементов (структур, уровней, процессов),
объединенных в целое выполнением некоторой общей
задачи. Выше определено состояние организма как ре-
зультат взаимодействия структуры и функции и выбран
геометрический способ представления пространства со-
стояний (см. рис. 2). Теперь, после того как достаточно
подробно рассмотрены методы оценки каждого из трех
компонентов поведения биосистемы, определяющих ее
текущее состояние, необходимо выработать некоторые
интегральные подходы. Прежде всего, используя фазо-
вую плоскость «функция— состояние», определим, что
методы прогностической оценки состояний на грани нор-
мы и патологии относятся к уровням — время, информа-
ция и энергия — и используют две «зоны прогноза»:
1) норма — пограничные состояния — напряжение меха-
низмов адаптации; 2) напряжение механизмов адапта-
ции—неудовлетворительная адаптация—срыв адаптации.
В первой зоне исследуются в основном информационно-
временные критерии, во второй — энергоинформацион-
ные критерии. Классификация описанных выше методов
в рамках общей методологии медико-биологических ис-
следований может быть рассмотрена при анализе фазо-
вой плоскости «структура — функция» (рис. 9, объясне-
ние см. ниже).
Методы прогностической оценки состояний на грани
нормы и патологии относятся к организменному или ор-
гано-системному уровням структурной организации и ис-
пользуют один из следующих подходов: биоритмологи-
ческий—для анализа временной координации функций,
кибернетический — для анализа процессов обмена ин-
формацией, биофизический — для анализа процессов об-
мена энергией Специального внимания заслуживает био-
ритмологический (хронобиологический) подход, по-
скольку нарушения временной координации функций на
всех уровнях структурной организации предшествуют ин-
формационным и энергетическим нарушениям, тем более
нарушениям обмена веществ и структуры.
Исследование суточной периодики функций. У чело-
века в формировании суточного ритма отдельных процес-
126
Рис. 9, а, 6, в. Интегральная оценка состояния организма по фазо-
вым траекториям.
а—фазовая плоскость «функция— состояние»: б—фазовая плоскость
«структура — функция»: в — фазовая плоскость «структура — состояние».
Объяснение см. в тексте
126
c, <f
CjV CjfT T c0
Н адорга- низменный уровень Сутни—столетия
Орган из- менный уровень Часы—годы
Органно- системный уровень Минуты—месяцы
Клеточный уровень Секунды—сутки
Субклеточ- ный уровень Миллисекунды-
Норма Погра- Напрв- Неудов- Премор- Петоло- ничные жение летео- видные гнн состоя- механи- ригель- состоя- ния амое нал ния адепта- адапта- ции иия
сов наряду с физическими датчиками времени (колеба-
ния температуры, освещенности, магнитного поля и дру-
гих факторов среды) важную роль играет комплекс экзо-
генных факторов в социальной среде, что и обусловило
широкое использование биоритмологических критериев
при изучении вопросов, связанных с регламентацией ре-
жима работы человека в различных условиях [202].
Однако смену дня и ночи можно рассматривать как свое-
образную функциональную пробу, предъявляемую орга-
низму ежедневно естественным путем. Тогда различные
отклонения от обычного хода суточного ритма следует
классифицировать, учитывая изменение адаптивного по-
ведения бпосисгемы (рис. 9в). Такой подход может ока-
заться полезным при обследовании людей, длительное
время находящихся в неадекватных условиях среды, для
Оценки степени напряжения регуляторных систем. При
этом существенно важным для прогнозирования возмож-
ных срывов адаптации является дифференцирование
состояний напряжения и перенапряжения.
Теоретической основой биоритмологического подхода
к оценке различных состояний организма является пред-
127
ставление о непрерывности и цикличности адаптацион-
ных процессов. Среда обитания способствовала появле-
нию у живых систем механизмов адаптации, отличи-
тельной чертой которых явилась ритмическая циклическая
организация. Вместе с тем для оптимальной деятельно-
сти внутренних систем организма, обеспечивающих его
выживание и устойчивость в изменяющихся условиях
существования, потребовались специальные механизмы
сохранения в определенных пределах структурной орга-
низации, обмена веществ, энергии и информации. Целе-
вой функцией деятельности этих механизмов является
гомеостаз, т. е. устойчивость внутренней организации
живой системы. Циклические процессы в живых систе-
мах можно определить как процессы адаптации, направ-
ленные на поддержание равновесия внутри организма и
между организмом и средой. Эти процессы связаны с
самосохранением функционального уровня саморегули-
рующейся системы в адекватных и неадекватных усло-
виях среды и выбором функциональной стратегии, обес-
печивающей оптимальное выполнение главной дели
поведения биосистемы [ЮЗ]. Объем адаптивного поведе-
ния ограничивается такими пределами изменений физио-
логических констант, которые не нарушают свойствен-
ный данному организму гомеостаз Важным при этом
является условие сохранения стабильности системы
[251] или оптимальной жесткости ее внутренних связей
[79]. Это достигается за счет адекватного сочетания
центральных и автономных механизмов саморегуляции,
путем усиления или ослабления адаптивных колебатель-
ных процессов и соответствующих контуров регулиро-
вания.
Разнообразные нарушения возможны на любом из
уровней структурной организации живой материи. Раз-
личие будет состоять лишь в параметрах колебательных
процессов. Действительно, если для организменного
уровня ведущими должны быть колебания с периодами,
близкими к 24 ч и более, то на клеточном уровне период
колебаний изменяется миллисекундами, секундами или
десятками секунд. Циклические изменения различных
свойств организма являются отражением принципов са-
морегуляции, обусловленных непрерывной адаптацией к
окружающей среде. Эти изменения охватывают все уров-
ни структурно-временной организации живой системы.
В зависимости от исследуемого уровня организации в на-
128
правлении от молекулярно-клеточного к организменному
мы должны переходить к рассмотрению колебаний со все
более продолжительными периодами. Следовательно, пе-
риод колебаний в биосистеме связан со структурным
уровнем, материальным субстратом — источником коле-
баний. Переход к более высоким уровням структурной
организации ведет к увеличению периода. Поскольку при
этом происходит и усложнение функциональной органи-
зации, усиливается временная координация процессов
как данного, так и нижележащих уровней.
В связи с адаптационной периодикой циклических
явлений в биологических системах амплитуду колебаний
можно рассматривать как показатель оптимальности на-
стройки данной функциональной системы, отражающей
ее функциональный резерв и степень мобилизации. Фазу
колебаний следует оценивать, учитывая другие колеба-
ния близких периодов. При этом повышение синхрони-
зации различных физиологических процессов указывает
на активацию адаптационных возможностей и может
оцениваться по изменению амплитуды, фазы и периода
биоритмов, которые отражают саморегуляцию организ-
ма и его отдельных уровней при взаимодействии с фак-
торами внешней среды. Таким образом, адаптация явля-
ясь одним из фундаментальных свойств биосистемы
[103], тесно связана с другим ее фундаментальным свой-
ством — цикличностью.
Циклические процессы происходят на всех уровнях
структурной организации. Это колебания в биохимиче-
ских системах, циклы обменных процессов и энергетиче-
ских превращений, осуществляемых на субклеточном
уровне. Временная организация клетки достаточно хоро-
шо описана Д. Гудвином [265]. На органно-системном
уровне осуществляются процессы координации исполни-
тельных механизмов и реализация управляющих воздей-
ствий, включая стационарные и переходные процессы.
На организменном уровне вырабатываются стратегии
управления, относящиеся к гомеостазу и гомеокинезу
(см ниже). Одним из важнейших циклических процес-
сов в этом случае является суточная периодика функций.
Наконец, надорганизменный уровень характеризуется
ритмическими изменениями среды (сезонные и солнечные
циклы) и колебаниями внутрипопуляционных факторов
(уровень иммунитета, эпидемиологическая опасность, со-
циальные условия). Все указанные циклические и ритми-
5 Р М. Баевский
129
ческие процессы независимо от структурного уровня, к
которому они относятся, можно выразить через период
(Т), фазу (<р), амплитуду (Ci) и средний уровень (Со).
Одной из математических моделей, связывающих ука-
занные показатели, является, например, функция коси-
нуса:
Г (t) — Co-|-Cj (Cos wt—q>).
Это выражение положено в основу метода «Косинор»
[266], используемого для анализа суточных ритмов. Од-
нако указанную функцию можно рассматривать и как
математическую модель, обобщающую структурно-функ-
циональные взаимоотношения в циркадной системе орга-
низма. Эту модель можно соотнести с трехмерной гео-
метрической моделью структура — функция — состояние.
При этом период колебаний может быть связан с опре-
деленными структурными уровнями, фаза — с синхрони-
зацией элементов в функциональной системе, т. е. со сте-
пенью их лабилизации. Изменение амплитуды колеба-
ний в этом случае определяется активностью регулятор-
ных механизмов.
В состоянии нормы различные физиологические про-
цессы характеризуются различными амплитудами и
средними уровнями, имеют определенный фазовый сдвиг
и соответствующую периодическую структуру. На приме-
ре ритма сердечных сокращений мы имели возможность
убедиться в том, что физиологический процесс можно
рассматривать как сложную суперпозицию колебатель-
ных составляющих, каждая из которых отражает актив-
ность определенного контура управления. В состоянии
напряжения актуализация и лабилизация функций ве-
дут к увеличению амплитуды колебаний определенного
периода (в соответствии с активацией определенного кон-
тура управления) и к усилению синхронизации колеба-
ний данного периода в разных физиологических процес-
сах. На рис. 9 это обозначено символами <р a Cj под
состоянием напряжения адаптационных механизмов. По-
граничные между нормой и напряжением состояния, для
которых характерна частичная (неполная) адаптация к
воздействующему фактору, отличаются наличием более
высокой мобилизации соответствующих физиологиче-
ских функций, что сопровождается их синхронизацией
без значительной активации (это обозначено символом
<р). Состояние неудовлетворительной адаптации характе-
130
ризуется изменением фазы, амплитуды и периода ритмов
физиологических процессов. Существенными моментами
являются увеличение периода, обусловленное передачей
управления на более высокие уровни и вмешательством
центральных уровней в деятельности автономных. Вме-
сто синхронизации нередко наблюдаются явления деснп-
хронизации. Амплитуда ритмов может быть ниже, чем в
норме. Однако изменения среднего уровня ритма, указы-
вающие на нарушение гомеостаза, выявляются только
при срыве адаптации, истощении регуляторных механиз-
мов и снижении функционального резерва.
Временные интервалы, в которых развертываются
процессы временной координации, колеблются от милли-
секунд на субклеточном уровне до сотен лет на надорга-
низменном уровне (на рис. 9 даны примерные времен-
ные диапазоны для каждого из структурных уровней).
Менее исследованы периодические процессы надорганиз-
менного и субклеточного уровней, наиболее полно изу-
чены биоритмы отдельных органов и систем. Поскольку
в целостном организме трудно выделять процессы, про-
текающие только на одном из уровней, на рис. 9 указаны
временные диапазоны для двух соседних уровней. На-
пример, диапазон минуты — часы — сутки — месяцы от-
носится и к органно-системному, и к организменному
уровням: суточный цикл выявляется при изучении раз-
личных органов и систем и характеризует деятельность
целостного организма. Сезонная периодика функций так-
же характерна для тех же структур и целостного орга-
низма. Следует считать закономерным выявление рит-
мов у более высоких уровней структурной организации
при исследовании структур более низкого уровня
Нами разработаны упрощенные способы оценки по-
казателей суточной периодики, позволяющие обойтись
без сложных вычислений с применением ЭВМ Мы ис-
пользуем показатели. ПСАд— показатель суточной
адаптивности и КСФ—коэффициент синхронизации
функций. ПСАд определяется как разность значений по-
казателя в 7 п 11 часов утра в процентах от его значения
в 7 часов утра:
ПСАд = -Х'~Х" . 100.
Так как акрофаза, т. е. максимум ряда показателей, на-
блюдается не в 11 часов, а позже, то для вычисления
ПСАд можно рекомендовать вместо значений Х7 и Хм
применять значения ХМИЕ и Хмакс; КСФ вычисляется пу-
тем определения коэффициента корреляции между вы-
бранными двумя показателями по двум рядам синхрон-
ных измерений. При этом пользуются общеизвестной
формулой взаимной корреляции. Среднее значение для
каждого показателя за сутки определяют путем усред-
нения почасовых замеров
В настоящее время описано более 100 физиологиче-
ских функций, характеризующихся суточной периодич-
ностью. Наиболее часто изучают циркадный ритм пуль-
са и температуры. Однако для оценки состояния регу-
ляторных механизмов это недостаточно, так как указан-
ные параметры отражают интегративную деятельность
организма, его способность поддерживать гомеостаз. На-
ряду с пульсом и температурой мы исследовали стати-
стические характеристики сердечного ритма и содержа-
ние натрия и калия в слюне. Измерения проводили 5 раз
в сутки, в 7, 11, 15, 19 и 23 часа (табл. 1), определяли
суточную периодику частоты пульса, температуры тела,
содержание натрия и калия в смешанной слюне, актив-
ность норадреналина в моче, а также статистические
характеристики сердечного ритма [122]. По степени ва-
риативности все эти показатели можно разделить на две
группы: с высокой (более 25%) и низкой вариативно-
стью. К последней группе относятся частота пульса, тем-
пература тела, значения моды распределения кардиоин-
тервалов и концентрация калия в слюне. Данные пока-
затели отражают уровень функционирования отдельных
физиологических систем. Их вариативность невелика, что
является результатом гомеостатического регулирования.
Показатели с высокой вариативностью отражают дея-
тельность управляющих систем организма.
Временная координация функций в процессе адапта-
ции организма к суточным колебаниям условий внешней
среды заключается в постоянном согласовании между
собой (гомеостатнроваппи) многочисленных перемен-
ных, относящихся к разным физиологическим системам
и уровням регуляции. Структуру циркадной функцио-
нальной системы можно проанализировать по коэффи-
циентам корреляции показателей в суточном цикле
(рис. 10). В такой схеме имеются два звена, которые ус-
ловно можно назвать «информационным» и «энергети-
ческим». Показатели АМо, ДХ, уровень натрия и отно-
шение натрий/калий характеризуют деятельность нерв-
122
Вариационный размах, с 0,27 0,11 0,02 42,6 0,23—0,30 7 0,32 0,24 0,23 0,26 0,22 -25
Амплитуда моды, % 28,9 7,7 1,3 26,7 26,5—31,3 И 29,6 34,8 33,2 31,2 35,4 18
133
Рис. 10. Корреляционные связи физиологических и биохимических
показателей в разные часы суток и в циркадной системе.
(=г>0,7; =г=»0,5—0,7; —г=0,3—0,5).
ноте и гуморального каналов регуляции, состояние
симпатического и парасимпатического отделов вегета-
тивной нервной системы. В большей степени они связаны
с информационными (нейрогуморальными) явлениями.
Температура тела и частота пульса зависят от интенсив-
ности обменных процессов в организме. Концентрация
калия, как отмечалось выше, по-видимому, может рас-
сматриваться в связи с потенциальными энергетически-
ми возможностями организма.
Отметим, что «энергетическое» звено управляется
норадреналином, что вполне соответствует положениям
адаптационно-трофической теории А. А. Орбели и
А. Г. Гиноцинского. Согласно этой концепции, физиоло-
гическая роль симпатико-адреналовых влияний заклю-
чается в постоянном приспособлении интенсивности про-
цессов и физико-химических соотношений к функцио-
нальным потребностям данного момента [156]. По
данным, полученным А. М. Утевским [226], в определен-
134
ных условиях адреналин и норадреналин могут непосред-
ственно участвовать в окислительно-восстановительных
реакциях. Таким образом, представленная схема связей
может рассматриваться в качестве функциональной си-
стемы, обеспечивающей циркадность организма как одну
из его важнейших адаптационно-приспособительных ре-
акций, возникших в процессе длительного эволюционно-
го развития живых систем на Земле. Данная функцио-
нальная система хорошо демонстрирует взаимосвязь
энергии, информации и времени в процессах адаптации.
Кроме согласования функциональных уровней (в ча-
стности, энергетического и информационного), в процес-
се временной координации осуществляется и строгое по-
следовательное «включение» в процессе адаптации раз-
личных физиологических систем, т. е. реализуется опре-
деленный «хроноалгоритм» организма. Так, в 7 часов ут-
ра, кроме уровня электролитов в слюне, максимальны
значения моды и вариационного размаха (см. табл. 1).
Амплитуда моды достигает максимума в 11 часов утра.
Отметим, что большая концентрация натрия в слюне,
большой вариационный размах и увеличение моды ха-
рактерны для повышенного тонуса парасимпатической
системы или для усиления холинергических влияний.
Увеличение амплитуды моды указывает на усиление ад-
ренергических влияний. В этот же период возрастает и
выброс норадреналина. Таким образом, переход от пе-
риода относительного покоя к периоду активной деятель-
ности сопровождается изменением взаимоотношений ме-
жду различными физиологическими системами, в частно-
сти наблюдается усиление активности симпатико-адре-
наловой системы.
В 7и 11 часов утра отмечается наибольшее число кор-
реляционных связей. Особенностью полученных на осно-
ве учета только значимых связей структур являются обо-
собленные «информационное» и «энергетическое» звенья.
Важно обратить внимание па норадреналин, который в
7 часов утра связан с «информационным» звеном, а в
11 часов — с «энергетическим». Создается впечатление,
что норадреналин активирует ту систему, значение кото-
рой в данный момент для организма наиболее важное
Действительно, переход организма от состояния покоя к
активности требует активации «энергетического» звена,
в то время как «информационное» звено активизировано
в начале периода перенастройки организма (в 7 часов
135
утра), сразу после пробуждения. Способность организма
перестраивать свои функциональные связи в соответст-
вии с условиями внешней среды, изменять уровень функ-
ционирования в ответ на различные воздействия называ-
ется гомеокинезом. В данном случае мы имеем де-
ло с гомеокинетической реакцией на изменение суточного
стереотипа, обусловленной необходимостью адаптации к
изменяющимся социальным и физическим условиям.
Анализ суточной динамики комплекса физиологиче-
ских и биохимических показателей у здорового человека
показывает, что в процессе приспособления к циркадным
колебаниям внешних условий организму свойственны
реакции гомеостаза и гомеокинеза. Гомеостатические ре-
акции направлены на сохранение определенных взаимо-
связей между отдельными физиологическими системами
и могут быть охарактеризованы КСФ. Гомеокинетиче-
ские реакции обеспечивают перенастройку физиологиче-
ских систем организма с целью наилучшего приспособ-
ления к изменяющимся условиям среды. Этот тип реак-
ции, связанный с адаптационно-приспособительной
деятельностью организма, можно характеризовать вели-
чиной ПСАд.
Использование КСФ и ПСАд для оценки состояния
организма в процессе его адаптации к экстремальным и
субэкстремальным длительно действующим факторам
позволило разработать комплекс достаточно простых из-
мерений суточного цикла для характеристики степени
напряжения регуляторных систем и уровня функциони-
рования организма. Исследования, проведенные Т. Д. Се-
меновой [206] и Г. А. Никулиной [173], продемонстри-
ровали высокую диагностическую и прогностическую
ценность изучения натрийсекреторной функции слюн-
ных желез и статистических характеристик сердечного
ритма.
Многоплановый анализ кардиологической информа-
ции. Наряду с биоритмологическим подходом методоло-
гия прогностических исследований использует киберне-
тический и биофизический подходы. В кибернетике про-
цессы управления в живом организме рассматриваются
как один из важнейших компонентов адаптационной
деятельности. Оптимальное сочетание принципов авто-
номности и централизации в сложной многоуровневой
иерархической системе управления обеспечивает необхо-
димую тактику и стратегию адаптивного поведения.
136
Процессы обмена информацией лежат в основе изме-
нения степени напряжения регуляторных механизмов и
перехода физиологических систем с одного уровня функ-
ционирования на другой. Информация о деятельности
сложной системы нейрогуморально-гормонального уп-
равления в целостном организме, получаемая с помощью
математического анализа сердечного ритма и изучения
минералосекреторной функции слюнных желез, не явля-
ется ни полной, ни достаточной. Однако эти методы хо-
рошо зарекомендовали себя в практике прикладных
физиологических исследований и ими целесообразно
пользоваться до тех пор, пока не будут разработаны бо-
лее совершенные методы. Так как информация о состоя-
нии управляющих систем содержится в «функциях раз-
броса» различных физиологических процессов, то стало
возможным применить математический анализ, разрабо-
танный применительно к сердечному ритму и к другим
показателям. Так, мы проводили аналогичный анализ
динамического ряда амплитуд (или площадей) БКГ и
СКГ [42, 114]. Такой подход получил название много-
планового анализа кардиологической информации; он
был реализован вначале на вычислительном комплексе
МИК-1 (мини-ЭВМ), а в настоящее время соответству-
ющие алгоритмы и программы имеются для ЭВМ типа
М-6000 и ЕС-1030.
Блок-схема алгоритма многопланового анализа кар-
диологической информации представлена на рис. 11
[42]. В зависимости от типа ЭВМ, наличия соответству-
ющего числа одновременно действующих каналов ана-
лог — код, а также объема оперативной памяти произво-
дится последовательное или параллельное определение
продолжительности кардиоцикла, площади БКГ и СКГ
комплекса (вместо площадей можно вычислять ампли-
туды или иные характеристики комплексов). При анали-
зе СКГ и БКГ в качестве синхроимпульса используют
R-зубец ЭКГ. Точность измерений определяется харак-
теристиками ЭВМ, однако для анализа ритма сердца и
СКГ необходима частота квантования аналогового сиг-
нала не менее 100 Гц, для БКГ минимальной является
частота 50 Гц (только при решении задач планиметри-
ческого анализа). Длина динамического ряда интерва-
лов (или площадей) определяется задачей исследования,
но не должна быть меньше 100 (в крайних случаях 50)
значений. Алгоритм предусматривает определение стати-
137
Рис. 11. Блок-схема алгоритма многопланового анализа кардио-
логической информации.
стических характеристик динамического ряда (матема-
тическое ожидание, среднее квадратическое отклонение),
построение гистограммы и вычисление автокорреляцион-
ной функции.
138
Образец одного из исследований, проведенного с по-
мощью системы многопланового анализа кардиологиче-
ской информации, представлен на рис. 12—14 [42]. Изу-
чалась суточная периодика функции по данным пяти-
кратной записи ЭКГ, СКГ и БКГ (в 7, 11, 15, 19, 23 ч)
Регистрацию проводили в течение 2—3 мин на магнит-
ную ленту с помощью трехканального модулятора. За-
тем использовали соответствующий демодулятор для
ввода аналогового сигнала в ЭВМ. В результате авто-
матической обработки данных на цифропечать выдава-
лись значения М, а гистограммы (значения показателей
в 20 диапазонах) и автокорреляционной функции (30 ко-
эффициентов для ряда в 100 значений). На рис. 12 пред-
ставлены данные статистического анализа динамических
рядов кардиоинтервалов, площадей СКГ и БКГ в разные
часы суток у здорового испытателя. Среднее значение
RR-интервала уменьшается к 11 часам утра и затем в те-
чение всего дня держится на одном уровне. Площади
СКГ к 11 часам утра снижаются, так же как и продолжи-
тельность кардиоинтервалов, а затем к 15 часам дня до-
стигают максимума. Площади БКГ максимальны в 11 ча-
сов утра.
Эти изменения можно интерпретировать следующим
образом. Переход организма от покоя к деятельному со-
стоянию сопровождается включением вначале оператив-
ных механизмов адаптации, к которым относятся вне-
сердечные факторы кровообращения. Внутрисердечные
факторы являются стратегическим адаптационным ме-
ханизмом и включаются позже [185]. Увеличение внеш-
ней работы сердца и учащение пульса — это оператив-
ная реакция организма на нагрузку повседневной дея-
тельностью. При этом снижение общей работы серд-
ца указывает на уменьшение функционального ре-
зерва.
Включение стратегических механизмов адаптации свя-
зано с активацией нейрогуморальных механизмов регу-
ляции, при этом усиливается саморегуляция процессов
энергообразовация в миокарде. На графике изменения
среднеквадратичного отклонения кардиоинтервалов и
площадей СКГ и БКГ видно, что в 15 часов дня одновре-
менно с максимумом общей работы сердца достигает
максимума и активность механизмов автономной регу-
ляции общей работы сердца, непосредственно связанной
с процессами энергообразования в миокарде.
139
Рис. 12. Суточная ди-
намика статистических
показателей М и 6 сер-
дечного ритма (с) и
площадей комплексов
СКГ и БКГ (мВ/с).
При рассмотрении гистограмм кардиоинтервалов и
площадей БКГ и СКГ (рис. 13) выявляются те же зако-
номерности последовательного включения вначале опе-
ративных, а затем стратегических механизмов адаптации
сердца к нагрузке. Более наглядно на гистограммах оп-
ределяется функциональный резерв системы кровообра-
щения. Если процесс энергообразования идет более ин-
тенсивно, чем осуществляется расход энергии, то это ука-
зывает на высокий функциональный резерв системы.
Такая ситуация (если считать, что площадь СКГ отра-
жает интенсивность процессов энергообразования в мио-
карде, а площадь БКГ—расход энергии), наблюдается
в 7 часов утра и 15 часов дня. В 19 часов гистограммы
площадей СКГ и БКГ совпадают. В 11 и 23 часа функ-
циональный резерв низкий, так как площади БКГ боль-
ше, чем площади СКГ. Следует обратить внимание на
то, что в 23 часа вариационный размах площадей СКГ
140
io
Рис. 13. Гистограммы сердечного ритма и площадей комплексов БКГ
и СКГ в разные часы суток.
Обозначения кривых те же. что и на рнс. 12
меньше, чем в 11 часов утра. Это свидетельствует о по-
вышении централизации управления энергообразованием
в миокарде и на снижение оптимальности этого процес-
са. В целом при рассмотрении статистических характе-
ристик и гистограмм складывается впечатление, что наи-
более изменчивым показателем в суточном цикле явля
ется общая работа сердца. От величины этого показателя
141
Рис. 14. Автокорреляционные функции сердечного ритма п пло-
щадей комплексов БКГ и СКГ в разные часы суток.
зависят функциональный резерв сердца и активность ре-
гуляторных механизмов. Синхронизацию кардиоинтерва-
лов, площадей СКГ и БКГ можно исследовать по авто-
корреляционным функциям (рис. 14). Наиболее высокая
синхронизация определяется в Н и 15 часов, наимень-
шая — в 7 и 23 часа.
Таким образом, многоплановый анализ кардиологи-
ческой информации позволяет реализовать биоритмоло-
гический, кибернетический и биофизический подходы при
ограниченном объеме входной информации. Анализ ди-
намического ряда кардиоинтервалов и площадей СКГ и
БКГ дает возможность судить об уровне функционирова-
ния сердечно-сосудистой системы, о степени напряжения
регуляторных механизмов, в том числе состояния под-
корковых нервных центров, а также о функциональном
резерве сердца (соотношение между интенсивностью
энергообразовапия и расходом энергии ла внешнюю ра-
боту). Следует отметить, что объем анализируемой кар-
диологической информации и алгоритмы ее автоматиче-
ской обработки будут в последующем изменяться. Су-
щественным является принцип многопланового анализа,
который базируется на концепции о сердечно-сосудистой
системе как об индикаторе адаптивного поведения цело-
стного организма.
Метод фазовой плоскости. Важнейшее место в инте-
гральной оценке состояний на грани нормы и патологии
занимает метод фазовой плоскости. Мы уже рассматри-
вали фазовые плоскости — срезы трехмерного простран-
142
Рис. 15. Фазовые траектории состояний в системе «уровень функцио-
нирования — степень напряжения»
i — средний уровень жизнедеятельности; 2 — уровень контроля; 3 — уровень
регуляции; 4— уровень управления; 5—нарушения гомеостаза; 6 —пару-
Н — нормы
аничиые состояния; НПЖ — напряжение; НИТОК —
И — истощение; ПБ — предболезнь; Б — болезнь.
ства, заключенного в координатах «структура — функ-
ция — состояние». В свою очередь «состояние», выражае-
мое через степень адаптации организма к условиям
окружающей среды, в прогностическом смысле является
вектором в пространстве, определяемом координатами
уровня функционирования, степени напряжения регуля-
торных механизмов и функционального резерва. Для ре-
шения частных прогностических задач используется ме-
тод фазовой плоскости «уровень функционирования—
степень напряжения». При этом вектор состояния
является краткосрочным прогнозом, т. е. указывает ве-
роятное в самом ближайшем будущем новое состояние.
Для среднесрочного и долгосрочного прогнозирования
необходимо иметь представление о фазовой траектории,
т. е. о проекции последовательных векторов состояний на
соответствующую фазовую плоскость в интервале меж-
ду текущим и прогнозируемым состояниями.
На рис. 15 показаны фазовые траектории, характе-
ризующие переход организма от состояния здоровья к
143
болезни (А—Б) и процесс выздоровления (реадапта-
ции)— (Б—В|, Б—В2, Б—Вз). Рассмотрим отдельные
векторы, составляющие фазовую траекторию. Вектор
А—aj отражает величину и направленность изменений
состояния организма в процессе обычной нормальной
(Н) жизнедеятельности (суточная периодика функций,
различные виды производственной деятельности, крат-
ковременные эмоциональные подъемы и спады). Вектор
at—аг указывает на тенденцию изменений состояния ор-
ганизма в случае его адаптационной перестройки (П)
при изменениях условий внешней среды. При этом воз-
никает состояние частичной или неполной адаптации,
функционирование основных систем протекает на уров-
не регуляции. Вектор а2—аз характеризует переход к
состоянию напряжения адаптационных механизмов
(НПЖ). Функционирование основных физиологических
систем протекает на уровне управления. В этих услови-
ях управление полностью переходит к центральным ме-
ханизмам, что обеспечивает лишь кратковременное при-
способление к воздействующему неадекватному факто-
ру. При слишком продолжительном или очень интенсив-
ном воздействии на организм неадекватных факторов
среды в результате длительного функционирования ор-
ганизма на уровне управления и высокого напряжения
регуляторных механизмов возможно их перенапряже-
ние (ПНПЖ, вектор а3—а4). В дальнейшем организм
переходит на уровень гомеостатических нарушений (И)
с явлениями недостаточной или неудовлетворительной
адаптации (вектор а4—а5). Вектор ag—ав отражает пе-
реход от неспецифических преморбидных изменений к
специфическим (ПБ), а вектор ае—Б — переход к каче-
ственно новому состоянию — болезни (Б), которое ха-
рактеризуется наличием структурных нарушений и раз-
витием определенных анатомо-морфологических при-
знаков болезни.
Большой интерес представляет векторное выражение
процессов выздоровления (реадаптации). Вектор а3—В3
характеризует процесс полного восстановления исход-
ного состояния организма после воздействий, вызываю-
щих определенное напряжение регуляторных механизмов.
Восстановление после развития истощения регуля-
торных механизмов, вызвавшего нарушения гомеоста-
за, может быть неполным и проходить с сохранением
гомеостатических нарушений (вектор ag—В2). Вектор
144
Б—В j отражает процесс выздоровления в виде сохране-
ния компенсированной формы болезни с определенными
структурными нарушениями и при значительном сниже-
нии степени напряжения регуляторных механизмов.
Возможность векторного представления состояний
позволяет прогнозировать их вероятное дальнейшее раз-
витие при различных неадекватных и экстремальных
воздействиях на организм. Знание возможных фазовых
траекторий дает основание говорить о среднесрочном и
долгосрочном прогнозировании. Основной методологи-
ческий принцип прогностической оценки состояний, та-
ким образом, заключается в определении уровня функ-
ционирования организма или его систем и степени на-
пряжения регуляторных механизмов, в нахождении в
пространстве состояний точки, соответствующей данно-
му текущему состоянию. Повторные измерения позво-
ляют получить вектор состояния, который можно спрое-
цировать на соответствующую фазовую плоскость.
Глава 4
Экспериментальное моделирование
состояний на грани нормы и патологии
Применение принципа моделирования как исследо-
вательского метода приобрело важное значение не толь-
ко в технике и физике, но и в экспериментальной физио-
логии и патологии. Биологические (физиологические)
модели широко используются при различных заболева-
ниях и патологических состояниях с целью объяснения
сущности изучаемого процесса, для изучения путей уп-
равления функциями, а применительно к отдельным
нозологическим формам — с целью выбора методов лече-
ния и профилактики. Например, моделирование на жи-
вотных отдельных элементов патологии является мето-
дическим приемом для изучения закономерностей воз-
никновения и развития заболеваний человека.
Модель—это аналог исследуемого объекта. Она
должна отражать наиболее существенные элементы
объекта, однако она ему не тождественна. Каждая мо-
дель воспроизводит лишь некоторые стороны оригинала,
и, таким образом, одному объекту может соответство-
вать несколько моделей. Метод моделирования приме-
няют при проверке научных гипотез и теорий. В этом
смысле любой медико-биологический эксперимент мож-
но рассматривать как моделирование. Такому модели-
рованию обязательно предшествуют определенные на-
блюдения или наличие некоторых соображений о при-
роде изучаемого явления, процесса, его взаимосвязи с
другими явлениями. По мнению И. В. Давыдовского [86],
моделирование в медицине и клинике связано с поста-
новкой специальных экспериментов на человеке или жи-
вотных, а также с изучением «аутомоделей»—естест-
венным путем сложившихся заболеваний.
Моделирование является одним из методов прогно-
зирования. Это касается не только математического
моделирования, ио и получения экспериментальных моде-
лей, воспроизводящих изучаемое явление на качествен-
146
ном уровне. Возможность воспроизводить эксперимен-
тально определенные качественные изменения в состоя-
нии организма открывает путь к познанию динамически
исследуемого процесса, его стадийности, фазностк и,
следовательно, тех изменений, которые предшествуют
тем или иным качественным сдвигам. Моделирование
биологических явлений основано на некоторых заранее
постулируемых допущениях, необходимых для того,
чтобы полученные в ходе эксперимента новые данные
можно было перенести на моделируемый объект с опре-
деленной содержательной интерпретацией. Модели,
«оторванные» от такой интерпретации, могут превра-
титься в пустые, абстрактные конструкции, достигающие
высшей степени «формализованного формализма» [233].
Модельные эксперименты играют существенную роль и
при разработке ряда проблем прикладной физиологии и
медицинской практики. Например, моделирование яв-
ляется одним из главных методологических принципов
в космической медицине [188]. Сложность организации
летных экспериментов в космосе и их уникальность тре-
буют изучения реакций организма на различные воздей-
ствия в лабораторных условиях, имитации отдельных
элементов полета на Земле. Таким образом, каждому
космическому полету предшествует большая серия его
моделей. Моделируются не только так называемые
штатные условия космического полета, но и вероятные
аварийные ситуации. В. В. Парии [183] обращает вни-
мание на роль моделирования для решения прогности-
ческих задач и необходимость построения математичес-
ких моделей по результатам различных исследований,
имитирующих действие факторов космического полета.
Моделирование как определенный познавательный
прием получило широкое признание в различных обла-
стях науки. Модели несут в себе и существенную прог-
ностическую функцию [189]. Поэтому не только в кос-
мической медицине и физиологии, но и физиологии тру-
да, спортивной медицине и инженерной психологии
используют разнообразные экспериментальные модели
для получения прогностической информации о вероят-
ных изменениях состояния организма человека при тех
или иных воздействиях. Ю. Г. Антомонов [19] относит
моделирование патологических процессов и методов ле-
чения к предметному моделированию. Он считает, что
предметные модели совмещают в себе все три состав-
147
ляющие материального объекта: вещество, энергию и
организацию. Каждая из этих составляющих может мо-
делироваться отдельно с помощью физических, энерге-
тических или информационных моделей.
Задачу экспериментального моделирования состоя-
ний на грани нормы и патологии можно сформулиро-
вать в двух аспектах: 1) проверка основной гипотезы о
наличии при разных видах воздействий на организм
четко различимых последовательных стадий адаптации,
определяемых степенью напряжению регуляторных ме-
ханизмов; 2) проверка эффективности предложенных
методических приемов для оценки степени напряжения
регуляторных механизмов при различных воздействиях.
Выбор вида воздействий определяется двумя обстоя-
тельствами: 1) желательностью получения по возмож-
ности всех стадий адаптации (от удовлетворительной до
состояния на грани срыва) при воздействии на различ-
ные функционально-структурные уровни биосистемы;
2) прагматической значимостью планируемых экспери-
ментов, в частности возможностью (и необходимостью)
использования получаемых данных для решения прогно-
стических задач в области космической медицины. Мо-
дели различных состояний, полученные в специальных
экспериментах, позволяют использовать метод модели-
рования как в процессе тренировок космонавтов, так и
непосредственно в ходе полета [84]. Описываемые ниже
модельные эксперименты представляют интерес не толь-
ко для космической медицины, но и ряда других облас-
тей прикладной физиологии, хотя применявшиеся воз-
действия связаны прежде всего с проблематикой косми-
ческих исследований (клиностатическая гипокинезия,
антиортостатическое положение тела, сдвиг времени,
вестибулярные раздражения). В частности, гипокине-
зию рассматривают как способ моделирования влияния
невесомости на организм человека [74], например, та-
ких ее элементов, как изменение условий двигательной
деятельности, отсутствие гидростатического давления
столба крови на стенки сосудов, изменения деятельно-
сти афферентных систем. Наряду с этим при длительном
постельном режиме происходит перераспределение жид-
ких сред организма, что вызывает изменение в системе
кровообращения и в водно-солевом обмене. При гипо-
кинезии снижаются объем мышечной деятельности, на-
грузка на сердечно-сосудистую систему и потребление
148
кислорода. Кумуляция всех этих эффектов приводит к
существенному снижению интенсивности работы почти
всех систем организма [111, 126].
Таким образом, в конечном итоге этот вид воздейст-
вия влияет на те системы организма, которые служат
объектом управления, на системы, расходующие энерге-
тические ресурсы организма на выполнение разнообраз-
ной деятельности.
Для моделирования первичных изменений в систе-
мах управления целесообразно использовать прежде
всего сдвиг времени, который ведет к развитию времен-
ной десинхронизации в физиологических системах орга-
низма, а также вестибулярные раздражители, нару-
шающие взаимодействие анализаторных систем и влия-
ющие на состояние вегетативного гомеостаза — тонус
подкорковых нервных центров. Длительная многочасо-
вая умственная нагрузка в сочетании с бессонницей вы-
зывает развитие тормозных процессов в коре головного
мозга и подкорковых центрах. Искусственный сдвиг вре-
мени, перестройка режима труда и отдыха создают зна-
чительные затруднения для деятельности диэнцефально-
таламических звеньев управляющей системы организма,
вызывают десинхроноз. Все эти воздействия имеют не-
посредственное отношение к практике космических
полетов. Так, вестибулярные расстройства впервые на-
блюдались у космонавта Г. С. Титова на корабле «Вос-
ток-2». К настоящему времени у каждого третьего кос-
монавта, совершившего полет, отмечались симптомы бо-
лезни движения различной степени выраженности [62].
Проблема вестибулярных нарушений актуальна и для
морской и авиационной медицины и других областей
физиологии и гигиены. Сдвиг времени с развитием де-
синхроноза может быть одной из причин утомления кос-
монавтов в полете [72], поскольку на кораблях «Союз»
и станциях «Салют» цикл сон — бодрствование часто
нарушался за счет «миграции» суток, т. е. постепенного
перемещения этого цикла вдоль временной шкалы
суток.
Орто- и антиортостатические воздействия вызывают
перераспределение крови и моделируют реакцию систе-
мы кровообращения на действие невесомости (антнор-
тостаз) и земной гравитации после возвращения из кос-
моса на Землю (ортостаз). Кроме того, эти виды воз-
действий моделируют ряд состояний, с которыми имеет
149
дело клиническая практика:- гипертензия малого круга
кровообращения, уменьшение объема циркулирующей
крови, нарушение мозгового кровообращения. Влияя в
основном на систему кровообращения, орто- и антиор-
тостатические воздействия изменяют состояние звеньев,
элементов организма, обеспечивающих согласование си-
стем управления с объектами управления. Независимо
от того, воздействует экстремальный фактор на систему
управления, объект управления или согласующие зве-
нья, организм реагирует как единое целое. Адаптацион-
ная деятельность регуляторных механизмов направлена
на компенсацию возникших отклонений и степень их
напряжения определяет исход процесса адаптации. Мно-
гочисленные публикации, в которых представлены ре-
зультаты экспериментов с воздействием гипокинезии,
антиортостаза, вестибуляторных раздражений и сдвига
времени, освещают в основном специфические измене-
ния со стороны ведущих органов и систем: ЦНС,
нервно-мышечной системы, вестибулярного аппарата,
гемодинамики, внешнего дыхания, энергообмена, термо-
регуляции, пищеварения и др.
Состояние системы управления отчасти изучают с
помощью биохимических методов (например, определе-
ние содержания кортикостероидов и катехоламинов в
моче и крови), однако в большинстве случаев на осно-
вании этих данных характеризуются наблюдаемые
специфические изменения, а не адаптационная деятель-
ность целостного организма. Отличительной особенно-
стью обсуждения представляемых ниже эксперимен-
тальных данных является стремление дать в каждом
случае оценку степени напряжения регуляторных меха-
низмов на основании использования описанных в пре-
дыдущей главе методов. Гипотеза, которую мы выдви-
гаем для экспериментальной проверки, заключается в
следующем. Неспецифический компонент общего адап-
тационного синдрома в ответ на экстремальные воздей-
ствия, адресованные разным уровням организации жи-
вой системы, проявляется однотипными, характерными
для каждой стадии процесса адаптации изменениями со
стороны регуляторных систем. При этом использование
предложенного нами комплекса методов позволяет осу-
ществить дифференциальную оценку состояний напря-
жения, перенапряжения и истощения адаптационных
механизмов.
150
Эксперимент со 120-суточной гипокинезией проводили на 10 ис-
пытателях, которые находились на постельном режиме и обследова-
лись ежемесячно в течение суток. Каждые 4 ч регистрировали ЭКГ
для построения вариационных пульсограмм; собирали слюну для оп-
ределения содержания натрия и каляя. Эксперимент был комплекс-
ным: в нем участвовало большое число исследователей (физиологи,
биохимики, клиницисты). Материалы различных исследований в этом
эксперименте уже опубликованы [138].
Данные, полученные Г. А. Никулиной и Т. Д. Семе-
новой [173, 206], представлены в табл. 2. Максимальное
напряжение регуляторных систем развивается через
2 мес после начала эксперимента. В этот период наблю-
даются наименьшая среднесуточная концентрация нат-
рия в слюне, наибольшие амплитуда ритмов и синхро-
низация функций (как бы актуализация и лабилизация
функций в ответ на длительное воздействие неадекват-
ных условий среды). Важно отметить, что частота пуль-
са и температура тела, эти традиционные в физиологи-
ческой практике параметры, при этом не изменились.
На 90-е сутки напряжение регуляторных систем сохра-
няется, о чем свидетельствует статистически достовер-
ное увеличение амплитуды (АМо) и вариационного раз-
маха (ДХ). Однако при этом уменьшается амплитуда
ритма (ПСАд), снижается синхронизация ритмов
(КСФ), что можно квалифицировать как состояние пе-
ренапряжения. К концу 4-го месяца эксперимента (120-е
сутки пребывания в условиях гипокинезии) наблюдают-
ся изменения, свидетельствующие о развитии астениза-
ции регуляторных механизмов: неоднозначные сдвиги
исследуемых показателей, в том числе увеличение ам-
плитуды ритмов АМо, пульса и температуры тела при
уменьшении амплитуд Мо и содержания натрия в слю-
не; возрастание синхронизации ритмов температуры и
уровня натрия при уменьшении синхронизации ритмов
пульса, температуры и АМо — ДХ. По данным других
авторов [123], в результате действия на организм 120-
суточной гипокинезии также развивается астенический
синдром с явлениями вегетодистонии.
Динамика рассмотренных показателей на разных
фазах адаптации имеет некоторые особенности. В ста-
дии напряжения адаптационных механизмов на 60-е
сутки эксперимента изменения со стороны ДХ и АМо
проявляются только увеличением амплитуды их суточ-
ного ритма, без изменения среднесуточного уровня. Рез-
ко повышается также синхронизация этих показателей
151
1
-Н4Н-Н-Н -Н-Н
-н -н -и -н -и -н
н -н
-н
и
Результаты исследований суточной периодики функций (М±т)
Пульс — температура
152
В го же время среднесуточное содержание натрия в
слюне, отражающее состояние системы гипофиз — кора
надпочечников, существенно снизилось без заметного
изменения амплитуды суточного ритма (ПСАд). В этой
связи интересно рассмотреть показатели КСФ, которые
свидетельствуют об отсутствии достоверного увеличе-
ния синхронизации суточной динамики пульса и кон-
центрации натрия в слюне, в то время как наблюдается
достоверное повышение КСФ пульс—температура и
натрий — температура. Амплитуда суточного ритма
температуры тела в этот период также достоверно уве-
личивается. Можно высказать следующее предположе-
ние об особенностях деятельности регуляторных меха-
низмов при длительной гипокинезии. Известно, что
существует прямая связь между уровнем функционирова-
ния системы кровообращения и энергообменом, однако
частота пульса и температура тела как косвенные пока-
затели этих фундаментальных систем жизнедеятельно-
сти в обычных условиях не связаны тесной корреляци-
онной зависимостью. При напряжении регуляторных ме-
ханизмов в стрессорных ситуациях пульс и температура
тела изменяются однонаправленно и их корреляция уве-
личивается. Это хорошо известно в клинической прак-
тике (повышение температуры тела у больных обычно
сопровождается учащением пульса). В. эксперименте со
120-суточной гипокинезией, несмотря на то что к 60-му
дню заметных изменений пульса и температуры тела
нет, наблюдаются увеличение амплитуды суточных рит-
мов этих показателей и значительное усиление их синх-
ронизации.
Систему показ ателей натрий — пульс — температура
тела условно можно представить в качестве тождествен-
ной системы блок управления — согласующее звено —
объект управления. Тогда зависимость натрий—пульс
можно интерпретировать как прямое взаимодействие
управляющего блока с согласующим звеном, а зависи-
мость натрий—температура тела как обратную связь
между системой управления и объектом управления.
В стадии напряжения активация системы гипофиз — ко-
ра надпочечников (снижение содержания натрия в слю-
не) не влияет на амплитуду суточного ритма уровня
натрия и существенно не изменяет синхронизацию этого
показателя с пульсом (см. табл. 2), т. е. резервные воз-
можности системы кровообращения не мобилизуются,
153
поскольку уровень энергообмена снижается. Таким об-
разом, сдвиги в регуляции связаны с изменениями энер-
гетического обеспечения организма.
О том, что такие изменения играют важную роль в
процессе адаптации организма к длительной гипокине-
зии, свидетельствуют, например, данные А. С. Ушакова
и соавт. [227] о снижении окислительного фосфорилиро-
вания в печени и миокарде у крыс при 30-суточной ги-
покинезии. Авторы считают, что при этом образование
высокоэргических соединений с аэробного пути пере-
ключается на анаэробный в связи со снижением энерго-
трат. О существенной перестройке регуляторных процес-
сов при длительной гипокинезии свидетельствуют
данные обширных исследований на животных, проведен-
ных в лаборатории Б. М. Федорова [228]. Показано, что
под влиянием гипокинезии снижаются возбудимость ве-
гетативных центров гипоталамуса, содержание адрена-
лина в тканях и кортикостероидная функция надпочеч-
ников, угнетается гемопоэз. Все эти изменения, а также
нарушения электролитного, энергетического и пла-
стического обмена, микроциркуляции и метаболизма
тканей являются результатом рассогласования регуля-
торных механизмов, вызванного воздействием комплек-
са факторов при гипокинезии. Снижение энергообме-
на—одно из важнейших следствий гипокинезии и как
системообразующий фактор формирует в последующем
целую цепь изменений со стороны различных систем и
органов. В стадии напряжения повышение корреляции
между концентрацией натрия в слюне и температурой
тела, по-видимому, отражает воздействие этого фактора
на регуляторные системы.
Представленные материалы позволяют дополнить
существующие представления о патогенезе изменений,
наблюдаемых при длительной гипокинезии [111, 112,
126, 127], некоторыми новыми соображениями. Как из-
вестно, суточный ритм организма параду с физическими
датчиками (световой режим, метеорологические факто-
ры, колебания магнитного поля и др.) формируется
чередованием сна и бодрствования, активного и пассивно-
го состояния ЦНС, двигательного анализатора, мышеч-
ной и висцеральной систем. Если рассматривать висце-
ральные системы организма как объект управления, а
ЦНС как орган управления, то двигательный анализа-
тор и мышечную систему можно представить в качестве
154
прибора обратной связи. Такая модель вполне оправ-
дана, так как вегетативно-биохимическое обеспечение
мышечной деятельности обычно соответствует потреб-
ностям организма в результате непрерывного контроля
за расходом и восстановлением энергии со стороны
нервных, гуморальных регуляторов и своевременного
изменения работы систем кровообращения, дыхания и
пищеварения. При гипокинезии из-за резкого снижения
мышечной активности возникает дисбаланс между рит-
мами двигательного анализатора и висцеральных сис-
тем; нарушается корригирующая деятельность высших
вегетативных центров. В связи с изменениями суточных
колебаний активности мышечной системы нарушается
единая временная организация циркадных ритмов. По-
следнее, как известно, может привести к нарушению об-
мена информацией и энергией, что вызывает напряже-
ние, перенапряжение и истощение регуляторных меха-
низмов.
Истощение функционального резерва и явления ас-
тенизации представляют собой закономерный итог адап-
тации к длительной гипокинезии. Эксперименты, прове-
денные В. И. Кузнецовым [142] на животных, показали,
что в результате 100-суточной гипокинезии у крыс раз-
вивается прогрессирующая дистрофия миокарда. При
этом на 30—35% снижается функциональный резерв
сердца, уменьшается масса сердца, подавляется синтез
белков, возникают очаговые дистрофические изменения.
У человека при гипокинезии подобные изменения не вы-
являлись, но к концу 120-суточного эксперимента наря-
ду с признаками общей астенизации наблюдалась атро-
фия мышечной ткани конечностей [228]. О явлениях
рассогласования регуляторных механизмов свидетель-
ствуют сглаживание амплитуды суточного ритма кон-
центрации натрия в слюне, разнонаправленные измене-
ния корреляции ДХ—АМо и натрий—температура тела.
Таким образом, в ходе 120-суточного воздействия гипо-
кинезии с помощью методов математического анализа
сердечного ритма и исследования содержания натрия в
слюне удалось выявить стадию напряжения адаптаци-
онных механизмов (на 60-е сутки эксперимента) и ста-
дию неудовлетворительной адаптации (на 90—120-й
день эксперимента).
Исследование ортостатической устой-
чивости и реакции на а нти о р тост а ти чес-
1ББ
кое положение приобрело актуальное значение,
особенно в связи с задачами космической медицины.
Одним из компонентов адаптации организма к услови-
ям невесомости является перестройка гемодинамики,
обусловленная перераспределением крови, относитель-
ным увеличением кровенаполнения сосудов легких и го-
ловы. Известно, что почти все космонавты с наступле-
нием невесомости ощущают прилив крови к голове [52,
113]. Это ощущение исчезает через 4—8 дней, но одут-
ловатость лица, сглаженность кожных складок, сужение
глазных щелей сохраняются значительно дольше, ука-
зывая на повышенное кровенаполнение сосудов верхней
части тела. Антиортостатическая проба (АОП) — поло-
жение человека с отрицательным углом наклона (голо-
ва ниже ног) — позволяет имитировать условия отрица-
тельного гравитационного воздействия. В комплексе с
ортостатической пробой (ОП) АОП позволяет оценить
реадаптационные возможности системы кровообращения
человека, которые, в частности, необходимо знать при
возвращении из невесомости в нормальное гравитацион-
ное поле. Модельные эксперименты с последовательным
проведением пробы с антиортостазом и пассивной орто-
статической пробы (АОП-ОП) мы провели совместно с
Ф. А. Пятаковичем [197]. Перевод исследуемого из ан-
тиортостатической позиции в ортостатическую произво-
дился без остановки в горизонтальном положении. Та-
кой перевод соответствует реальной действительности
(например, когда космонавт после невесомости при спу-
ске сразу подвергается перегрузкам и действию земной
гравитации). Было проведено две серии исследований.
В первой серии исследований на 16 здоровых людях
изучали влияние угла наклона в АОП (—15°, —30°,
—60°) на соотношение экстра- и интракардиальных фак-
торов регуляции малого круга кровообращения. Время
пребывания в АОП и ОП составляло 4 мин. При анализе
индекса реограммы легкого, продолжительности фазы
изометрического сокращения и амплитуды СКГ установ-
лено, что главная роль в сохранении достаточного при-
способительного эффекта принадлежит интракардиаль-
ным механизмам регуляции, которые максимально акти-
визируются при угле наклона —30°. При ОП основное
значение имеют экстракардиальные механизмы; их мак-
симальная активизация наблюдалась после АОП с углом
Наклона —60°. Следует отметить, что при угле наклона
1Б6
—30° сохраняется линейное увеличение ударного объема
в ответ на возрастание мощности сокращений, обуслов-
ленное механизмом Франка — Старлинга, поэтому эта
величина угла является наиболее пригодной для оценки
состояния интракардиальных механизмов регуляции.
К аналогичному выводу пришел Д. А. Алексеев [12],
изучивший изменения регионарной гемодинамики при
антиортостатических воздействиях разной интенсивности
с помощью реографии.
Для получения данных о наиболее важных в прогно-
стическом отношении показателях гемодинамики при пе-
реходе от АОП к ОП проводили исследования с углом
наклона -30° при продолжительности воздействия
100 мин. Длительность ОП составляла 20 мин [39]. Об-
следовано 12 молодых здоровых мужчин. После перевода
из АОП в ОП у 8 испытуемых на 5—10-й минуте отмеча-
лись признаки пониженной ортостатической устойчиво-
сти (бледность кожных покровов, жалобы на слабость,
головокружение, легкую тошноту).
В табл. 3 приведены данные о длительности кардио-
цикла, индекс реограммы и показатель пластичности си-
стемы управления ритмом сердца (ППСУРС) у лиц с
высокой и низкой ортостатической устойчивостью. Этот
критерий отражает крутизну учащения или урежения
пульса при переводе в АОП или ОП. Он вычисляется по
первым 4 минутам АОП и ОП путем деления макси-
мальной разницы исходной и текущей частоты пульса на
количество минут, необходимых для достижения экстре-
мума. Из представленных данных следует, что ППСУРС
можно использовать для прогнозирования ортостатиче-
ской устойчивости как во время пробы с АОП, так и на
первых минутах ОП.
На рис. 16 изображены фазовая плоскость — индекс
реограммы (Ind) - продолжительность фазы изометри-
ческого сокращения (1С) и среднегрупповые фазовые
траектории, полученные у лиц с высокой и низкой орто-
статической устойчивостью. У здоровых лиц с высокой
ортостатической устойчивостью площадь регулирования
в АОП меньше, вектор перехода АОП-ОП длиннее и его
угол наклона к оси 1С больше, что отражает более зна-
чительное снижение ударного объема и мощности сокра-
щений.
Особенности регуляции малого круга кровообраще-
ния при АОП (—30°, 120 мин) исследовала И. И. Фунто-
167
Динамика некоторых показателей при переходе в ДОП и ОП у лиц
с высокой и низкой ортостатической устойчивостью
ППСУРС, уд/мин
158
ва [234]. Регистрировали ЭКГ, СКГ, реограмму легкого
и печени, диэлектрограмму сердца (ДЭГ), фонокардио-
грамму (ФКГ), сфигмограмму (СФГ) сонной артерии.
Обследовано 11 молодых здоровых людей. Записи про-
водились в горизонтальном положении сразу после по-
ворота стола через каждые 30 мин в АОП и 2 раза в пе-
риоде восстановления. На рис. 17 представлены графики
изменения ритма сердечных сокращений (по RR-интер-
валу), ударного объема (Sv по формуле С. Agress
[249], индекса ДЭГ (АЧП — амплитудно-частотный
показатель). Индекс ДЭГ коррелировал с изменениями
индекса реограммы печени и А1 СКГ, ударный объем —
с индексом реограммы легкого. Как видно из рис. 17,
сразу после перевода испытателей в АОП увеличивают-
ся ударный объем, индекс реограммы и кардиоцикл. Все
эти изменения являются следствием усиленного притока
крови к правому сердцу. В течение 2 ч АОП постепенно
снижается индекс ДЭГ, отражающий кровенаполнение
сердца. Это обусловлено компенсаторной перестройкой
гемодинамики, увеличением силы сокращений и минут-
ного объема. Ритм сердца урежается за счет удлинения
диастолы. Урежение пульса — это один из компонентов
рефлекса В. В. Парик [182]. При повышении давления
в легочных сосудах возникает разгрузочный рефлекс,
который, кроме урежения пульса, включает увеличение
давления в большом круге кровообращения и депониро-
вание крови в селезенке. Максимальное урежение пульса
в наших исследованиях наблюдалось примерно через
'/г ч после начала эксперимента. Можно полагать, что к
этому времени устанавливается определенное равновесие
между притоком и оттоком крови. В начале АОП вслед-
ствие депонирования крови в легких и селезенке снижа-
ется ударный объем сердца, а затем в результате вклю-
чения в процессе компенсации левого желудочка он по-
вышается.
Прогностический смысл данной модели заключается
в том, что она создает индивидуальные эталоны скоро-
сти развития адаптационно-компенсаторного процесса и
дает величины прироста ударного объема и урежения
пульса. В случае достаточного резерва сократительной
функции миокарда повышение уровня функционирова-
ния сердечно-сосудистой системы не сопровождается на-
пряжением нейрогуморальных механизмов регуляции.
Активация симпатического отдела вегетативной нервной
159
Ind (мм)
Рис. 16. Фазовая плоскость «индекс — реограммы — продолжи-
тельность изометрического сокращения» {Ind — IC) при пробе с
АОП-ОП у лиц с высокой (1) и низкой (2) ортостатической
устойчивостью.
Ф — состояние исследуемой системы в фоновом периоде; 5, 10, 20. 30, 60.
100 и 1, 2, 3, 10 — значения точек фазовой траектории на разных этапах
эксперимента; время, мни.
системы нарушает течение разгрузочного рефлекса
В. В. Парина и делает реакцию сердца неоптимальной за
счет включения гомеометрических механизмов компен-
сации. Прогностически неблагоприятными являются от-
сутствие урежения пульса или незначительная его выра-
женность, отсутствие повышения ударного объема или
его снижение, сохранение высокого кровенаполнения
сердца в течение 30 мин н более. Таким образом, центра-
160
Рис. 17. Динамика сердечного ритма (а), ударного объема (б) и
амплитуды диэлектрокардиограммы (в) при двухчасовой АОП
(—30°).
RR— секунды; Sv—миллилитры; АЧП — условные единицы.
лизация управления разгрузочной реакцией при АОП
является прогностически неблагоприятным признаком и
указывает на вероятность плохой ортостатической устой-
чивости. В табл. 4 представлены результаты исследова-
ний 4 лиц, у двух человек (Д-н и Г-н) наблюдался ста-
бильный пульс в течение АОП, увеличение ударного
6 Р М Баевский
161
объема было незначительным. У этих же лиц результаты
пассивной ОП оказались значительно хуже, чем у двух
других (увеличение времени переходного процесса и
площади регулирования).
Таблица4
Сравнительные данные по результатам АОП и ОП
Обследуемый Этап экспери- мента, МИЯ АОП, ОП
время KR- ударный объем, мл длитель- ность пере- ходного процесса, с площадь
иктераала,с усл. ед.
К-во Фон 1.0 70,2
30 1.0 76,4
60 1,0 84.3 0,50 1,05
90 1,2 84,3
120 1,1 79,5
К-ий Фон 0,95 75,0
30 0,95 89,1
60 1.2 87,4 0,456 0,75
90 1.1 87,4
120 1.2 92,2
Д-н Фон 0,76 56,1
30 0,9 57,5
60 0,9 62,3 3,11 9,93
90 0,9 —
120 0,9 46,5
Г-н Фон 0,9 66,8
30 0,92 69,9
60 0.9 69,9 1,56 1,20
90 0,9 69,9
120 0,95 60,3
Сдвиг времени — один из современных спутни-
ков цивилизации. Перемещения людей из одного времен-
ного пояса в другой создают условия для рассогласова-
ния привычного суточного ритма с социальным и физиче-
скими датчиками времени нового географического пунк-
та. Вечерние и ночные работы нарушают сложившийся
162
динамический временной стереотип. Временная адапта-
ция организма требует определенного напряжения уп-
равляющих систем. В результате десинхронизации суточ-
ных ритмов могут возникнуть нарушения на уровне ин-
формационных и энергетических процессов, появляется
состояние десинхроноза. Десинхроноз, по нашему мне-
нию, можно назвать синдромом рассогласования сущест-
вующих фазово-частотных соотношений между физиоло-
гическими системами организма. Как отмечалось при
длительной гипокинезии, выключение из циркадной ди-
намики мышечной системы привело к нарушению опти-
мальных соотношений между ЦНС и висцеральными си-
стемами организма: это так называемая внутренняя де-
синхронизация. Внешняя десинхропизация наиболее ярко
проявляется при быстрых трансмеридианальных переле-
тах, при этом вслед за внешней возникает и внутренняя
десинхронизация. Этим вопросам посвящен специальный
раздел хронофизиологии — биоритмология перемещений
[157]. Мы провели специальный комплексный экспери-
мент, в котором изучали влияние па состояние и работо-
способность человека естественного и искусственного
сдвига времени.
Первый создавался при перелете по маршруту Моск-
ва — Хабаровск (7-часовое смещение времени). Второй
воспроизводился искусственно в лабораторных условиях
в Москве путем перевода на новый режим дня с анало-
гичным хабаровскому 7-часовым смещением времени.
Обследуемых лиц разделили на две группы: 1) летная
(4 человека), совершавшая перелет в Хабаровск, нахо-
дилась в этом городе 6 сут и возвращалась в Москву,
где обследовалась еще 5 сут; 2) экспериментальная
(5 человек), которая находвлась в Москве и одновремен-
но с летной перестраивалась вначале на режим по ха-
баровскому времени, а затем возвращалась к режиму по
московскому времени. Все исследования проводили через
каждые 4 ч, изучали состояние вегетативного гомеостаза
и умственной работоспособности. Результаты исследова-
ний представлены в других работах [27, 140, 206, 207].
Установлено, что достоверных изменений среднесуточной
концентрации натрия в слюне по сравнению с фоном ни
в летной, ни в экспериментальной группе не имеется. По
значению ПСАд формирование нового, «хабаровского»,
ритма в летной группе заканчивается уже к 4-м суткам.
У лиц экспериментальной группы в течение 6 сут новый
е*
163
ритм так и не сформировался. При реадаптации у лиц
обеих групп уже на 2-е сутки «московский» ритм, судя
по величине ПСАд, восстанавливается. Сложнее обстоит
дело с синхронизацией суточных ритмов. У всех обсле-
дуемых людей в период сдвига времени синхронизация
ритмов была неустойчивой, особенно ритмов уровня нат-
рия в слюне и пульса. При реадаптации восстановление
синхронизации ритмов пульса и концентрации натрия
также было менее устойчивым. Математический анализ
сердечного ритма показал, что в летной группе формиро-
вание нового, «хабаровского», ритма завершается к 5-му
дню, хотя днем у большинства лиц тонус симпатического
отдела вегетативной нервной системы был увеличен.
Циркадная динамика статистических показателей сер-
дечного ритма в летной группе восстанавливалась мед-
леннее. Выявились индивидуальные особенности пере-
стройки на новый ритм (быстрая или медленная).
Инертность или пластичность регуляторных систем про-
являлась и в периоде временной адаптации и при реа-
даптации.
Исследование процессов временной адаптации при
искусственной и естественной перестройке режима труда
и отдыха позволяет сделать ряд выводов. Более выра-
женные изменения временной организации функции вы-
являются при искусственном сдвиге времени. При этом
полная синхронизация с заданным режимом в течение
6 сут не наблюдается, однако обратное восстановление
происходит легче и быстрее. Это заключение соответст-
вует данным К- Klein и A. Lafontain [272, 276]. Одним
из наиболее информативных в отношении временной
адаптации организма показателей является содержание
натрия в слюне. Этот показатель хорошо отражает нару-
шение и восстановление циркадной opi апизации на раз-
ных этапах перестройки функций. Следует учитывать
индивидуальные особенности испытуемых людей, сте-
пень инертности и пластичности регуляторных систем,
что является очень важным прогностическим признаком.
Способность организма к перестройке своих функцио-
нальных систем на новый ритм деятельности отражает
характер гомеостатического регулирования.
Поскольку сдвиг времени может рассматриваться как
возмущение, направленное на центральные механизмы
регуляции, то этот вид воздействия можно использовать
Для изучения индивидуальный особенностей регулятор»
1М
ных механизмов как функциональную пробу на их устой-
чивость. В качестве такой пробы мы предложили при-
менить 12-часовые сутки (4 ч — сон, 4 ч — отдых, 4 ч —
работа) с 4—6-кратным повторением их в течение 48
или 72 ч [40]. Исследование статистических характери-
стик сердечного ритма при перестройке ритма показало,
что наиболее информативным показателем является
ПСАд [176]. Среднесуточное значение показателей и их
синхронизация изменяются незначительно В табл. 5
Таблица 5
Динамика ПСАд (в процентах) суточного ритма концентрации
натрия в слюне в процессе функциональной пробы
с перестройкой режима труда и отдыха
27 —15 2 58 60
Ч-в 56 29 67 39 57 55 61
приведены данные о ПСАд натрия в слюне в ходе 72-
часового эксперимента с перестроенным режимом труда
и отдыха. Эксперимент проводили на 6 здоровых моло-
дых людях [207]. Наиболее устойчивым оказался суточ-
ный ритм уровня натрия в слюне у испытателя Ч-ва
(сохраняется положительный знак ПСАд в течение 72 ч).
Хорошая устойчивость отмечалась у М-ва и Д-ла: инвер-
сия знака ПСАд отмечалась лишь со 2-го дня перестрой-
ки, у этих же людей исходное значение ПСАд наблюда-
лось с 1-го дня восстановительного периода. У 3 осталь-
ных лиц тип регуляции можно назвать лабильным или
пластичным, так как ломка суточного стереотипа выяв-
лялась уже с 1-го дня перестройки режима.
Сдвиг времени сам по себе не вызывает никаких от-
клонений в состоянии здоровья, если он не сочетается с
Другими факторами, воздействующими на информацион-
ные или энергетические процессы в организме. Десид-
166
хроноз становится опасным, когда он длится долго, ведет
к развитию внутреннего рассогласования в функциональ-
ных системах и нарушает •нормальное взаимодействие
различных уровней управления. Десинхроноз создает
напряжение и астенизацию регуляторных механизмов
тогда, когда организм должен одновременно с пере-
стройкой на новый режим осуществлять и другую дея-
тельность, требующую определенного напряжения.
В. Л. Ярославцев [248] рекомендует ряд мер для про-
филактики неблагоприятного влияния десинхроноза, в
том числе сохранение своего суточного (местного) сте-
реотипа при кратковременных (1—3 дня) переездах в
другие временные пояса, а для спортсменов — организа-
цию тренировок в наиболее благоприятные часы, исходя
из закрепленного стереотипа. Изменения, обусловленные
временной адаптацией, могут вызывать различные кли-
нические проявления, особенно при их сочетании с кли-
матической адаптацией [157]. Это наблюдается при
дальних перелетах. Любые нагрузки на регуляторные си-
стемы в момент временной адаптации могут неблаго-
приятно отразиться на состоянии организма.
Наиболее выраженные изменения с последователь-
ным развитием напряжения, перенапряжения и астени-
зации регуляторных механизмов наблюдались в экспери-
менте с 64-часовой умственной работой и лишением сна.
Отмечались одновременно три воздействия на централь-
ные механизмы регуляции: умственные нагрузки, лише-
ние сиа и нарушение циркадности.
Умственную нагрузку применяли как в дневное, гак и ночное
время. Эксперимент состоял из 4- и 16-часовых циклов- Каждый цикл
включал 8 ч непрерывной операторской работы у пульта, 4 ч психо-
логических тестов. 2 ч физиологических исследований и 2 ч занимали
саиитарно-бытовые мероприятия и питание [30]. В эксперименте уча-
ствовали 8 человек; эксперимент проводили в специальной звукоизо-
лированной камере.
В табл. 6 представлены результаты исследования
натрийсекреторной функции слюнных желез в фоновом
периоде, во время эксперимента и в периоде восстанов-
ления [206]. Среднесуточное содержание натрия в слюне
значительно уменьшилось на 1-е и 2-е сутки эксперимен-
та, что указывает на выраженное напряжение регуля-
торных механизмов. Амплитуда суточного ритма резко
снизилась на 2—3-и сутки. Можно полагать, что со
2-х суток возникает перенапряжение регуляторных ме-
ханизмов, так как наряду со снижением амплитуды
166
ритма наблюдается инверсия знака корреляции уровня
натрия с пульсом и температурой тела. В периоде вос-
становления среднесуточное содержание натрия с 1-х су-
ток достигает исходного уровня, амплитуда суточного
ритма в течение 3 сут не восстанавливается. Корреляция
уровня натрия с пульсом восстанавливается позже, чем
корреляция с температурой тела.
Т аблица 6
Динамика содержания натрия в слюне при 84-часовом
бодрствовании (М±т) {208]
Показатель Фон
Среднесуточное
содержание
натрия, ммоль/л 7,3±0,56 5,1 ±0,52 5,5±0,96 6,2±0,52
ПСАд натрия, % 36,2±6,1 30,9±9,5 3,3±11,3 9,1±17,9
КСФ (уровень —0,47±0,05 —0,01 ±0,21 0,56±0,12 0,39±0,1
натрия — пульс)
КСФ (уровень
натрия — темпера-
тура тела) —0,55±0,06 —0,04±0,23 0,10±4,11 0,36±0,19
Учитывая, что инверсия знака корреляции пульса с
содержанием натрия наблюдается на 2-е сутки, при зна-
чении коэффициента +0,56, а корреляция температуры
тела с уровнем натрия равна +0,10, можно полагать, что
канал пульс — уровень натрия более активно участвует
в процессах адаптации, чем канал уровень натрия —
температура тела, который в эксперименте с длительной
гипокинезией (см. выше) является наиболее активным
(в связи с ведущей ролью снижения энергообмена).
В данном случае можно по аналогии полагать, что вы-
сокая чувствительность корреляционной связи пульс —
температура тела не случайна. Если учесть данные о ди-
намике некоторых физиологических показателей в ходе
эксперимента (табл. 7), то можно обнаружить ряд сдви-
гов кардиологических показателей. К ним относятся не-
которое учащение пульса к концу эксперимента (укоро-
чение RR-интервалов), повышение систолического и
пульсового артериального давления, увеличение про-
1G7
должительности Al и показателя А1/А2. Изменение по-
казателей СКГ свидетельствует о снижении координиро-
ванности сокращений правого и левого отделов сердца
и некотором усилении сокращений в 1-е сутки экспери-
мента. Эти изменения могут быть обусловлены факто-
ром относительной гипокинезии, длительным нахожде-
Та блица 7
Изменения некоторых физиологических показателей
(средние по группам) при 64-часовым бодрствовании (М±га)
16-часовые циклы
Показатель 2-й З.Й 4-й
Фосфе«, В 2,6±0,6 3,2±0,5 3,3±0,3 3,4±0,3
КЧСМ1, Гц 45±2 44±1 35±2 39±2
Частота дыхания 21±1 21±1 19±1 20 ±1
в минуту Артериальное дав- ление, максималь- ное, мм рт. ст. 112/80 ±3/4 116/81 ±3/6 121/74 ±5/3 121/74 ±2/2
Температура тела, °C 36,6±0,01 36,5±0,1 36,5±0,1 36,5±0,1
t Al СКГ, с 0,16±0,016 0,19±0,0) 0,21 ±0,01 0,22±0,02
А1/А2 СКГ 1,4±0,1 2,2±0,3 2,0±0,2 1,9±0,1
Мня, с 0,99±0,01- 0,94±0,01- 0,95 ±0,01_ 0,94±0,01
ДХ, с 0,37±0,05- 0,34±0,05- 0,39±0,05- 0,39±0,05
АМо, % 40±3 46±4 38±5 43=1=4
гпс 12,4±0,7 10,0±0,7 8,9±0,4 8,3±0,3
Критическая частота слияния мельканий.
нием в положении сидя. Специальный модельный экспе-
римент с длительной записью СКГ в положении сидя
показал, что снижение венозного возврата и развитие за-
стойных явлений в сосудах нижних конечностей могут
оказать существенное влияние на форму и амплитуду
комплексов С1\Г. При 64-часовом пребывании в изоли-
рованной камере в условиях умственного напряжения и
бессонницы со стороны системы кровообращения наб-
людаются явления вегетодистонии (учащение пульса,
изменения артериального давления). Заметных измене-
ний температуры тела и частоты дыхания не наблюда-
168
лось. Таким образом, воздействие на систему управле-
ния привело к развитию изменений согласующего
звена — системы кровообращения, которая в данной си-
туации фактически является объектом управления. Это
и находит отражение в высокой чувствительности коэф-
фициента корреляции между пульсом и уровнем натрия
в слюне к воздействию названных экспериментальных
факторов.
Согласованность различных звеньев системы управ-
ления — один из важнейших факторов обеспечения вы-
сокой надежности организма при разнообразных воздей-
ствиях. Воздействия сдвига времени, утомления, бессон-
ницы вызывают дискоординацию процессов управления
в связи с нарушением их временной организации или
развитием охранительного торможения в подкорковых
центрах и коре головного мозга. Примером нарушения
согласованности информационных процессов в системе
управления вегетативными функциями организма слу-
жат болезнь движения, вестибуловегетативный синдром,
симптомокомплекс укачивания. Известно, что при вести-
булярных воздействиях одной из наиболее уязвимых
систем является сердечно-сосудистая: изменяется сосу-
дистый тонус, наблюдаются колебания артериального
давления, возникают перераспределения масс циркули-
рующей крови. Э. И. Хелемский [236] разработал крите-
рии для прогнозирования симптомокомплекса укачива-
ния по данным поликардиографии и тахоосциллографии.
Он показал, что при выполнении вестибулярной пробы
у лиц с высокой устойчивостью длительность фаз изо-
метрического сокращения больше, а внутрисистоличе-
ский показатель и начальная скорость повышения дав-
ления в левом желудочке меньше исходных значений.
Чем значительнее повышение максимального артериаль-
ного давления и укорочение фазы изометрического сок-
ращения при вестибулярном воздействии, тем меньшей
вестибулярной устойчивостью обладает субъект. По мне-
нию А. Е. Курашвили и В. И. Бабияка [144], симптомо-
комплекс укачивания можно объяснить как явление рас-
согласования функций в гомеостатических системах
организма, затрудняющее активные компенсаторные
реакции, в которых ведущую роль играют механизмы
регуляции функций системы кровообращения.
Для прогнозирования устойчивости к укачиванию
Б. И. Поляков изучал исходное состояние регуляторных
169
Рис. 18. Динамика статистических характеристик сердечного ритма
при пробе КУК у лиц с низкой (а), средней (б) и высокой (в)
вестибулярной устойчивостью.
механизмов и их поведение в процессе проведения про-
бы с кумуляцией ускорений Кариолиса (КУК). В ре-
зультате были выведены уравнения оптимальной мно-
жественной регрессии, связывающие переносимость про-
бы КУК с математико-статистическими показателями
сердечного ритма, реакцией на ортостатическую и атро-
пиновую пробы [39]. Специальные экспериментальные
исследования позволили разработать критерии для ис-
пользования ритма сердца в качестве индикатора веге-
тативного дисбаланса при вестибулярных расстройствах
(рис. 18). Установлено, что у лиц с высокой вестибуляр-
ной устойчивостью в процессе проведения пробы была
характерной тенденция к возрастанию АМо и снижению
АХ. У лиц со средним уровнем вестибулярной устойчи-
вости реакция была противоположной. У лиц, наименее
устойчивых к воздействию вестибулярных раздражений,
наблюдается тенденция к повышению как АМо, так и
АХ при достоверном снижении Мо, что свидетельствует
о рассогласовании (дисбалансе) нервного и гумораль-
ного каналов регуляции. Такое рассогласование может
быть обусловлено активацией подкорковых нервных
центров с иррадиацией возбуждения как на ядра блуж-
дающего нерва, так и на лимбическую систему и задний
отдел гипоталамуса. Это так называемая фаза генера-
170
Лизацпи вестибулярного процесса по Г. Л. Комендан-
тову и В. И. Копаневу [133].
Известно, что развитие симптомов укачивания может
задерживаться на том или ином уровне, вернуться к
предшествующей фазе и вновь прогрессивно нарастать;
причем все эти процессы обусловлены взаимоотношением
активностей симпатического и парасимпатического отде-
лов вегетативной нервной системы. В первой фазе ирра-
диации вестибулярного процесса (фаза оптимизации
функции) может наблюдаться либо преимущественно
симпатическая, либо парасимпатическая реакция. Более
благоприятной, по нашим данным, является симпатиче-
ская реакция, протекающая с возрастанием АМо и
уменьшением ДХ. Менее благоприятна парасимпатиче-
ская реакция со снижением АМо и увеличением АХ
(группа лиц со средней вестибулярной устойчивостью).
Во всех случаях конечным этапом реагирования организ-
ма на вестибулярный стимул является вегетативная
нервная система, что сближает симптомокомплекс ука-
чивания с проявлениями общего адаптационного синд-
рома.
А. Е. Курашвили и В. И. Бабияк [144] указывают на
сходство характера реакций у лиц с низкой вестибуляр-
ной устойчивостью и первой стадии адаптационного
синдрома Селье — «реакцией тревоги» (фаза «шока»).
Для лиц с высокой вестибулярной устойчивостью харак-
терна высокая функциональная активность симпатико-
адреналовой системы и коры надпочечников, деятель-
ность которых повышается в соответствии с действием
стрессора. Можно предположить при этом в самом на-
чале действия вестибулярного раздражителя, минуя фазу
«шока», происходит переход к фазе «противотока», ха-
рактеризующейся высокой степенью адаптации. При
дальнейшем длительном вестибулярном воздействии ста-
дия резистентности может перейти в стадию истощения
с развитием вестибуловегетативных реакций. Таким об-
разом, прогнозирование вестибулярной устойчивости
может основываться как на анализе специфических «ве-
стибулярных» проявлений, так и на оценке степени нап-
ряжения регуляторных механизмов.
Последний эксперимент, который мы считаем полез-
ным описать,— это 45-суточная антиортостатическая ги-
покинезия. Антиортостатическое положение считается в
настоящее время наиболее адекватной моделью невесо-
171
Рис, 19. Динамика Al (мм)
СКГ и lj БКГ (мм) при
45-суточной ангиортоста-
тической гипокинезии
Рис. 20. Динамика пара-
метров спектров СКГ
(сплошная линия) и БКГ
(пунктирная лиияя) при
45-сугочной актиортостати-
ческой гипокинезии.
По осям ординат: слева —
шкала БКГ, справа — шкала
СКГ; по оси абсцисс — время
эксперимента, сут; ф — фон.
мости [75]. При гипокинезии автиортостаз усиливает
перераспределение крови и жидких сред организма в
верхнюю половину тела. На рис. 19 представлены дан-
ные анализа СКГ и БКГ у 4 лиц, 45 дней находившихся
172
на постельном режиме с углом наклона —7е. Наблюдае-
мые изменения можно интерпретировать следующим об-
разом. Вследствие гипокинезии снижение энерготрат ве-
дет к уменьшению общей работы сердца, особенно
левого желудочка, в то время как активность правого же-
лудочка повышается. Это связано с развитием застойных
явлений в малом круге кровообращения, повышением
давления в сосудах легких. В результате повышения
работы правого желудочка увеличивается амплитуда
1] БКГ. Однако через некоторое время в процесс ком-
пенсации включается более «сильный» левый желудочек,
нагрузка на первые отделы сердца падает, lj БКГ умень-
шается. В результате сложного взаимодействия экстра- и
интракардиальных механизмов регуляции устанавли-
вается более низкий уровень функционирования сердеч-
но-сосудистой системы, адекватный условиям гипокине-
зии. Можно выделить три периода адаптации сердца к
условиям антиортостатической 1ипокинезии: 1) преиму-
щественное действие экстр акардиальных факторов регу-
ляции (изменения БКГ); 2) одновременное действие
экстра- и интракардиальных факторов; 3) преимущест-
венное действие интракардиальных факторов (измене-
ния СКГ). Эти периоды соответствуют фазам приспособ-
ления сердца к условиям невесомости [185].
Более подробную информацию о течении процесса
адаптации сердца к антиортостатической гипокинезии мы
получили с помощью спектрального анализа СКГ иБКГ
[20]. На рис. 20 представлены графики изменения раз-
личных параметров спектров БКГ и СКГ при 45-суточ-
ной антиортостатической гипокинезии. Частота, на кото-
рой выявляется максимальная мощность спектра БКГ
(fmax), в течение всего эксперимента, не изменяется, для
СКГ в первые 20—25 дней она выше исходной, а затем
постепенно снижается. Спектральные характеристики
СКГ и БКГ можно интерпретировать следующим обра-
зом. Максимальная мощность спектра (РваЬпах) отража-
ет активную мобилизацию сократительных элементов
миокарда; чем она выше, тем больше максимум мощно-
сти. Мощность на частоте 20 Гц (Ргео гц) в динамике по-
казывает, как происходит перераспределение мощности в
спектре: ее увеличение означает возрастание мощности
более высокочастотных колебаний. Действительно, повы-
шение мощности колебаний СКГ на частоте 20 Гц совпа-
дает по времени с увеличением частоты максимума. Из-
173
менения мощности колебаний БКГ на частоте 20 Гц от-
ражают общее увеличение мощности колебании без из-
менения формы спектра.
При спектральном анализе хорошо видны фазовость
адаптации сердца к условиям антиортостатической гипо-
кинезии, сложность этого процесса. Следует отметить,
что по данным математического анализа сердечного рит-
ма на 15-й день возникает заметное напряжение регуля-
торных механизмов: индекс напряжения увеличивается
с 66 до 353. Таким образом, деятельность экстра- и
интракардиальных механизмов адаптации осуществляет-
ся значительной централизацией управления. Стадия
напряжения наблюдается значительно раньше (на 15—
20-й день вместо 60-го, сравните с данными эксперимента
со 120-суточной гипокинезией), однако в течение остав-
шегося срока клинико-физиологические признаки пере-
напряжения или истошения не выявлены.
Представленные экспериментальные материалы отно-
сятся в основном к области космической физиологии.
Однако в этой главе они рассмотрены не с точки зрения
моделирования вероятных в космическом полете небла-
гоприятных изменений и воздействий, а в плане изуче-
ния состояний, возникающих на грани нормы и патоло-
гии. Срыв адаптации может быть вызван при непосред-
ственном воздействии на систему управления, объект
управления и согласующие звенья. Специфика воздейст-
вия определяет и специфику преморбидных состояний и
нозологических форм, развивающихся как исход адапта-
ционной деятельности организма. В результате экспери-
ментального моделирования мы наблюдали такие ис-
ходы, как вегетососудистая дистония, ортостатический
коллапс, синдром укачивания, снижение умственной ра-
ботоспособности и общее утомление. Но во всех случаях
каждому такому исходу предшествуют неспецифические
стадии напряжения адаптационных механизмов и недо-
статочной, неудовлетворительной адаптации, обусловлен-
ной перенапряжением и истощением регуляторных си-
стем. Адаптационный процесс может протекать с разной
скоростью (от месяцев при 120-суточной гипокинезии до
минут при ортостатических и вестибулярных воздейст-
виях), однако всегда можно выделить стадии напряже-
174
ния адаптационных механизмов и недостаточном адапта-
ции с помощью предложенных нами методов. Эти
методы не являются единственно возможными, и, по-
видимому, их оптимальность может быть предметом дис-
куссии. Однако до тех пор, пока не проведены более об-
ширные исследования, подходы, разработанные нами,
можно рекомендовать использовать для решения при-
кладных задач прогнозирования состояний на грани
нормы и патологии.
То, что в данной главе представлены эксперименталь-
ные данные, имеющие самое непосредственное отноше-
ние к проблемам космонавтики, не случайно. Задачи
прогнозирования состояний на грани нормы и патологии
наиболее актуальны именно в космической медицине.
Медицинское обеспечение космических полетов направ-
лено на раннюю диагностику и профилактику возмож-
ных заболеваний и патологических отклонений в состоя-
нии здоровья космонавтов. Эта задача не может быть
выполнена без развития прогностических подходов, од-
ним из которых является моделирование вероятных не-
благоприятных состояний на Земле. Подобная же мето-
дология развивается в настоящее время и в других об-
ластях прикладной физиологии (спортивная физиология,
физиология труда и др.).
Глава 5
Прогнозирование физических возможностей
человека
Физические возможности человека, способность к вы-
полнению мышечных нагрузок, включают в себя понятия
физической работоспособности и физической трениро-
ванности. Прежде всего следует дать рабочие определе-
ния терминов «физическая работоспособность» и «физи-
ческая тренированность». По мнению В, Л- Карпмана
[119], под физической р аботоспособностью следует пони-
мать величину механической работы, которую человек
способен выполнить с высокой интенсивностью. Между-
народная биологическая программа [215] рекомендует
использовать для суждения о физической работоспособ-
ности определение максимальной аэробной производи-
тельности, т. е. пределы возможного увеличения потреб-
ления кислорода при возрастании интенсивности мы-
шечной работы. Прямое измерение максимального
потребления кислорода (МПК) производится в процессе
выполнения мышечной работы с высокой интенсивностью
в течение достаточно длительного времени. При этом
определяется максимально достижимое для данного ин-
дивидуума потребление кислорода.
Однако определение близкой к максимуму эффектив-
ности работы кардиореспираторного аппарата играет
важную роль лишь в физиологии спорта, где существен-
ное значение имеют прогнозирование спортивных дости-
жений и разработка мероприятий, обеспечивающих
максимальный уровень функционирования организма
спортсмена в ответ на соответствующую мышечную на-
грузку. Во врачебно-экспертной практике, клинических
исследованиях, для врачебного контроля в качестве по-
казателей физической работоспособности используют
данные измерений уровня функционирования систем
кровообращения, дыхания и других в ответ на
стандартные нагрузки. Этим же целям служат норма-
тивы ГТО, которые позволяют в массовом масштабе оце-
176
нивать физические возможности различных контингентов
населения. Следовательно, физическую работоспособ-
ность можно рассматривать не только в плане макси-
мальных возможностей организма, но и как уровень
функционирования организма и его систем в ответ на
стандартную физическую нагрузку.
Предпосылкой высокой физической работоспособно-
сти является высокая физическая тренированность, т. е.
потенциальная способность организма эффективно адап-
тироваться к предъявляемым ему нагрузкам. Н. Н. Яков-
лев [246] рассматривает тренировку как адаптационный
процесс, направленный на приспособление организма к
изменениям химизма мышц, органов и внутренней среды
при осуществлении мышечной деятельности различного
характера. Сущность тренировки к мышечным нагруз-
кам состоит в том, чтобы путем изменений на структур-
ном, метаболическом, энергетическом и информацион-
ном уровнях организма обеспечивать наиболее эффек-
тивное функционирование живой системы при данном
виде воздействия. При мышечных нагрузках существует
конкретный механизм адаптации, который направлен на
повышение количества митохондрий и соответственно
мощности аэробного ресинтеза АТФ на единицу массы
мышц [163]. Определенный уровень физической трени-
рованности— это результат долговременной адаптации
к мышечным нагрузкам. Одним из итогов такой адапта-
ции является гипертрофия скелетных мышц и миокарда,
позволяющая организму достигать более высокой физи-
ческой работоспособности. Однако подобная адаптация к
нагрузкам имеет свою «цену», так как в клетках систем,
«ответственных за адаптацию», активация синтеза ну-
клеиновых кислот и белков оказывается весьма интен-
сивной и свидетельствует о трате структурных ресурсов
организма [163]. Поэтому понятие тренированности
включает в себя элементы не только возможного конеч-
ного результата, но и стоимости или «цены» этого ре-
зультата.
На основании анализа существующих представлений
можно дать следующие рабочие определевия основных по-
нятий. Под физической работоспособностью мы понима-
ем определенный объем мышечной работы, который
может быть выполнен без снижения заданного (или ус-
тановившегося на максимальном уровне для данного ин-
дивидуума) уровня функционирования организма, в ча-
стности его кардиореспираторной системы. Физическая
тренированность—это способность организма достигать
максимального уровня функционирования при мышечной
деятельности с минимальным напряжением регулятор-
ных механизмов. Физические возможности организма яв-
ляются тем уровнем физической работоспособности, ко-
торый может быть достигнут без перенапряжения и исто-
щения механизмов адаптации.
Прогнозирование состояний в процессе выполнения
мышечной нагрузки
Прогнозирование состояний человека в процессе вы-
полнения мышечных нагрузок направлено либо на опре-
деление способности к продолжению нагрузки и возмож-
ности достижения заданного результата (исследователь-
ский прогноз), либо на выявление ранних признаков
переутомления и перенапряжения с целью своевремен-
ного прекращения нагрузок (нормативный прогноз).При
этом физическая работоспособность организма может оп-
ределяться по МПК, достигнутому максимуму мощности,
показателям функционирования кардиореспираторной
системы. Многочисленные методики дистанционного
измерения основных физиологических показателей во
время нагрузок широко используются в физиологии
спорта для срочного контроля за спортсменами и управ-
ления тренировочным процессом. Аналогичный методи-
ческий подход применяется в практике врачебного конт-
роля для дозирования нагрузок, а в санаторно-курортной
практике — для оперативной оценки реакций пациентов
па предъявляемые им с лечебной целью физические па-
грузки.
Основное внимание уделяется сбору и анализу кар-
диологической информации, поскольку аэробная рабо-
тоспособность лимитируется производительностью серд-
ца как гемодинамического насоса. Специальное изучение
производительности сердца при мышечной работе пока-
зало, что если минутный объем увеличивается в 5—6
раз, а скорость систолического выброса в 3—4 раза, то
кинетическая энергия сердечного выброса возрастает в
28 раз [118]. Это значит, что регулирование расхода
энергии и его минимизация являются важным элементом
адаптации сердца к физическим нагрузкам. С другой
стороны, оперативный контроль за энергетическими по-
178
каза теля Mil сердечной деятельности во время нагрузок
открывает путь к прогнозированию наиболее ранних при-
знаков .перенапряжения и переутомления.
Изменения энергетики миокарда в процессе мышеч-
ной работы обусловлены происходящими в целостном
организме функциональными перестройками, в частности
увеличением активности системы гипофиз — кора надпо-
чечников. Повышение адренокортикальной активности
при физических нагрузках является элементом общего
адаптационного синдрома. Концентрация 11-оксикорти-
костерондов (11-ОКС) возрастает параллельно увеличе-
нию потребления кислорода [263]. В прямой зависимо-
сти от содержания 11-ОКС в крови находятся минутный
и ударный объем сердца, мощность и кинетическая
энергия сердечного выброса, максимальное артериаль-
ное и пульсовое давление, в обратной зависимости — пе-
риферическое сосудистое сопротивление [132]. Участие
кортикоидов в регуляции кровообращения следует счи-
тать доказанным, в частности, важная роль в этом про-
цессе принадлежит влиянию глюкокортикоидов на обмен
в миокарде [66]. Это означает, что, изучая энергетиче-
ские процессы в миокарде, мы получаем возможность
судить о наиболее ранних и самых начальных изменениях
метаболизма и гемодинамики при физических нагрузках.
Энергетический аспект защитных реакций, включае-
мых при утомлении в результате интенсивной мышечной
деятельности, показан А. А, Виру [66]. Автор считает,
что конечный этап защитных реакций состоит в выклю-
чении механизмов, обеспечивающих производство энер-
гии для совершения работы. При этом снижается адре-
нокортикальная активность коры надпочечников, по-
видимому, в результате недостаточной ее стимуляции
структурами лимбических систем мозга. В результате дей-
ствия защитного механизма возникает резко выражен-
ная диссоциация между различными функциями, в пер-
вую очередь между функциями двигательного аппарата
и обслуживающими механизмами, а также между раз-
личными вегетативными функциями. Это создает воз-
можность развития перенапряжения, если воздействие
фактора мышечной работы на организм продолжается.
Таким образом, в процессе физических нагрузок главной
целью прогнозирования является своевременная диффе-
ренциация напряжения и перенапряжения, основанная
на оценке соответствия энерготрат и энергообразования.
179
Поскольку прямое измерение энергетических показа-
телей работы сердца непосредственно во время мышеч-
ной работы у людей в настоящее время методически
невозможно, в качестве косвенных показателей, контро-
лируемых с целью прогноза перенапряжений, можно
использовать параметры производительности сердца
[119]: 1) ударный объем (УО), определяемый методом
интегральной реографии [221] или с помощью тетрапо-
лярного реографа [213], а также по формулам Старра
[203], Бремзера — Ранке [203] и С. Agress [249];
2) скорость систолического выброса (ССВ), ССВ=УО/Е,
где Е — длительность периода изгнания; 3) кинетическую
энергию сердечного выброса (ЭСВ), ЭСВ= М<^2, где
М — ударный объем (мл), V — средняя скорость крово-
тока в аорте (см/с), которую можно определять реогр а-
фически.
В последние годы большое внимание уделяют разви-
тию реографических исследований при физических на-
грузках. Величину реографического индекса как пока-
зателя ударного объема сердца В. М. Альхимович [13]
использовал при разработке метода контроля за резер-
вом сократительной функции сердца при проведении
велоэргометрической пробы у здоровых лиц и больных.
С помощью модифицированной методики интегральной
реографии с наложением специальных электродов на ме-
чевидный отросток и лоб автор получил качественные
реографические записи во время выполнения велоэрго-
метрических нагрузок различной интенсивности. На спе-
циальной аппаратуре непрерывно контролировалась
огибающая интегральной реограммы (минутный реогра-
фический индекс). Сигналом к прекращению велоэрго-
метрической пробы служило снижение уровня огибаю-
щей реограммы, которое отражало уменьшение минут-
ного объема, т. е. истощение резервов сократительной
функции. Таким образом, автор получил возможность
характеризовать физическую работоспособность величи-
ной работы, проделываемой испытуемым от начала на-
грузки до первого отрицательного изменения огибаюшей
реограммы.
Подобный подход к определению физической работо-
способности можно назвать прогностическим, поскольку
ведется постоянный контроль за состоянием сократи-
тельной функции сердца, а косвенно за энергией сер-
180
дечйого сокращения. Так, по данным В. М. Альхимовича,
физическая работоспособность, называемая автором «ве-
личиной резервов сократительной функции сердца»,
равна в среднем у здоровых лиц 6682±686 кГм; у боль-
ных гипертонической болезнью 11 стадии 3246±371 кГм,
у больных с постинфарктным кардиосклерозом 1288±
±163 кГм, у больных с недостаточностью кровообраще-
ния 1 степени 430±53 кГм. Итак, описанная методика
позволяет определить физическую работоспособность
даже у довольно тяжело больных, что невозможно осу-
ществить с помощью теста PWCwo (Physical Woorking
Capacity) [119]. Важно отметить, что определение фи-
зической работоспособности по устойчивости энергети-
ческого обеспечения производительности сердца откры-
вает большие перспективы для решения прогностических
задач, связанных с дозированием физических нагрузок и
управлением тренировочным процессом с целью профи-
лактики перенапряжений и переутомления.
Как отмечалось выше, основной целью прогнозирова-
ния состояния организма в период выполнения нагрузок
является раннее выявление признаков перенапряжения.
Рассмотренная система контроля по огибающей рео-
граммы позволяет обнаружить начальный этап перена-
пряжения, связанный с необходимостью дополнительной
мобилизации физиологических резервов организма из-за
падения производительности сердца, т. е. снижения его
энергетических возможностей. В этот момент слаженная
работа регуляторных механизмов, обеспечивающих не-
обходимый конечный результат, в определенной мере
нарушается. Одним из ведущих важнейших признаков
начинающегося перенапряжения является рассогласова-
ние направленности ряда функциональных показателей.
Это связано с распадом функциональной системы и фор-
мированием новой. Фактически нарушается энергетиче-
ский гомеостаз и возникает патологическая адаптация к
нагрузке, основанная на вовлечении в реакцию новых
элементов и систем на уровне метаболических процессов.
Следовательно, оценка корреляционных зависимостей
между наиболее важными функциональными показате-
лями, характеризующими энергетический гомеостаз, мо-
жет оказаться ценным методом прогнозирования пере-
напряжений.
Подобный подход был использован нами при анализе
данных в периоде восстановления после нагрузки. Сни-
181
жение корреляционных связей между показателями яв-
ляется вполне закономерным следствием десинхрониза-
ции медленных колебаний, возникающих в результате
нарушений оптимальной работоспособности. Такие коле-
бания вегетативных и двигательных функций в процессе
работы изучил П. И. Гуминер [82]. Автор указывал на
возможность диагностирования нарушенных состояний
по степени их координации. Н. И. Самсонова [204] при
изучении процесса врабатывания у школьников обнару-
жила, что имеется фазовый сдвиг медленных колебаний
различных параметров, который уменьшается или исче-
зает при достижении оптимальной работоспособности.
Однако время достижения такой работоспособности при
физических нагрузках и необходимое для формирования
новых функциональных систем колеблется в довольно
широких пределах. Повышение способности организма
к формированию новой функциональной системы, соот-
ветствующей новым условиям (в данном случае усло-
виям мышечной работы), является результатом прежде
всего предшествующей тренировки. Поэтому период
врабатывания можно использовать для суждения о фи-
зической тренированности.
Наиболее часто применяют два показателя: время и
площадь регулирования. По данным В. М. Альхимовича
[13], время регулирования сердечного ритма при ра-
боте на велоэргометре с нагрузкой 300 кГм/мин у трени-
рованных спортсменов в среднем равно 18 с, а у нетре-
нированных— 2 мин 12 с, у больных постинфарктным
кардиосклерозом — 3 мин 40 с. При изучении переход-
ных процессов реографического индекса, который кос-
венно характеризует ударный объем сердца, автор
установил, что в этом случае время регулирования соста-
вляет у здоровых нетренированных лиц 4 мин, а у боль-
ных с постинфарктным кардиосклерозом 2 мин. По мне-
нию В. М. Альхимовича, у здоровых людей это различие
обусловлено большей инерцией регулирования ударного
объема, которая в отличие от ритма сердца осущест-
вляется опосредованно. Мы полагаем, что в этом слу-
чае существует определенная иерархия регуляторных
механизмов. Оперативные или экстракардиальные меха-
низмы включаются раньше и обеспечивают адаптацию
к мышечным нагрузкам за счет изменения частоты пуль-
са, артериального давления, венозного притока и др.
Интракардиальные механизмы, в частности механизм
182
повышения ударного объема, включаются позже, они
обеспечивают более тонкое приспособление гемодинами-
ческих параметров к новым условиям. Их деятельность
связана с координацией различных уровней организа-
ции, включая энергетический и метаболический, поэтому
у перенесших инфаркт миокарда больных, у которых
интракардиальные механизмы постоянно активированы
даже в условиях покоя, перенастройка занимает меньше
времени, чем изменение частоты сердечных сокращений.
Скорость врабатывания может оцениваться, напри-
мер, по частоте пульса, при этом чем интенсивнее на-
грузка, тем быстрее увеличивается частота пульса
[243]. Однако у более тренированных лиц в ответ на
одну и ту же нагрузку скорость врабатывания по этому
показателю ниже, чем у менее тренированных. По дан-
ным Е. И. Богоявленского [55], у боксеров—мастеров
спорта скорость врабатывания, определяемая углом на-
клона пульсовой кривой по отношению к горизонтальной
линии, при работе на боксерском мешке с интенсивно-
стью нагрузки 180 уд/мин была равной 39—45°, у спорт-
сменов с 3-м разрядом при той- же интенсивности
нагрузки — 56—70°, Такие различия, обусловленные
тренированностью, можно о&ьяснить тем, что у нетрени-
рованных лиц с преобладанием оперативных, экстракар-
диальных, механизмов регуляции частота цульса быстро
достигает максимума, так как для организма это яв-
ляется основным способом уравновешивания производи-
тельности сердца с повышенной потребностью тканей в
кислороде. У тренированных лиц адаптация к нагрузке
осуществляется главным образом за счет интракар-
диальных механизмов путем увеличения диастоличе-
ского расслабления, силы сокращений и ударного
объема.
Прогнозирование состояний по результатам анализа
данных в восстановительном периоде после
физической нагрузки
Период восстановления после физической нагрузки в
последние годы привлекает все более пристальное вни-
мание физиологов, биохимиков, клиницистов и тренеров.
По мнению Н. Н. Яковлева, организму свойственны не
два состояния—деятельность и покой, а три: покой, дея-
тельность и отдых. Состояние покоя характеризуется
равновесием между функциональным и пластическим
183
метаболизмом, состояние деятельности — превалирова-
нием функционального метаболизма, состояние отды-
ха— превалированием пластического метаболизма. В ос-
нове последнего лежит усиление продукции АТФ, по вре-
мени совпадающей с развитием фазы суперкомпенсации
содержания источников энергии и мышечных белков
[246]. Наличие фазы суперкомпенсации в периоде отды-
ха установила А. И. Ямпольская [247]. В дальнейшем
было показано, что наиболее значительно суперкомпен-
сируются те субстраты, которые наиболее интенсивно
расходуются в процессе мышечной работы. Это позволи-
ло постулировать принцип суперкомпенсации в периоде
отдыха как основу развития тренированности [246]. Та-
ким образом, вызываемые мышечной деительностью фи
энологические и биохимические изменения в организме
являются закономерными факторами, определяющими
течение процессов восстановления и положительные сле-
довые явления, лежащие в основе развития тренирован-
ности.
Основные функциональные перестройки в организме,
обусловливающие повышение работоспособности, про-
исходят не во время работы, а в периоде восстановле-
ния [69]. В этом периоде наряду с явлениями суперком-
пенсации, т. е. превышения исходного уровня функцио-
нирования, вызванного нагрузкой, наблюдается неодно-
временность восстановления различных функций. Явле-
ние гетерохронизма восстановительных процессов накла-
дывает определенные требования на выбор тестов и
критериев для оценки тех или иных функций. Принято
выделять следующие разновидности восстановительных
процессов [69]: 1) «текущее»—во время выполнения
работы; 2) «срочное» — вслед за окончанием работы;
3) «отставленное» — в течение многих часов после завер-
шения работы; 4) восстановление после хронических пе-
ренапряжений. Так, «отставленное» восстановление энер-
гетических резервов и нарушенного нейроэндокринного
равновесия после большой нагрузки может длиться до
2—3 сут. «Срочное» восстановление обычно занимает
Р/а—2 ч и сводится к «оплате» кислородного долга, а
также к устранению накопившихся в процессе работы
продуктов распада и восполнению растраченных энерге-
тических ресурсов. Окончательное восстановление энер-
гетических ресурсов и воспроизводство разрушенных
белковых структур происходят в периоде «отставлеино-
184
го» восстановления, при котором усиливается гормональ-
ная активность и активируются пластические процес-
сы [69].
По современным представлениям, природа восстанов-
ления после мышечной нагрузки заключается в том, что
именно в этом периоде организм находится на грани
нормы и патологии, т. е. в зависимости от соотношений
энергоресурсов и энергозатрат к концу работы регуля-
торные механизмы могут оказаться в состоянии рабочего
напряжения, перенапряжения или истощения Исследо-
вание динамики ряда физиологических показателей в пе-
риоде восстановления позволяет оценивать функциональ-
ный резерв и физическую тренированность и тем самым
прогнозировать переносимость последующих нагрузок.
Отсутствие прогностической информации часто ведет к
неправильной регламентации режима физических нагру-
зок, результатом чего может быть хроническое перена-
пряжение.
А. Г. Дембо [88] считает перенапряжение патологи-
ческим состоянием отдельных органов и систем, возни-
кающим при хронической чрезвычайной физической и
эмоциональной нагрузке, К предпатологическому состоя-
нию автор относит общее переутомление, при котором
обычно отмечается снижение функционального состоя-
ния организма в целом. Рассматривая хроническое пе-
ренапряжение сердца, А. Г. Дембо определяет его как
обратимую дистрофию миокарда, которая в случае про-
должающихся физических нагрузок или отсутствия ле-
чения может перейти в мио дистрофический кардиоскле-
роз. Итак, термин «перенапряжение» в данном случае
используется как причинное звено возникающего след-
ствия— поражения миокарда. Аналогичные поражения
других органов (например, почек) также возникают в
результате влияния чрезмерных неконтролируемых фи-
зических нагрузок. Таким образом, понятие хроническо-
го перенапряжения отдельных систем и органов неэкви-
валентно понятию перенапряжения как определения со-
стояния адаптационных механизмов. Поэтому можно
согласиться с мнением А, Г. Дембо и соавт. [88] о целесо-
образности внесения в нозологическую классификацию
заболеваний в качестве одного из этиопатогенетических
элементов диагноза перенапряжение (органа или систе-
мы) вследствие чрезмерной физической или эмоцио-
нальной нагрузки.
185
Общее переутомление (состояние истощения защит-
ных сил организма) является обратимым. Следователь-
но, в результате перенапряжения адаптационных меха-
низмов возможно их истощение или развитие патологи-
ческих состояний в отдельных органах или системах.
При этом реакцию целостного организма можно соответ-
ственно расценивать как неудовлетворительную адапта-
цию к окружающим условиям или как срыв адаптации.
Прогностическая оценка состояния организма в периоде
восстановления после нагрузки может основываться на
анализе динамики информационных, энергетических и
метаболических процессов, направленных на создание
нового уровня функционирования организма, который
отличается не только от рабочего, но и от исходного
уровня. Эффективность и скорость восстановления тесно
связаны с глубиной нарушений гомеостаза, вызванных
мышечной деятельностью [93]. Полное восстановление
после больших нагрузок требует значительного времени
(от 2—3 ч до нескольких суток). Небольшие тестирую-
щие нагрузки позволяют получить полное восстановле-
ние в течение нескольких минут или в пределах часа.
Таким образом, для того чтобы определить время пол-
ного восстановления функций после нагрузки, нужно
провести специальный анализ величины нагрузок и раз-
работать определенные стандарты. Эта задача весьма
нелегкая, учитывая гетерохромность восстановления от-
дельных функций и сложность измерения метаболиче-
ских сдвигов.
В периоде восстановления целесообразно выделять
переходный процесс и уровень относительно стабильного
функционирования. Хотя окончание переходного процес-
са не означает, что восстановление завершилось, однако
можно считать эту часть восстановительного периода
наиболее важной для оценки информационных и энерге-
тических перестроек, направленных на компенсацию тех
нарушений исходного гомеостаза, которые были вызваны
нагрузкой. Наиболее известный подход к оценке пере-
ходного процесса заключается в определении времени и
площади регулирования [261]. Эти показатели позволя-
ют судить о скорости процесса восстановления, инертно-
сти систем регулирования, об общем качестве регулиро-
вания и информационно-энергетической «стоимости»
данной работы. При этом информационная и энергетиче-
ская «стоимости» должны определяться по соответству-
186
ющим параметрам, характеризующим деятельность кон-
кретной системы управления (в частности, вегетативной
нервной системы) и процесс преобразования энергии хи-
мических реакций в механическую работу (например, в
обшую работу мышцы сердца, обеспечивающую необхо-
димую гемодинамическую производительность и соответ-
ствующий уровень функционирования нелестного орга-
низма).
В соответствии с предложенной нами концепцией о
прогностическом значении энергоинформационных изме-
нений, которые предшествуют изменениям метаболизма
и структуры, мы считаем целесообразным использовать
для суждения о физических возможностях человека дан-
ные анализа переходных процессов ритма и силы сер-
дечных сокращений. С этой целью были применены мето-
ды кардиоинтервалографии (КИГ), сейсмоамплитудо-
графии (САГ). На рис. 21 представлены типичные КИГ
и САГ в периоде восстановления после физических на-
грузок. Как видно, время и площадь регулирования силы
сердечных сокращений превышают время регулирования
ритма сердечных сокращений, т. е. энергетическая «стои-
мость» работы выше ее информационной «стоимости»
Более значительная инерция механизмов, регулирующих
силу сокращений, иллюстрируется гистограммами ам-
плитуд (площадей) СКГ и кардиоинтервалов на 1-й и 3-й
минутах восстановительного периода. Гистограммы пло-
щадей СКГ при этом мало отличаются, что свидетельст-
вует о наличии довольно стабильного уровня функ-
ционирования системы энергообразования сердечной
мышцы в течение первых 3 мин после окончания
пагрузки.
Однако эта стабильность является результатом дея-
тельности сложной системы управления, о которой мож-
но судить с помощью более подробного анализа гисто-
грамм и автокорреляционных функций. Несмотря на то
что на 1-й и 3-й минутах периода восстановления Мо
площадей СКГ равны, на 3-й минуте гистограмма более
сужена (отношения АМо — ДХ соответственно равны 28
и 53). Скорость затухания автокорреляционной функции
на 1-й минуте значительно выше, а периодические ком-
поненты процесса регулирования отличаются меньшим
периодом и большей амплитудой.
Таким образом, ино- и хронотропная регуляция сер-
дечной деятельности после нагрузки, направленная на
187
Рис 21 Математический анализ динамических рядов кардиоин-
тервалов и площадей СКГ при физической нагрузке.
а —КИГ и САГ а периоде восстановления: б —автокорреляционные функции
кардиоштгервачов и площадей СКГ на 1-й и 3-й минутах восстановительно-
го периода; в — гистограммы кардповнтерналов и площадей СКГ на 1-й и
3-й минутах восстановительного периода.
восстановление нарушенного информационного и энерге-
тического гомеостаза, осуществляется с различными ско-
ростью и напряжением соответствующих механизмов,
т. е. «цена» информационной и энергетической адаптации
к мышечной нагрузке различна. Однако в целостном ор-
ганизме на определенных уровнях иерархической систе-
мы управления существует интеграция различных меха-
низмов для получения необходимого конечного резуль-
тата. Соответствующая интеграция информационных и
энергетических процессов, определяющих хроно- и ино-
тропную регуляцию сердца (так же как и метаболиче-
ских процессов, характеризующих обмен веществ в мио-
карде), осуществляется, как известно, ЦНС и, в частно-
сти, высшими вегетативными центрами. Интересно, что
математический анализ КИГ и САГ позволяет выявить
эти уровни интеграции и оценить их функциональное со-
стояние.
На рис. 22 представлены периодограммы площадей
СКГ и кардиоинтервалов в фоновом периоде и 1-ю мину-
ту после физической нагрузки [115]. До нагрузки на
КИГ и САГ выявляется примерно однотипная структура
медленных колебаний с характерным пиком, соответст-
вующим периоду около 60 с. Это означает, что существу-
ют общий для ритма и силы сердечных сокращений уп-
равляющий механизм, представленный определенными
нервными центрами в головном мозге. Наряду с этим, по-
видимому, имеются и другие, более высокие уровни уп-
равления этими функциями, которые характеризуются
колебательными процессами с более длительными пери-
одами. После нагрузки структуры медленных колебаний
КИГ и САГ уже несколько различаются, хотя общим
для них является увеличение амплитуды медленных ко-
лебаний, что свидетельствует об активном включении в
процессы регуляции подкорковых центров. В периоде вос-
становления после нагрузки в управлении ритмом и си-
лой сокращений сердца участвует, очевидно, значитель-
но большее число нервных структур, происходит пере-
стройка функциональной системы. Таким образом, вос-
полнение энергетических затрат в периоде восстанов-
ления наряду с актуализацией регуляторных процессов,
т. е. активацией подкорковых центров, требует и лаби-
лизации управляющих систем, т. е, включения в процесс
управления новых элементов»
189
Рис. 22. Периодограммы площадей СКГ и кардиоиятервалов на 1-й
минуте восстановления после физической нагрузки.
Такой вывод не противоречит данным о существенной
роли различных структур ЦНС в регуляции энергетиче-
ских, метаболических и пластических процессов при фи-
зических нагрузках. При оценке переходных процессов
по КИГ и САГ следует учитывать тенденцию к переходу
от централизованного управления во время выполнения
мышечной деятельности к автономной регуляции в пери-
оде восстановления. Как следует из примера, представ-
ленного выше, такая автономизация происходит неодно-
временно для ритма и силы сокращений. Автономную
регуляцию ритма сердца можно представить в упрощен-
ном виде как взаимодействие симпатического и парасим-
патического отделов вегетативной нервной системы, а пе-
реходный процесс — как кривую изменения вегетативно-
го гомеостаза. В общем виде эту кривую с позиций
теории автоматического регулирования можно описать
как оптимальный апериодический или периодический
процесс.
Ю. В. Белецкий [46] обнаружил, что у хорошо трени-
рованных спортсменов никогда не наблюдается периоди-
ческий тип регулирования ритма сердца. Это можно объ-
яснить высокой степенью уравновешиваемости межси-
ico
Рис. 23. Динамика некоторых параметров спектра СКГ в периоде
восстановления после физической нагрузки.
ф—фон; ф-2—ф-Ю — минуты восстановительного периода.
стемных отношений, благодаря которым механизм обрат-
ных связей между центральными и автономными конту-
рами точно отлажен на отслеживание и обеспечение
текущих энергетических потребностей организма. В ре-
зультате формируется оптимальный или апериодический
тип регулирования. У нетренированных лиц восстановле-
ние исходного уровня протекает по типу «поиска» со
значительными колебаниями вегетативного гомеостаза,
что обусловливает периодический, волнообразный харак-
тер переходного процесса. У тренированных лиц обычно
обнаруживается оптимальный тип регуляции силы сер-
дечных сокращений (по данным САГ). При низкой тре-
нированности тип регулирования был апериодическим.
Для более подробного изучения инотропного меха-
низма при функциональных нагрузках мы использовали
спектральный анализ СКГ [20]. На рис. 23 представлены
данные о динамике некоторых параметров спектра в пе-
риоде восстановления после импульсной физической на-
грузки (15-секундный бег на месте). Ширина спектра
увеличивается сразу же после нагрузки. Это ведет к пе-
рераспределению мощности спектра в различных частот-
191
Al A2 AI/A2 RR
Рис. 24. САГ и КИГ на 3-й минуте восстановления после физиче
ской нагрузки (ФН). Al, А2—мм; 1<1<— с.
ных диапазонах. Мы полагаем, что изменение мощности
спектра СКГ обусловлено изменениями в активности
механизмов саморегуляции силы сердечных сокращений.
Перераспределение мощности может быть вызвано изме-
нениями степени централизации управления инотропной
функцией сердца.
На рис. 24 представлена САГ в исходном состоянии
и на 3-й минуте восстановительного периода. Увеличение
дыхательных колебаний указывает на снижение центра-
лизации управления и возрастание активности автоном-
ных механизмов саморегуляции. В этот период усилива-
ется централизация управления ритмом сердца, умень-
шается амплитуда дыхательных колебаний. Интересно
отметить, что ритм А2 и А1/А2 существенно не изменяет-
ся, но наблюдается перестройка фазовых отношений: до
нагрузки дыхательные колебания А1 и А1/А2 синфазны,
192
а после нагрузки противофаз ны. Возможно, что это яв-
ление обусловлено перераспределением мощности между
правым и левым отделами сердца. Изучение спектров,
фазовых соотношений между отдельными компонентами
кардиологических записей, статистических, светографи-
ческих и автокорреляционных показателей при много-
плановом анализе кардиологической информации пред-
ставляет обширнейшее поле деятельности для поиска но-
вых эффективных диагностических и прогностических
критериев.
По нашему мнению, очень перспективен метод ана-
лиза текущих значений математико-статистических по-
казателей ритма и силы сердечных сокращений. Этот
метод заключается в непрерывном определении переход-
ного процесса для последовательных RR-интервалов и
А1 СКГ с помощью ЭВМ и автоматическом вычислении
соответствующих показателей [125]. Выбирается «ок-
но»— 25, 50 или 100 последовательных интервалов (или
амплитуд) и «шаг» — число значений между автомати-
чески анализируемыми массивами. На рис. 25 представ-
лены образцы графиков текущих значений показателей
М, о, АМо и Ех для KR-интервалов (рис. 25а) и ампли-
туд А1 СКГ (рис. 256) в восстановительном периоде пос-
ле импульсной физической нагрузки. Итак, переходный
процесс до момента стабилизации представляет собой до-
вольно сложную последовательность изменений показа-
телей, отражающих ряд важных событий, которые со-
путствуют переходу от одного уровня функционирования
(во время нагрузки) к другому. При импульсной на-
грузке, по-видимому, не всегда и не у всех испытуемых
успевают включаться в процесс адаптации гуморально-
гормональные механизмы. Их активация происходит
обычно у плохо тренированных лиц.
Восстановительный период можно представить как
результат взаимодействия центральных и автономных
механизмов регуляции. В этом периоде выделяют сле-
дующие 4 участка. 1. Преобладание активности цент-
ральных механизмов регуляции: точка Ti соответствует
Уровню функционирования, достигнутому организмом в
период нагрузки, точка Т2 — моменту активного включе-
ния в процесс восстановления автономных механизмов.
В данном случае можно рассматривать участок Ti—Т2
как период преобладания симпатической регуляции.
2. Участок Т2—Тз отражает активацию автономного ме-
7 Р М. Баевский
193
Рис. 25 а, б. Динамика текущих средних статистических характе-
ристик сердечного ритма (а) и амплитуд СКГ (б) в периоде вос-
становления после физической нагрузки.
ханизма, его можно обозначить как первичную адапта-
цию. В этой фазе выявляется высокая степень нестацио-
нарности процессов, максимальные значения Ех отража-
ют момент переключения с преобладающей симпатиче-
ской (адренергической) на парасимпатическую (холин-
ергическую) регуляцию. 3. Участок Тз—Т4 представляет
собой период вторичной адаптации. В этом случае воз-
можны явления перерегулирования в результате высо-
кой активации автономных (холинергических) механиз-
мов. 4. Участок от Т/, и далее характеризует переход к
стабилизации уровня функционирования и может содер-
жать значительные колебательные компоненты, указы-
вающие на активность различных звеньев управления, в
том числе гуморально-гормональных, которые участвуют
в компенсации энергозатрат. При сравнении графиков,
отражающих процессы восстановления ритма и силы
сердечных сокращений, хорошо заметна гетерохронность
информационных и энергетических процессов. Описан-
ный метод можно использовать для суждения о состоя-
нии соответствующих механизмов регуляции.
1S4
Для прогностических исследований у лиц молодого
возраста с достаточной физической тренированностью
обычно используют ступенчатые нагрузки. На рис. 26
представлены результаты 3-ступенчатой велоэргометри-
ческой пробы с нагрузками 200, 400 и 600 кГм/мин по
5 мин с 15-минутными перерывами. Проба проводилась
у 3 лиц с разной физической тренированностью. На диа-
граммах показан прирост (в процентах) по сравнению
7*
195
Рис. 26, Результаты 3-ступенной велоэргометрической пробы у
3 испытателей с разными физическими возможностями.
Объяснение см. в тексте.
с исходным уровнем частоты пульса (ЧП), потребления
кислорода (ПО2) и амплитуды А1 СКГ. Измерения про-
водили на 1-й, 3-й и 9-й минутах после каждой ступени
нагрузки. Так, у испытуемого Р. прирост ЧП менее вы-
ражен, но зато имеется более существенное увеличение
ПОг. Это указывает на более высокую физическую рабо-
тоспособность испытуемого Р., так как преобладание
прироста ПО2 над приростом ЧП свидетельствует об уве-
личении кислородного пульса. Повышение силы сердеч-
ных сокращений у Р. также более значительно, чем у Т.
У обоих испытуемых прирост этой величины на 3-й на-
грузке меньше, чем на 2-й. Это отражает деятельность
интракардиальных механизмов адаптации к нагрузке,
оптимизирующих метаболические и энергетические про-
цессы в миокарде, улучшающих «текущее» восстановле-
ние энергозатрат. У испытуемого Р. результатом такой
оптимизации является также отсутствие дальнейшего
прироста частоты пульса на 3-й нагрузке. Иная динами-
ка указанных показателей наблюдается у испытуемого
Ш.: в ответ на 2-ю нагрузку снижается общая работа
сердца, что свидетельствует о неэкономичности энерге-
тического обеспечения сердечных сокращений.
Интересно проанализировать скорость нормализации
пульса, потребления кислорода и общей работы сердца.
У испытуемого Т. нормализация пульса происходит с
уменьшением восстановления ниже исходного уровня на
3-й и 9-й минутах после 1-й нагрузки, одновременно не-
сколько замедляется нормализация силы сокращений.
У испытуемого Р. быстро снижается ПО2 после 3 нагру-
зок. Сила сокращений уменьшается после 1-й нагрузки
ниже исходного уровня, а после 2-й ее нормализация не-
сколько замедлена. Замедленная нормализация амплиту-
ды СКГ свидетельствует о значительной активации энер-
гетических и метаболических процессов в миокарде, т. е.
о включении в процесс адаптации к нагрузке интракар-
диальных факторов. У испытуемого Т. такая активация
стимулируется 1-й нагрузкой, у испытуемого Р. — 2-й на-
грузкой. Можно полагать, что чувствительность регуля-
торных механизмов зависит от функционального резер-
ва. У испытуемого Т. с более низкйм функциональным
резервом интракардиальный регуляторный механизм
включается раньше.
Результаты сравнения активности экстра- и интра-
кардиальных механизмов позволяют судить об измене-
197
ниях тренированности. Так, до цикла тренировок испы-
туемый Ш. плохо адаптировался к 3-й нагрузке: время
регулирования КИГ увеличивалось, а САГ резко умень-
шалось, После физических тренировок реакция на трех-
ступенчатую нагрузку стала оптимальной и приближа-
лась к реакции у наиболее тренированного испытуемого
Р. У испытуемого Т. в процессе месячной тренировки не
произошло заметного повышения физической трениро-
ванности, она даже незначительно снизилась, так как
время регулирования ритма сердца при всех трех на-
грузках увеличилось. Данный пример достаточно на-
глядно демонстрирует возможность прогностического
подхода к оценке физических возможностей человека
при проведении велоэргометрических проб с использо-
ванием методов математического анализа сердечного
ритма и сейсмокардиографии.
Сущность прогностических исследований заключает-
ся в том, что в восстановительном периоде после физиче-
ской нагрузки выявляется дефицит «текущего» восста-
новления, и изучение особенностей течения процесса
«срочного» восстановления раскрывает содержание это-
го дефицита. В этом случае возможны следующие изме-
нения. 1. В ходе «текущего» восстановления были ком-
пенсированы все энергетические затраты, тогда «сроч-
ное» восстановление заключается в нормализации
основных функциональных показателей (частоты пульса,
артериального давления, ударного объема). 2. При «те-
кущем» восстановлении энергетические и пластические
затраты не были полностью скомпенсированы, однако де-
фицит невелик и может быть восстановлен без включе-
ния дополнительных механизмов адаптации. При этом в
процессе «срочного» восстановления продолжают дейст-
вовать те же механизмы, что н во время «текущего» вос-
становления. Это ведет к увеличению продолжительно-
сти (во времени) нормализации основных физиологиче-
ских показателей. В зависимости от тренированности
организма ведущая роль может принадлежать экстра-
и интракардиальным механизмам. Большая активность
интракардиальных механизмов свидетельствует о более
высокой физической тренированности. 3. В ходе «теку-
щего» восстановления образовался значительный энер-
гетический, метаболический и пластический дефицит,
вызвавший перенапряжение регуляторных механизмов
во время нагрузки и стимулировавший включение до-
198
полнительных механизмов адаптации в период восста-
новления. Наряду с «затягиванием» переходного процес-
са наблюдаются разнообразные неадекватные изменения
показателей. Существенное значение приобретает пери-
од «отставленного» восстановления с соответствующей
активацией гуморально-гормональных механизмов адап-
тации.
Итак, на основании анализа данных восстановитель-
ного периода после физической нагрузки можно устано-
вить достаточность или недостаточность «текущего» вос-
становления, наличие и выраженность энергетического и
пластического дефицита, т. е. «цену» адаптации организ-
ма к нагрузке. Прогностический смысл такой оценки за-
ключается в том, что она является ретроспективной и
диагностической стадией процесса прогнозирования фи-
зических возможностей при последующих нагрузках, а
заключение о степени тренированности организма играет
важную роль в решении вопросов о дальнейшей физиче-
ской подготовке. Исключительно велика роль исследова-
ния восстановительного периода при различных хрони-
ческих перенапряжениях миокарда или заболеваниях
сердечно-сосудистой системы. На основе результатов
оценки функционального резерва и способности организ-
ма к мобилизации энергетических и пластических ресур-
сов осуществляются прогнозы трудоспособности и даль-
нейшего течения патологического процесса, принимаются
решения о необходимых профилактических и лечебных
мероприятиях.
Прогнозирование физических возможностей
организма по его исходному состоянию
Во многих случаях важно оценить физические воз-
можности организма по его исходным данным, не прибе-
гая к специальным функциональным пробам. Не только
отбор в спортивные школы или допуск к занятиям в
спортивных секциях требует решения прогностической
задачи о физических возможностях человека. Диспансе-
ризация различных контингентов людей (школьников,
студентов, рабочих и служащих) предполагает выявле-
ние физически ослабленных лиц, в первую очередь нуж-
дающихся в оздоровительных и профилактических меро-
приятиях, а не только в лечении. Профотбор примени-
тельно к значительному числу специальностей (моряки,
199
летчики, геологи и др.) также нуждается в экспресс-ме-
тод ах оценки физических возможностей человека. Нако
нец, экспертиза трудоспособности у лиц, перенесших
различные заболевания, связана с определением физиче-
ской тренированности для решения вопросов о трудоуст-
ройстве. Вот почему разработка методов прогнозирова-
ния переносимости физических нагрузок по данным не-
сложных и общедоступных исследований представляет
большой практический интерес.
Теоретически постановка задачи прогнозирования ве-
роятных в будущем состояний по исходным данным впол-
не правомерна (см. главу 2). Что касается физических
возможностей, то в этой области уже накоплен значи-
тельный опыт (например, оценка состояния тренирован-
ности у спортсменов). По С. П. Летунову и Р. Е. Моты-
лянской [148], уровень физической тренированности оп-
ределяется способностью организма интенсифицировать
свои функции, сохранять высокий уровень функциониро-
вания в течение заданного времени и быть устойчивым к
сдвигам во внутренней среде организма, возникающим в
результате нагрузки. Хотя непосредственное определение
этих свойств возможно лишь при соответствующих на-
грузках, авторы судят о подготовленности спортсмена по
увеличению размеров сердца и наличию экономичного
типа регулирования вегетативных функций (брадикар-
дия, синусовая аритмия). Большое внимание уделяется
особенностям нервной системы, которые в значительной
степени определяют выраженность вегетативных сдвигов
при реакциях организма на различные факторы внешней
среды. Например, при неуравновешенном типе нервной
деятельности реакция на незначительную нагрузку мо-
жет оказаться более сильной, чем у лиц инертного типа
[214].
Важное значение придают физическому развитию че-
ловека как предпосылке высокой адаптации к мышеч-
ным нагрузкам. Действительно, хорошее развитие мы-
шечной системы, большие размеры сердца и жизненная
емкость легких являются необходимой морфологической
основой для достижения высокого уровня функциониро-
вания организма при мышечной нагрузке. С другой сто-
роны, способность к экономному расходованию энерге-
тических и пластических резервов, хорошая координиро-
ванность различных регуляторных механизмов, высокая
степень автономности отдельных функциональных систем
200
свидетельствуют о способности организма к оптимально-
му реагированию и, следовательно, о его возможной вы-
сокой устойчивости к неблагоприятным сдвигам. Таким
образом, изучение исходных морфофункциопальных осо-
бенностей дает основание для прогнозирования фи-
зических возможностей организма. Рассматривая сер-
дечно-сосудистую систему как индикатор состояния це-
лостного организма и учитывая необходимость изучения
с целью прогнозирования ее возможных реакций (в пер-
Таблица 8
Результаты выполнения норм ГТО (М±т)
(Студенты I Студенты
С отклосениями! с нормальной
вБКГ | БКГ
Бег на 14,53±0,05
100 м, с
1000 м, с 226±1,5
Число подтягива- 6,9±0,25
НИЙ
Прыжок в для- 4,27±0,02
Толкание ядра, м 6,9±0,07
!4,18±0,07 2,7 <0,01
209±1,5 7,8 <0,0001
7.9±0,27 2,8 <0,01
4,40±0,03 3,3 <0,01
7,4±0,08 4,5 <0,001
вую очередь процессов энергетического обеспечения), мы
остановимся на некоторых исследованиях с применением
баллисто- и сейсмокардиографии в плане их использо-
вания для прогнозирования физических возможностей
организма.
Наиболее показательными являются результаты со-
поставления массовой БКГ с результатами сдачи норм
ГТО (табл. 8) студентами—первокурсниками МВТУ
им. Н. Э. Баумана [36]. Мы провели БКГ обследование
2300 студентов, у 76 человек были обнаружены те или
иные отклонения БКГ. Медицинской комиссией все сту-
денты были признаны практически здоровыми, так как
никаких заболеваний в явной форме обнаружено не бы-
ло. Результаты выполнения норм ГТО у студентов с от-
клонениями в БКГ оказались хуже (см. табл. 9). Самая
значительная разница отмечалась при беге на 1000 м.
При воздействии этой нагрузки наиболее велика роль
аэробной производительности и, соответственно, особен-
но важной является достаточность энергетического обес-
201
печения миокарда. Следовательно, организм людей с от-
клонениями в БКГ обладает более низкой способностью
к интенсификации функций и длительному поддержанию
высокого уровня функционирования кардиореспиратор-
ной системы.
Результаты БКГ исследований двух групп студентов
(спортсменов и не занимающихся спортом), проведен-
ных Р. С. Койбаевым [129], показали, что у спортсменов
в условиях покоя амплитуда сегментов Hl, 1К и KL в
БКГ достоверно больше. По данным Ю. П. Панова и
П. А. Филеши [181], у школьников различия абсолют-
ных значений условной баллистической энергии сердца
при занятиях спортом несущественны. У подростков 13—
15 лет, систематически занимающихся спортом, досто-
верно выше показатель условной баллистической энергии
систолы в расчете на 1 кг массы тела, а в возрасте 16—18
лет этот показатель в расчете на одно сердечное сокра-
щение достоверно ниже. Это значит, что адаптация к фи-
зической нагрузке может осуществляться разными путя-
ми. Менее оптимальный путь — общая интенсификация
энергетических процессов — наблюдается у подростков
13—15 лет на фоне определенного несовершенства регу-
ляторных механизмов [181]. В возрасте 16—18 лет на-
блюдается экономизация энергетического обеспечения
сердечных сокращений — характерный для взрослых лю-
дей путь повышения физических возможностей.
Для выявления связи исходного состояния с физиче-
скими возможностями организма совместно с кафедрой
физического воспитания в МВТУ им. Н. Э. Баумана мы
провели специальную серию исследований [34].
Обследовали 515 пераокурсников (мужчины). Регистрировали
СКГ и БКГ, измеряли артериальное давление, проводили антропо-
метрические измерения (рост, масса тела, окружность грудной клет-
ки), динамометрию, спирометрию. Нейрогуморальную регулядию ис-
следовали по данным минералосекреторной функции слюнных желез
(уровень натрия и калия в слюне). Умственную работоспособность
изучали с помощью определения порога фосфена, скорости простои
двигательной реакцки и корректурной пробы. По материалам сдачи
норм ГТО были отобраны крайние группы: «сильные» «слабые».
Отбор проводили по среднему баллу для 5 видов легкой атлетики
(бег па 100 и 1000 м, толкание ядра, прыжок в длину, подтягивание).
Выполнение каждого вида упражнений оценивали баллом: 1, 2 или 3.
Группу «слабых» студентов (ниже Г/s балла) составляли 32 чело-
века, группу «сильных» (3 балла) — 44 человека.
Достоверные различия между «слабыми» и «сильны-
ми» студентами отмечаются по дисперсии кардиоинтер-
202
Та блица 9
Средние значения физиологических показателей у лиц,
показавших лучшие и худшие результаты при выполнении норм ГТО
(М±т)
Показатель Средние значен Достовер- раэличий
при лучших результатах при худших результатах
RR, € 0,81 ±0,01 0,89±0,02 +
о — RR, с — мс 35±1,8 59±5,5 +
Мо, с 0,82±0,01 0,89±0,02
ЛМо, % 40±2,5 47±3,3
ДХ—RR, мс 210±20 210±20 —
Индекс напряжения, усл. ед. 141±5,5 127±4,3 +
А1, мВ 2,0±0,10 2,3±0,07
А2, мВ 0,8±0,10 1,1±0,008
А1/А2 2,3±0.10 1,6±0,10 +-
Время А1, мс 194±4 192±5 —
Время А1А2, мс 309±6 320±6 —
НК, мс 261 ±4 247±4 +-
1J, мн 1.0±0,05 1,1 ±0,04 —
!К, мв 1,7±0,07 1.8±0,08
Концентрация в слюне, ммоль/л
натрии 6,8±0,35 6,9±0,43 —
калия 17,2±0,56 17,7±0,51 —
Фосфен, В 2,7±0,2 3,1 ±0,1
Скорость реакции, мс 247±4,5 229 ±5,8 -г
Корректурная проба, знаки 94±2,8 108±5,6 +
Спирометрия, л 4,5±0,1 4,9±0,1 4-
АДмаве, ММ рт. СТ. 121 ±0.8 117±1,5 +
АД и ив, ММ рт. ст. 73±1,0 73±1,1 —
Примечание. Знаком ч- обозначены статистически значимые
различия (Р<0,05).
203
валов и индексу напряжения, по А1 и А2 СКГ и отноше-
нию А1/А2 (табл. 9). У студентов «сильной» группы была
ниже амплитуда А1 и А2, больше величина отношения
А1/А2, выше напряжение регуляторных механизмов (ин-
декс напряжения и а—RR). Такое сочетание свидетель-
ствует о том, что хорошие результаты сдачи норм ГТО у
этих студентов являются скорее всего следствием функ-
циональных особенностей организма, а не систематиче-
ских тренировок (при высокой тренированности умень-
шение амплитуды СКГ сочетается со снижением
централизации управления сердечным ритмом). Для ус-
тановления связи изменений отдельных показателей с
конкретными видами нагрузок мы провели корреляцион-
ный анализ, который позволил оценить их информатив-
ность. Наиболее информативными оказались те показа-
тели, которые достоверно коррелируют одновременно с
результатами сдачи нескольких норм ГТО. По получен-
ным данным, корреляция более чем с двумя результата-
ми отмечается, в частности, для следующих показателей:
А1 СКГ, ударный объем сердца, содержание калия в
слюне и отношение Na/K, время простой сенсомоторной
реакции, фосфен.
Была сделана попытка построить математические мо-
дели на основе множественного корреляционного и ре-
грессионного анализа с выбором оптимальных моделей
(А. М. Тарко). В результате этого были получены урав-
нения множественной регрессии типа Y=Ko+KiX1+
-ЬКзХг-ЬКпХл. Эффективность прогнозирования по моде-
лям исследовали путем сравнения истинных значений с
теоретическими, вычисленными по этим моделям. Наи-
более удачными оказались модели для определения ре-
зультатов в толкании ядра и беге на 100 м. Математиче-
ская модель для прогнозирования результатов в толка-
нии ядра (табл. 10) при проверке на 10 случайно
выбранных студентах показала в среднем 6% занижен-
ных данных в группе с худшими результатами. Такая
точность прогноза вполне достаточна для задач проф-
отбора и врачебного контроля.
Корреляционный анализ позволил вскрыть еще одну
важную закономерность, характеризующую связь физио-
логического состояния организма с его физическими
возможностями. Известно, что для достижения высокого
спортивного результата требуются активная мобилиза-
ция функциональных систем и их быстрая перенастройка
204
Таблица 10
Исследование моделей для прогнозирования результатов
в толкании ядра (Y=7.8+312X1+8,9Xi+24,4Xi)
Ф. И. О- студента Мо Ai II Прогнози- руемое значение
значение
Лучшие результаты
Гулаков О. И. 1,00 28 12 8.47 9,15
Жягов А. Н. 0,75 27 11 7.36 7,80
Зубарев 11. В. 1,00 19 8 7,41 8,70
Кудрицкий И. Н. 0,95 25 8 7,07 9,05
Щербаков А. В. 1,00 27 9 8,65 8,05
Худш не результаты
Вобликов В. А. 0,70 22 6 5,53 5,50
Городисский Е. П. 0,80 16 8 5,80 5,50
Иванов С. В. 0,95 13 5 5,27 5,30
Талазаев А. В. 0,85 18 7 5,89 5,60
Шостик В. В. 0,80 17 12 6,87 5,80.
Примечание. Y — результаты в толкании ядра, м; Х| — виа-
чение Мо распределения кардкоинтервалов, с; Хг — амплитуда пер-
вого пикла СКГ, мВ; Х3— амплитуда сегмента II БКГ, мВ.
на новый, оптимальный уровень функционирования, по-
этому было интересно изучить корреляционные связи
между физиологическими показателями у испытуемых
«сильной» и «слабой» групп. С помощью корреляционно-
го анализа установлено одинаковое количество достовер-
ных корреляционных связей между физиологическими
показателями в каждой группе (66 и 65 коэффициентов
корреляции выше 0,30).
Если корреляционные связи разделить на «сильные»
(г>0,7), «средние» (г—0,5—0,7) неслабые» (г<0,5), то
число таких связей в каждой группе различно. У лиц с
высокими результатами сдачи норм ГТО число сильных
связей меньше (12 из 65). Это указывает на более значи-
тельную инертность физиологических систем у лиц с худ-
шими результатами, так как 40 % корреляционных связей
У них приходится на долю «сильных» связей.
Избыточная жесткость функциональной системы сви-
детельствует об определенном напряжении адаптацией •
205
ных механизмов и означает, соответственно, уменьшение
«свободы» отдельных элементов системы включаться в
новые «функциональные ансамбли», возникающие по хо-
ду текущей деятельности организма. Однако в процессе
физических тренировок должны создаваться и новые
«функциональные ансамбли», обусловливающие опреде-
ленную автономность отдельных физиологических си-
стем, что ведет к снижению централизации управления и
напряжения адаптационных механизмов. Это подтверж-
дают данные Р. С. Койбаева [129], который исследовал
корреляционные связи раздельно по показателям физи-
ческого развития, ЭКГ и БКГ у студентов-спортсменов и
не занимающихся спортом. По данным ЭКГ у спортсме-
нов наблюдается в 2 раза больше значимых корреляци-
онных связей, чем у лиц, не занимающихся спортом. Ко-
эффициенты корреляции между амплитудными показате-
лями БКГ у спортсменов несколько выше. По
антропометрическим данным у студентов, не занимаю-
щихся спортом, не выявлено ни одного статистически
значимого коэффициента корреляции, а у спортсменов
большинство корреляций были значимыми. Это свиде-
тельствует о более гармоничном физическом развитии,
целенаправленном воздействии спорта и физических уп-
ражнений на определенные системы организма.
Можно полагать, что для каждого вида спортивных
упражнений и определенных спортивных специализаций
существуют конкретные модели оптимального функцио-
нирования, которыми определяется степень централиза-
ции и автономности соответствующих физиологических
систем, параметров, показателей Специальные работы
в области изучения корреляционных связей при физиче-
ских нагрузках, приведенные Т. Э. Кару [123], показы-
вают, что существуют определенные «направленные пу-
ти максимальной корреляции» показателей гемодина-
мики, формирующиеся в процессе физических трени-
ровок.
Исходное состояние спортсменов и лиц, не занимаю-
щихся спортом, с помощью этого метода исследовал
В. И. Воробьев [70]. Автор показал, что существуют раз-
личные структуры корреляционных связей в зависимости
от тренированности. Это свидетельствует о наличии об-
щих закономерностей в исходной функциональной струк-
туре организма, обусловленных физическими возможно-
стями и спортивной специализацией.
206
Оценка физической тренированности путем выявления
соответствующих специализированных функциональных
структур (в частности, с помощью корреляционных мето-
дов) отражает нормативный подход к прогнозу физиче-
ских возможностей. При этом целью прогноза является
установление определенного конкретного состояния орга-
низма. Существует и другой подход — исследователь-
ский, при котором ставится задача определить направ-
ленность процесса адаптации к мышечным нагрузкам в
сторону понижения или повышения физической трениро-
ванности. Примером такого подхода могут служить упо-
мянутые выше исследования Ю. В. Белецкого [46, 47].
При прогнозировании физической тренированности по
исходным данным наиболее важным является изучение
информационных подходов, так как способность к дости-
жению максимального уровня функционирования ври ми-
нимальном напряжении регуляторных механизмов зави-
сит от состояния системы управления, соотношения ее
центральных и автономных, внешних и внутренних эле-
ментов.
Интересной оказалась попытка оценить физическую
тренированность по данным математического анализа
ритма сердца [70]. В. И. Воробьев показал, что в усло-
виях покоя при повышении тренированности увеличива-
ется амплитуда дыхательных волн. При понижении тре-
нированности, переутомлении, перенапряжении возраста-
ет амплитуда медленных волн. Это можно объяснить
тем, что перенапряжение регуляторных механизмов ав-
тономного контура делает необходимым более активное
вмешательство в процессы управления функциями цент-
ральных контуров управления. При этом доминирование
дыхательной периодики сердечного ритма сменяется пре-
обладанием медленных волн. При дальнейшем нараста-
нии перенапряжения происходит передача управления на
еще более высокие уровни и амплитуда медленных волн,
а также их период увеличиваются. Таким образом, если
изучать только выраженность синусовой аритмии без
учета периода колебаний (дыхательных или недыхатель-
ных), то можно обнаружить ее постепенное увеличение.
Рассматриваемая гипотеза иллюстрируется рис. 27,
на котором выраженность дыхательной и недыхательной
синусовой аритмии сопоставлена с состоянием регуля-
торных механизмов. Как видно, в процессе адаптации ор-
ганизма к физическим нагрузкам в связи с совершенство-
207
Рис. 27. Соотношение дыхательных и медленных волн сердечного
ритма при разной степени адаптации организма к условиям среды-
ванием автономных контуров регуляции снижается цент-
рализация управления, усиливается дыхательная
аритмия. Напряжение механизмов адаптации ведет к по-
вышению централизации управления и дыхательная
аритмия существенно уменьшается. При дальнейшем на-
пряжении регуляторных механизмов в процессы управ-
ления включаются все более высокие уровни, происходит
активация подкорковых нервных структур. При этом
усиливаются медленные (недыхательные) волны сердеч-
ного ритма. На определенных этапах перенапряжения
усиление медленных волн начинает определять и рост
суммарной синусовой аритмии. Такие состояния у недо-
статочно тренированных людей (неспортсменов) сопро-
вождаются снижением адаптационных возможностей ор-
ганизма, изменениями БКГ и ЭКГ.
Подобная картина выявлена в исследованиях
А. П. Берсеневой [49], проведенных на кафедре физиче-
ского воспитания Уральского политехнического институ-
та. На основании данных антропометрических измерений,
208
измерений артериального давления и частоты пульса при
пробе с 20 приседаниями, ЭКГ, БКГ и СКГ, а также ма-
тематического анализа сердечного ритма автор выделила
три группы студентов: 1) с удовлетворительной адапта-
цией; 2) с напряжением механизмов адаптации; 3) со
снижением адаптационных возможностей сердечно-сосу-
дистой системы. Из специальной медицинской группы
(лица, которые на основании общеврачебного обследова-
ния были признаны физически недостаточно тренирован-
ными) примерно 50% мужчин и женщин были отнесены
ко 2-й группе и 50% — к 3-й группе. Однако и в основной
медицинской группе, т. е. среди лиц, допущенных к вы-
полнению физических нагрузок по полной программе ву-
за, было выявлено 50% женщин и 43% мужчин с напря-
жением механизмов адаптации и 11% мужчин со
снижением адаптационных возможностей сердечно-сосу-
тнетой системы. У этих лиц отмечалась более высокая
заболеваемость, нередко наблюдались изменения ЭКГ
(зазубренность и расщепление комплексов QRS, сниже-
ние сегмента ST на 1—1,5 мм, уменьшение амплитуды
зубца Т, наличие признаков гипертрофии правого желу-
дочка). При БКГ обследовании у них определялись вы-
раженная дыхательная альтернация, незначительные из-
менения формы комплексов и отчетливое снижение амп-
литуды IJ. При математическом анализе сердечного
ритма наблюдались увеличение вегетативного показате-
ля, уменьшение вариационного размаха.
Полученные данные свидетельствуют о том, что об-
щепринятые врачебные обследования, проводимые с це-
лью определения группы для занятий фазической куль-
турой н спортом, направлены преимущественно на отсев
лиц с явными противопоказаниями в отношении специ-
фических физических нагрузок и в лучшем случае обес-
печивают дифференцировку на группы без выраженных
отклонений в состоянии здоровья и с наличием таких
отклонений. Такого рода врачебные обследования не не-
сут необходимой прогностической информации, в которой
так нуждаются тренер, педагог и специалист по врачеб-
ному контролю. О том, насколько разнородны по своему
физическому состоянию указанные группы общей и спе-
циальной физической подготовки, свидетельствует рис. 28.
На данном графике средние значения вегетативного по-
казателя и амплитуды IJ БКГ каждой группы сопостав-
лены с аналогичными данными группы спортсменов-лег-
'г8 р М HaciKKim 209
ВП
Рис. 28 Вегетативный по-
казатель (ВП) и амплиту-
да IJ БКГ (мм) у лиц с
разной степенью адаптации
к условиям среды [49].
а—мужчины; б —женщины;
ио осн абсцисс- I — удовлет-
ворительная адаптация: 2 —
напряжеияе механизмов адап-
тации; 3 — снижение адапта-
ционных возможностей орга-
низма; I — студенты основной
неяиципскоп группы; II —
СПСЦПЯЛЫ10Й медицинской груп-
коатлетов. Видно, что у мужчин и женщин обеих групп
наблюдается однотипная динамика этих величин в связи
со снижением степени адаптации организма. У лиц ос-
новной медицинской группы уровень энергетического
обеспечения деятельности сердечно-сосудистой системы
в состоянии покоя (по данным БКГ) поддерживается на
более высоком уровне, чем у спортсменов, но при этом
имеется и более высокая степень напряжения регулятор-
ных механизмов. Снижение адаптации ведет к уменьше-
нию амплитуды IJ БКГ и увеличению вегетативного по-
210
казателя, т. е. снижению экономичности регуляции, уве-
личению «цены» адаптации к окружающим условиям,
В специальной медицинской группе уровень энергетиче-
ского обеспечения сердечной деятельности ниже, чем в
основной медицинской группе и в группе спортсменов, а
степень напряжения регуляторных механизмов выше,
т. е. в этой группе еще более высока «цена» адаптации.
Естественно, что планирование физических нагрузок
и тренировок должно проводиться индивидуально и с
учетом такой «цены», которую может «уплатить» орга-
низм без ущерба для здоровья. Физическое воспитание
в школе и вузе и массовая физическая культура, равно
как и массовый спорт, призваны повышать устойчивость
организма к неблагоприятным воздействиям, должны
приводить к снижению повседневного напряжения регу-
ляторных механизмов, уменьшению «цены» адаптации к
окружающим условиям. Поэтому так важна прогности-
ческая информация о физических возможностях орга-
низма, изучаемая в ходе общеврачебных обследований
без применения каких-либо специальных нагрузочных
тестов. В частности, в упоминавшейся выше Междуна-
родной биологической программе [215] специальное вни-
мание обращено на оценку обычной повседневной физи-
ческой работоспособности и тренированности. Для опре-
деления суммарной двигательной активности за сутки
рекомендуются ведение дневников, изучение сердечной
деятельности и газообмена, учет количества потребляе-
мой пищи. Таким образом, прогностическая оценка физи-
ческих возможностей организма в настоящее время пред-
ставляет интерес для многих областей научного исследо
вапия и важна для решения широкого круга практиче-
ских задач.
Прогнозирование физических возможностей орга
низма как важная проблема физиологии, медицины,
врачебно-педагогической и спортивной практики в све-
те задач по воспитанию подрастающего поколения, со-
хранению здоровья и творческого долголетия трудящих-
ся, повышению способности организма адаптироваться
к разнообразным изменениям внешней среды заслужи-
вает более пристального внимания, чем это было
сих пор.
Большое внимание уделяется развитию массовой
физкультуры и спорта, в частности детского и юяоше-
*/s8* 211
ского спорта. Организуются группы здоровья для
пожилых людей. Физическое воспитание молодежи в
школах и вузах осуществляется целенаправленно по еди
ному плану. В ближайшие 15 лет планируется увели-
чение на ’/з объема занятий по физическому воеппта
пию в вузе [171]. Все это означает, что задачи прогно-
стической оценки степени адаптации организма к
физическим нагрузкам будут все более актуальными.
Неправильное, неумелое дозирование физических на-
грузок вместо пользы может принести большой вред,
иногда непоправимый. Весьма остро стоит вопрос о
контроле за состоянием организма и, в частности, за
состоянием сердечно-сосудистой системы у школьников
и студентов, у которых физическое перенапряжение
особенно чревато нежелательными последствиями для
здоровья. Проблема хронических перенапряжений, до-
статочно разработанная в спорте, приобретает акту-
альное значение и для прогнозирования состояний при
физических нагрузках у детей, пожилых людей и лиц,
перенесших различные заболевания.
В основе различных патологических изменений, обу-
словленных неправильным, неумелым дозированием
физических нагрузок, лежит развитие утомления в про-
цессе выполнения нагрузки. Усталость — субъективное
ощущение человека — это первая стадия утомления,
вслед за которой следует вторая стадия — снижение
работоспособности, связанное с выключением двига-
тельных единиц в результате развития запредельного
торможения в нервных центрах. По мнению А. А. Ви-
ру [67], эти две стадии предшествуют третьей стадии,
которую мы рассматривали ранее,—выключение меха-
низмов. обеспечивающих производство энергии для
совершения работы. Если принять точку зрения
Н. И. Волкова [69], рассматривающего утомление «как
следствие выхода из строя какого-либо компонента в
сложной взаимосвязанной системе органов и функций
пли же как нарушение самой взаимосвязи между ни-
ми», то прогностический подход к оценке физических
возможностей человека является способом определения
«цены», которую платит организм за преодоление ус-
талости или нагрузки определенной интенсивности-
Волевые усилия, прилагаемые для преодоления чув-
ства усталости, позволяют использовать до 65% энер-
гетических ресурсов организма, по при этом н отдель-
212
пых органах и системах возникают значительные изме-
нения [268]. Такие изменения могут выявляться как в
ходе однократного упражнения (или нагрузки), так и
в результате целого цикла нагрузок (в том числе си-
стематической мышечной деятельности), не соответст-
вующих наличным функциональным резервам организ-
ма. Диагностика состояния утомления является необ-
ходимой предпосылкой для прогнозирования не только
спортивных достижений [69], но и физической работо-
способности и физической тренированности вообще.
Утомление, сложное взаимодействие процессов ис-
тощения, восстановления и торможения [200], опреде-
ляет течение мобилизации энергетических ресурсов
[65, 162, 257]. Это один из важнейших моментов ста-
новления и развития адаптации к физическим нагруз-
кам, определяющий возможность срочного или долго-
временного адаптационного эффекта или появления
дезадаптации. Исходя из этого, при прогнозировании
физических возможностей надо различать краткосроч-
ное, среднесрочное и долгосрочное прогнозирование.
Краткосрочное прогнозирование физических воз-
можностей охватывает временной интервал, составля-
ющий не более нескольких часов. К этому вцду про-
гнозирования относится в основном прогнозирование
физической работоспособности, осуществляемое непо-
средственно перед нагрузкой или в процессе выполне-
ния мышечной работы. Целью такого прогнозирования
являются:
— в физиологическом аспекте установление способ-
ности организма выполнить предполагаемую работу
Аеэ неблагоприятных последствий;
— в медицинском аспекте — установление вероятно-
сти развития состояния неудовлетворительной адапта-
ции в результате перенапряжения регуляторных меха-
низмов.
Краткосрочный прогноз может осуществляться на
основании анализа следующих видов информации:
— результатов врачебного осмотра перед началом
нагрузки (выявление факторов, способствующих сни-
жению физической работоспособности и тренированно-
сти);
— данных о течении периода врабатывания (ритм
сердца, дыхание, ЭКГ и др.), основное внимание обра-
щают на деятельность управляющих механизмов, их
8 Р- М. Баевский
213
способность быстро устанавливать уровень оптималь-
ной работоспособности;
— данных об уровне функционирования сердечно-
сосудистой системы во время действия нагрузки (цен-
тральным моментом в этом периоде является оценка
соответствия производительности сердца потребностям
организма);
— данных об объеме выполняемой работы (это
очень важно при дозировании нагрузок у детей и по-
жилых людей).
Среднесрочное прогнозирование физических воз-
можностей осуществляется для оптимальной регламен-
тации физических нагрузок и производится в интерва-
лах времени от нескочьких часов до нескольких не-
дель. При этом прогнозируется не только физическая
работоспособность, но и физическая тренированность.
Целью среднесрочного прогноза являются:
— в физиологическом аспекте определение возмож-
ности выполнения организмом конкретного объема фи-
зических нагрузок с соответствующим их распределе-
нием во времени без неблагоприятных последствий;
— в медицинском аспекте, установление вероятно-
сти срыва адаптации в результате выполнения предпо-
лагаемого объема нагрузок.
Источники прогностической информации при сред-
несрочном прогнозировании следующие:
— данные, полученные во время нагрузки (в основ-
ном соответствие функциональных возможностей орга-
низма уровню его функционирования и степени напря-
жения регуляторных механизмов);
— данные, получаемые в периоде восстановления
(.«цена» адаптации и полнота восстановления энергети-
ческих и метаболических резервов от нагрузки к на-
грузке) ;
— данные оценки исходного состояния в период
между нагрузками, следует учитывать критерии, как
связанные с изменениями в системе управления (пре-
обладание дыхательных или медленных волн), так и
обусловленные особенностями энергетического и мета-
болического обеспечения (ЭКГ, БКГ, гемодинамиче-
ские показатели).
Долговременное прогнозирование физических воз-
можностей связано главным образом с задачами отбо-
ра в спортивные щколы и секции, допуска к занятиям
2)4
физической культурой, включая лечебную физкульту-
ру, и экспертизы физических возможностей при проф-
отборе, трудоустройстве лиц, перенесших заболевания,
специальные обследования летчиков, космонавтов, мо-
ряков. Временной интервал долгосрочного прогнозиро-
вания составляет от нескольких месяцев до нескольких
лет. При этом осуществляется в основном прогноз фи-
зической тренированности. Целью долгосрочного про-
гнозирования являются:
— в физиологическом аспекте определение способ-
ности организма адаптироваться к определенному
уровню физических нагрузок;
— в медицинском аспекте оценка вероятности хо-
рошей переносимости напряжений, вызываемых пред-
полагаемыми нагрузками. Долгосрочное прогнозирова-
ние физических возможностей призвано, таким образом,
ориентировать конкретного индивидуума (тренера,
врача) на предполагаемый объем мышечной деятельно-
сти для обеспечения включения и успешного функциони-
рования механизмов срочной и долговременной адапта-
ции к физическим нагрузкам [162], предохранение от
перенапряжения. Основным источником прогностической
информации при долгосрочном прогнозировании являют-
ся данные исходного состояния. При этом могут приме-
няться тесты с физической нагрузкой (20 приседаний или
по методу Мастера). При решении задач спортивного
отбора или при обследовании неспортсменов [268] ис-
пользуют специальные нагрузочные пробы (велоэрго-
метр). Однако в этих случаях они должны рассматри-
ваться не как тренировочные, а как экспертные нагрузки.
Прогнозирование физических возможностей челове-
ка— это новая методология, которая должна стать со-
ставной частью врачебного контроля и врачебно-трудо-
вой экспертизы, а также войти в повседневную практику
спортивной медицины и специальных разделов физио-
логии. Немаловажное значение должно приобрести
Долгосрочное прогнозирование физических возможно-
стей применительно к всеобщей диспансеризации насе-
ления и особенно при массовых профилактических ос-
мотрах организованных коллективов. В нашей стране
созданы все условия для гармоничного развития лично-
сти. а физическое воспитание трудящихся, подкреплен-
ное соответствующим прогностическим подходом, при-
звано сыграть важнейшую роль в решении этой задачи.
8*
Глава 6
Прогнозироввние умственной
работоспособности
Прием, обработка и передача информации являют-
ся важнейшим элементом разнообразных видов дея-
тельности человека. Развитие вычислительной техники,
внедрение в производство средств автоматизации посте-
пенно делают информационные процессы ведущими
для значительного числа профессий. Системы человек —
машина служат фундаментальным объектом инженер-
ной психологии и психологии труда. Человек как ос-
новное звено таких систем характеризуется способно-
стью к переработке информации. Этот процесс может
быть оптимальным лишь в случае оптимального рабоче-
го состояния человека-оператора. Такое состояние ха-
рактеризуется отсутствием скрытых форм утомления и
отрицательного отношения субъекта, а также полным
восстановлением функциональных сдвигов в ходе рабо-
ты [62]. Оптимизация целостного процесса обработки ин-
формации связана с уменьшением затрат времени и
энергии и повышением качества работы. Так как ука-
занный процесс осуществляется ЦНС, он определяется
так называемой мозговой, или умственной, работоспо-
собностью. Фактическая умственная работоспособ-
ность характеризуется объемом целесообразной дея-
тельности по переработке информации, выполняемой с
определенной интенсивностью в течение заданного
времени, при заданных критериях качества, на задан-
ном уровне надежности [139]. В связи с этими показа-
телями умственной работоспособности считают продук-
тивность, точность, скорость выполнения тех или иных
операций, помехоустойчивость и другие, т. е. сугубо ин-
формационные, критерии.
По аналогии с физической работоспособностью под
умственной работоспособностью можно понимать опре-
деленный объем умственной (мозговой, психической,
нервной) работы, связанной с обработкой информации.
216
Этот объем работы должен быть выполнен без сниже-
ния заданного (или установившегося на максимальном,
оптимальном, для данного индивидуума) уровня функ-
ционирования организма. Такое определение не проти-
воречит формулировкам различных авторов. По
Г. С. Никифорову [139], работоспособность—это со-
стояние системы человек—техника, при котором в дан-
ный момент времени она способна выполнить задан-
ные функции с выходными параметрами, соответствую-
щими требованиям данной задачи. С. А. Косилов
[135] под работоспособностью понимает способность
человека более или менее длительно и продуктивно
выполнять определенную работу. И. С. Лейтес и соавт.
[147] считают, что работоспособность—это способность
поддерживать требуемый уровень мощности работы в
течение возможно более длительного времени при не-
изменных качественных ее показателях. А. С. Егоров и
В. П. Загрядский [94] работоспособность определяют
как способность человека к выполнению конкретной
(например, операторской) деятельности в рамках за-
данных временных лимитов и параметров эффективно-
сти. Все эти определения носят характер вероятностных
суждений о возможности человека выполнить задан-
ный объем умственной работы. Мы не рассматриваем
другие определения, ориентированные на способность
к выполнению максимума работы [67, 100], так как
вопрос о максимуме работы зависит от условий, состоя-
ния человека, вида работы и в целом имеет в большей
мере теоретический, чем практический смысл.
Предполагают, что динамика умственной работоспо-
собности связана с динамикой функционального состо-
яния организма, хотя эта связь и не является однознач-
ной [94]. В определенных случаях задачу прогнозиро-
вания умственной работоспособности можно свести к
оценке надежности человека-оператора. Однако чаще
(особенно в физиологии труда) практически невозмож-
но учесть количественно объем умственной работы.
Можно лишь качественно выделить разную степень
напряженности умственного труда на основании эрго-
номических, психологических и социологических крите-
риев. При этом физиологические показатели состояния
организма являются ведущими, в то время как оценка
надежности оператора в системах человек — машина
наряду с физиологическим анализом допускает и коли-
217
чественный анализ самой деятельности. В связи с этим
мы сочли целесообразным рассмотреть раздельно во-
просы, более близкие к проблематике инженерной пси-
хологии (преимущественно операторская деятельность)
и относящиеся в основном к физиологии труда (преи-
мущественно умственный труд).
Прогнозирование состояний человека-оператора
По мнению Ф. Е, Темникова и П. В. Симонова
[219], работоспособность человека-оператора зависит
от степени эмоционального напряжения и внимания.
Эти качества, определяющие состояние оператора, мож-
но оценить на основании анализа его деительности, по
специальным тестирующим сигналам или по сдвигам
физиологических функций, которые могут быть обозна-
чены как сигналы состояния человека-оператора [219].
Снижение надежности оператора связано с появлени-
ем ошибок, поэтому именно прогноз вероятности оши-
бочных действий составляет задачу прогнозирования
умственной работоспособности. Таким образом, прог-
нозирование умственной работоспособности человека-
оператора заключается в том, чтобы определить
момент такого снижения уровня функционирования ор-
ганизма, при котором оператор не может должным об-
разом выполнять функции управления.
По существу прогнозирование умственной работо-
способности— это прогнозирование «отказов», т. е. та-
ких состояний, при которых требуется выполнение
функций управления, но человек не может их выпол-
нить ввиду утомления, временной утраты работоспо-
собности и др. [139]. Мы не будем рассматривать
сложную проблему прогнозирования характера или
качества ошибок, а остановимся на вопросах прогнози-
рования самого факта — снижения надежности челове-
ка-оператора в результате появления «отказа». В этом
случае в качестве критериев надежности можно при-
нять, в частности, вероятность безотказной работы в
определенном интервале времени и среднее время ра-
боты до «отказа». Эти критерии наиболее адекватны
задаче прогнозирования состояний, поскольку опреде-
ление частоты или интенсивности «отказов» за ка-
кой-то отрезок времени, так же как и среднее время
работы между «отказами», ориентирует в большей ме-
218
ре на оценку самой деятельности, ее результатов, чем со-
стояния выполняющего ее человека. При прогнозиро-
вании состояний человека-оператора возможен норма-
тивный и исследовательский подход, В первом случае
выявляются такие изменения физиологического состоя-
ния организма, которые предшествуют конкретным из-
менениям работоспособности. Во втором случае осу-
ществляется поиск таких изменений физиологических
показателей, которые указывают на вероятность появ-
ления «отказов» в работе в ближайшее или более от-
даленное время.
При прогнозировании умственной работоспособно-
сти следует исходить из хорошо изученной ее типичной
динамики. А. С. Егоров и В. П. Загрядский [94] пред-
лагают различать следующие периоды умственной ра-
боты. 1. Врабатываемость — характерные колебания
продуктивности работы, обусловленные поиском опти-
мального уровня. В этом периоде формируется новая
функциональная система, ориентированная на дости-
жение требуемого результата деятельности, для чего
необходимо определенное напряжение регуляторных
механизмов. 2. Оптимальная работоспособность — ста-
бильный уровень умственной работоспособности, соот-
ветствующий заданному или характерный для данного
индивидуума. В этом периоде уровень функционирова-
ния физиологических систем организма адекватен ум-
ственной (психической) нагрузке. 3. Полная компенса-
ция, отличительной чертой которой является возникно-
вение начальных признаков утомления (без снижения
Уровня работоспособности) и усиление активности не-
специфических нейрогуморальных механизмов, обеспе-
чивающих умственную работу и деятельность человека.
Такая компенсация связана с определенным напряже-
нием нервно-психических и вегетативных процессов.
4, Неустойчивая компенсация характеризуется нара-
стающим утомлением и снижением работоспособности.
При этом волевые усилия человека позволяют еще не-
которое время поддерживать умственную работоспособ-
ность на заданном необходимом уровне. В этом перио-
де выявляются рассогласование физиологических си-
стем с разнонаправленным изменением показателей,
в одних случаях увеличение, обусловленное активацией
в связи с участием в процессах компенсации, в дру-
гих— снижение, обусловленное развитием истощения
219
(«отказа») в определенных системах. 5. Прогрессив-
ное снижение работоспособности с быстрым нараста-
нием утомления и снижением продуктивности работы.
Нетрудно заметить, что указанные периоды хорошо
вписываются в рассматриваемую нами классификацию
степеней напряжения регуляторных механизмов: на-
пряжение, перенапряжение, истощение. Так, период
врабатывания характеризуется вначале развитием на-
пряжения регуляторных систем, а затем адаптацией к
нагрузке, т. е. переходом к адаптированности (состоя-
ние, пограничное между нормой и напряжением). Это
состояние соответствует периоду оптимальной работо-
способности. Период неустойчивой компенсации отра-
жает вторичное развитие напряжения регуляторных
механизмов, обусловленное повышением «цены» адапта-
ции к нагрузке. Дальнейшая работа ведет к развитию
перенапряжения механизмов регуляции, что соответст-
вует периоду неустойчивой компенсации с разнона
правленными изменениями физиологических показа-
телей.
Наконец, период прогрессивного снижения умствен-
ной работоспособности соответствует стадии истощения
(астенизации) регуляторных механизмов.
Нам бы хотелось провести также некоторые парал-
лели между снижением умственной и физической рабо-
тоспособности, обратив внимание на аналогию защит-
ных реакций организма при обоих видах деятельности
человека. В периоде полной компенсации, в котором
имеется лишь субъективное ощущение усталости без
снижения работоспособности, протекает первая стадия
защитной реакции, описанной А. А. Виру [67] приме-
нительно к утомлению при физических нагрузках.
В периоде неустойчивой компенсации наблюдается вто-
рая стадия, при которой снижение физической работо-
способности обусловлено выключением двигательных
единиц в результате развития запредельного торможе-
ния в нервных центрах. Третья стадия защитных реак-
ций (связанная, по А. А. Виру, в случае физических
нагрузок с выключением механизмов, обеспечивающих
производство энергии для совершения работы) соот-
ветствует периоду прогрессивного снижения работоспо-
собности. Для того чтобы обосновать приложимость
этой схемы к информационным процессам, лежащим в
основе умственной деительности, важно найти анало-
220
гию в соответствующих механизмах обеспечения и ре-
гуляции этой деительности.
Поскольку переработка информации есть функция
клеток коры головного мозга, она определяется взаи-
модействием процессов возбуждения и торможения.
Ход такого взаимодействия, согласно гипотезе
Г. В. Фольборта, развиваемой В. В. Розенблатом [200],
по-видимому, заключается в том, что возбуждение
нервных клеток в периоде оптимальной работоспособ-
ности сопровождается процессами текущего восстанов-
ления, вполне обеспечивающими необходимый (задан-
ный) уровень функционирования коры головного моз-
га (и связанных с нею анализаторных и эффекторных
аппаратов) в качестве адекватной информационной си-
стемы. Дальнейшая интенсивная деятельность корко-
вых клеток ведет к преобладанию процессов истощения
над процессами восстановления и развитию охрани-
тельного торможения. На этой стадии, по-видимому,
появляется субъективное чувство усталости и объектив-
но определяется активация механизмов, усиливающих
процессы восстановления в клетках коры головного
мозга. Уровень функционирования коры головного моз-
га как информационной системы в этом периоде (ус-
тойчивой компенсации) может не снижаться. Продол-
жение деятельности этой информационной системы
ведет к интенсификации процессов истощения при одно-
временном нарастании и процессов восстановления.
При такой неустойчивой компенсации временное вы-
ключение из работы наиболее интенсивно функциони-
рующих корковых клеток (отдых) или переключение
данной деятельности на другую группу корковых кле-
ток (см. ниже) может восстановить компенсацию и
предотвратить снижение умственной работоспособно-
сти. В случае дальнейшего продолжения деятельности
человека-оператора процессы истощения начинают
преобладать над процессами восстановления, развива-
ется торможение в клетках коры головного мозга, на-
блюдается неуклонное снижение уровня функциониро-
вания информационной системы, падает умственная
работоспособность. Обратим внимание на то, что ди-
намика энергетического и метаболического обеспечения
деятельности мозга как информационной системы яв-
ляется гипотетической и исходит из логических предпо-
сылок, поскольку прямые измерения этих процессов
221
при умственной работе крайне затруднительны. Следу-
ет отметить существенную роль мотивационного и эмо-
ционального компонентов умственной деятельности.
В связи с этим психологи выделяют два вида психиче-
ской напряженности — операционный и эмоциональный
[170. 175]
Сам по себе термин «психическая напряжен-
ность» отражает психические состояния человека в
трудных условиях вообще [170]. Некоторые психологи
считают, что состояние психической напряженности —
это помеха для любой сложной деятельности, которая
выполняется на уровне, близком к предельному [97].
Это состояние характеризуется снижением устойчиво-
сти психических и двигательных функций вплоть до
дезинтеграции деятельности, в то время как состояние
напряжения оказывает положительное, мобилизующее
действие на деятельность [170]. Таким образом, пси-
хическая напряженность, по-видимому, развивается в
периодах устойчивой и неустойчивой компенсации
утомления, когда от человека-оператора требуется
определенное волевое усилие для продолжения работы.
При этом операционная напряженность возникает в
условиях нейтрвльного подхода человека к работе, ког-
да цель и мотив деятельности совпадают, т. е. ведущим
является интерес к самому результату деятельности.
Эмоциональная напряженность отличается интенсив-
ными эмоциональными переживаниями в ходе деятель-
ности, оценочным, эмоциональным отношениям челове-
ка к условиям ее протекания с характерным несовпа-
дением цели и мотива деятельности, расхождением
между объективным значением результата и его лично-
стным смыслом [170]. Выделять виды психической на-
пряженности важно потому, что эмоции являются регу-
ляторами энергетического обеспечения деятельности, спо-
собствуют перестройке вегетативных функций организма
и их мобилизации.
Исследование вегетативных проявлений при умст-
венной работе и особенно при возникающих по ходу ее
выполнения явлениях психической, в частности эмо-
циональной, напряженности позволяет подойти к объ-
ективной оценке функциональных состояний человека-*
оператора. При этом основное внимание уделяется не
столько абсолютным показателям, сколько их изменени-
ям по отношению к исходному уровню. Среди использу-
222
емых методов важное место занимает исследование
реакций сердечно-сосудистой системы (сердечного
ритма), частоты дыхания, регистрация ЭЭГ и элек-
тромиограммы и др. [153]. При регистрации физиоло-
гических изменений, сопутствующих различным перио-
дам умственной работоспособности, независимо оттого,
исследуют ли вегетативные или двигательные про-
явления, или непосредственно биоэлектрические реак-
ции головного мозга, по существу фиксируют резуль-
таты определенных сдвигов, сопровождающих процесс
переработки информации.
При оценке физической работоспособности челове-
ка центральное место занимают энергетические процес-
сы в организме, а процессы переработки информации
связываются с деятельностью регуляторных, управля-
ющих механизмов. Однако при прогностическом подхо-
де существенную роль играет именно возможность су-
дить о вероятных в будущем нарушениях процесса об-
мена энергией на основании анализа изменений инфор-
мационных процессов. Аналогичное соотношение су-
ществует между уровнями информационных процессов и
временной координацией функций при прогнозировании
умственной работоспособности. Так как умственная
работа — это информационный процесс с опреде-
ленным энергетическим обеспечением, для его про-
гнозирования целесообразно исследовать более высо-
кий уровень организации функций, а именно их вре-
менную координацию.
Нарушениям процессов обмена информации и энер-
гии предшествуют изменения временного согласова-
ния различных показателей, характеризующих эти
процессы [27]. Особенно важное место занимает изуче-
ние периодической, колебательной структуры показа-
телей, отражающих функциональное состояние элемен-
тов систем управления: нервных центров, звеньев
гуморально-гормональной регуляции. Изменения ампли-
туды и периода колебательных процессов (см. гла-
ву 3) связаны с изменениями затрат энергии и
информации на управление соответствующими функ-
циональными элементами. Следовательно, эти показа-
тели должны реагировать на действие умственной на-
грузки раньше, чем показатели, характеризующие уро-
вень информационных или энергетических процессов.
Эта гипотеза получила экспериментальное яодтвер-
223
ждение в исследованиях В. И. Кудрявцевой [38, 140,
141], посвященных проблеме прогнозирования умствен-
ного утомления.
В. И. Кудрявцева [140] исследовала особенности ре-
гуляции сердечного ритма при длительной монотонной
деятельности с целью определения критериев, позволяю-
щих прогнозировать снижение работоспособности. Ис-
следования проводили на моделях, имитирующих про-
должительную деятельность оператора по приему и
декодировке цифровой и буквенной информации. Подоб-
ные модели в определенной степени воспроизводят
работу связистов, операторов ЭВМ, экипажей самолетов
н космических кораблей.
В 1-й серии экспериментов умственную работоспособность иссле-
довали в процессе 4—7-часовых дежурств. Работа заключалась в
распознавании звуковых сигналов, предъявляемых со скоростью 15—
20 знаков в минуту. Контролировали скорость и точность ответов.
Во время работы непрерывно регистрировали ЭКГ, частоту дыхания
и СКГ. До и после эксперимента регистрировали ЭКГ, определяли
порог фосфена н скорость сенсомоторной реакции, проводили пробу
Крепелипа, корректурную пробу, биохимические и клиническйе вяа-
лизы крови. В табл. 11 представлены средние данные о динамике
умственпой работоспособности у 18 операторов в 34 экспериментах
во время дневных и ночных дежурств Работоспособность оценияали
по проценту правильных ответов.
Достоверное снижение работоспособности и днем и
ночью наблюдалось начиная с 4-го часа дежурства опе-
ратора у пульта (табл. 11). В ночное время уровень ра-
ботоспособности в целом был ниже, после перерыва он
не повышался. После 7-часового дежурства увеличилось
содержание сахара в крови, снизилось число эозинофи-
лов. Статистически значимо увеличился латентный пери-
од сенсомоторных реакций, возросло время решения при-
меров (в пробе Крепелина), повысился порог фосфена.
Во время работы у пульта наиболее значимые сдвиги
были выявлены с помощью математического анализа
сердечного ритма (табл. 12). Отдельным фазам измене-
ния умственной работоспособности соответствовали кон-
кретные изменения статистических характеристик ритма
сердца. В начале работы (первые 15 мин) наблюдалось
учащение ритма сердечных сокращений и уменьшение
показателей, характеризующих его вариативность. Под
влиянием утомления к 3-му часу работы незначительно
увеличилось среднее значение кардиоцикла, в то время
как изменения АМо и ДХ были статистически значимы.
Это, возможно, указывает на определенную роль обоих от-
224
Динамика работоспособности операторов во время дневных н ночных дежурств
у пульта (процент правильных ответов, М±т) [140]
целов вегетативной нерв-
ной системы в развитии
| состояния утомления при
монотонной операторской
деятельности. Между ра-
о ботоспособностью и по-
я казателями вариативно-
1 сти ритма сердечных со-
§ крашений (АМо, а и ДХ)
& существует достоверная
е коррелятивная зависи-
| мость, достигающая 0,7—
s 0,8.
•о Индекс напряжения
S. довольно четко отражает
- все периоды изменения
S работоспособности. В пе-
“ риод врабатывания он до-
в стигает небольшой вели-
*° чины, так как в этом слу-
s чае требуется значитель-
4 ное корковое напряжение.
>. В периоде оптимальной
й работоспособности он на-
g; ходится примерно на
ej уровне исходных значе-
= ний. Через 2—3 ч, несмо-
w тря на то что работоспо-
£ собность оператора не
® снижается, индекс Напри-
S. женин падает. Возможно,
Е это связано с переходом
от периода оптимальной
работоспособности к пе-
риоду компенсации. К
4-му часу работы отмеча-
лось дальнейшее сниже-
ние индекса напряжения,
что можно расценить как
наступление периода не-
устойчивой компенсации
[38]. С 3-го часа работы
значительно увеличилась
вариативность кардноин-
225

тервалов. Следует обратить внимание на то, что колеба-
ния сердечного ритма имели регулярные периоды, рав-
ные примерно 30—60 с. Автокорреляционный анализ
ритма сердечных сокращений показал, что четко выра-
женные дыхательные волны продолжительностью 5—8 с
наблюдаются в начале 4-часового дежурства. В конце
дежурства дыхательные колебания ослабевают. Мед-
ленные изменения сердечного ритма с периодом 30—
70 с соответствовали медленным волнам на КИГ. По-
добная динамика наблюдалась практически во всех
случаях.
Таким образом, увеличение вариативности кардио-
интервалов и появление медленных волн сердечного рит-
ма связаны с развитием умственного утомления. Как
правило, появление выраженных медленных волн обна-
руживается на 5—15 мин раньше, чем повышается число
ошибочных ответов. Временной интервал между указан-
ными физиологическими изменениями и снижением ра-
ботоспособности индивидуально варьирует. Поскольку
изменения сердечного ритма обнаруживаются раньше,
чем выраженное изменение работоспособности, они име-
ют прогностический смысл.
Вторая серия исследований была посвящена более
детальному изучению медленных волн сердечного рит-
ма. Во время 4-часового дежурства у пульта в 11 экс-
периментах непрерывно регистрировалась ЭКГ на маг-
нитную ленту с одновременным прямым вводом в ЭВМ
типа «Хьюлетт-Паккард» 2100А и анализом данных в
реальном масштабе времени [141]. Динамические ря-
ды кардиоинтервалов анализировали с использованием
резонансно-поисковых методов [218] в трех диапазо-
нах: дыхательных волн, медленных волн 2-го и 3-го
порядков. С помощью этих методов удалось количе-
ственно оценить амплитуду и период различных коле-
бательных составляющих (рис. 29). Медленные волны
продолжительностью 70—80 с наблюдались и в обыч-
ных условиях. Через 4 ч после начала работы амплиту-
да как дыхательных, так и медленных волн продолжи-
тельностью 20—60 с возрастала в 2—4 раза, период
волн несколько удлинялся. Аналогичные результаты
были получены во всех 11 опытах этой серии. Медлен-
ные волны первого порядка имели в исходном состоя-
нии период 20—30 с при амплитуде 10—20 мс. В на-
чальной фазе утомления период изменялся незначи-
227
2 ч 45 whh
4 6 8 101214 152128344045 39 62 83
SO 73
Рис. 29. Резонансные кривые сердечного ритма па разных этапах
работы человека-оператора [141].
только (па 3—5 с/, а амплитуда у>яянчивалась до 35
55 мс. Медленные волны 2-го порядка в исходном со-
стоянии испытуемых имели период до 40 с при ампли-
туде 15- 20 мс. В начале умственного утомления пери-
од несколько возрастал (па 2- 10 с), а амплитуда уве-
личивалась до .10 75 мс. Наблюдались значительные
индивидуальные вариации исходных характеристик и
их изменений в разные фазы утомления.
В 3-й серии исследований у 5 испытуемых одновре-
менно анализировали ритм: сердца и СКГ во время 4-ча-
совой работы у пульта. Резонансно-поисковые методы
использовали для анализа динамических рядов кардио-
интервалов и динамических рядов площадей СКГ комп-
лексов. Осуществлялся непосредственный ввод ЭКГ
СКГ в ЭВМ с построением соответствующих графиков в
реальном масштабе времени. Колебания площадей СКГ
происходили в тех же диапазонах, что и кардионнтерва-
лов Под влиянием умственной работы амплитуда дыха-
тельных и медленных волн площадей СКГ вначале
уменьшалась, а затем, начиная с 1-го часа работы, уве-
личивалась, что отчетливо выявлялось после 3—4 ч ра-
боты. Амплитуда и периоды дыхательных и медленных
волн сердечного ритма и площадей СКГ при умственных
нагрузках изменялись параллельно (рис. 30).
Итак, снижение умственной работоспособности сопро-
вождается четкими изменениями временной структуры
колебательных процессов, связанных с хроно- и инотроп-
ной регуляцией сердца. Существенно, что наиболее зна-
чительное усиление медленных колебаний предшествует
началу резкого спада работоспособности, т. е. возникает
на границе периодов неустойчивой компенсации и про-
грессивного снижения работоспособности. Медленные
волны с периодами 20—120 с характеризуют активацию
подкорковых центров, участвующих в регуляции сосуди-
стого тонуса, процессов энергообмена и некоторых мета-
болических реакций [287]. Вероятно, усиление медлен-
ных волн — это один из косвенных эффектов, обуслов-
ленных повышением активности подкорковых центров в
связи с развитием торможения в коре головною мозга.
Усиление медленных волн наблюдается и в конце пери-
ода устойчивой компенсации как результат стимуляции
энергетических и метаболических процессов, направлен-
ных на обеспечение текущего восстановления в клетках
коры головного мозга. Однако в этот период еще нс вы-
229
Рнс 30 Периодограммы сердечного ритма и площадей СКГ в на-
чале и кот"’ (чир*" 3 ч) после работы человека-лператора
является нарушений вегетативного гомеостаза, наблю-
дается лишь высокий уровень центра лизании управления
ритмом сердца.
В фазе неустойчивой компенсации снижается тонус
симпатического отдела вегетативной нервной системы
(уменьшение АМо и индекса напряжения), относительно
увеличивается тонус парасимпатического отдела, воз-
можно, за счет иррадиации возбуждения подкорковых
центров на ядра блуждающего нерва. Такое предполо-
жение не лишено оснований, так как к концу 4-часовой
работы усиливаются не только медленные, но и дыха-
тельные волны сердечного ритма. Вместе с тем удлиня-
ется период медленных волн, что свидетельствует о
включении в процессе компенсации более высоких уров-
ней управления. Одновременно усиление медленных волн
п увеличение площадей СКГ комплексов свидетельству-
ет в пользу предположения об активации мозговых
структур, участвующих в энергетическом и метаболиче-
ском обеспечении организма. Таким образом, анализ
230
временной организации процессов рнуляцни хроно- н
инотропной функций сердца позволяет подойти к пони-
манию явлений, сопровождающих различные изменения
умственной работоспособности, и, главное, выявить при-
знаки, позволяющие прогнозировать такие функциональ-
ные состояния человека-оператора, которые с высокой
вероятностью ведут к существенному снижению надеж-
ности его работы.
Таблица 13
Статистические показатели сердечною ритма
при различных состояниях человека-оператора
(стояние и:1.-.!. - । ответов Частота УД. мин Индекс напри . .мня Амплитуда волн, у с л. ел.
Л <»,ель- (3—10 с)
Неудов.1ет- 75
ворительная
адаптация,
начальные
явления
утомления
-1Г Урсжастся Уменыиаст-
на 5—7 ся в 2”
ударов 3 раза
Срыв адан- 20—30 He it«wnn- Умсныпеш1г
тацпп, выра- ете° и увеличс-
женное утом- пне
ленке п пере-
утомление
Увслпчи- *•пв №’•-
вается в .
2 раза
Стабильный рИТМ ЧС
ред,ется с медленными
и хорошо выраженны-
ми дыхательными вол-
нами, общее число мед-
ленных волн снижается.
Следует отметить, что наряду с прогнозированием
умственного утомления описанные методы позволяют
оценивать и напряжение адаптационных механизмов, со-
путствующее периоду врабатываемости и начал}' перио-
да устойчивой компенсации. Это важно для прогноза
возможного перенапряжения, которое может возникнуть
при чрезмерной активации регуляторных механизмов, а
также для определения длительности соответствующих
периодов работоспособности. В табл. 13 суммированы
данные математического анализа сердечного ритма на
231
разных стадиях умственного утомления и указаны кри-
терии для прогностической оценки соответствующих
функциональных состояний: напряжения адаптационных
механизмов, неудовлетворительной адаптации, связан-
ной с перенапряжением и развитием начальных явлений
утомления, и срыва адаптации, обусловленного истоще-
нием регуляторных механизмов и появлением выражен-
ною утомления и переутомления.
В исследованиях А. С. Егорова и В. П. Загрядскога
[94], посвященных выбору методов для пршнозпрова-
нпя надежности оператора, показано, что при значптель- .
них колебаниях физиолО! пческого состояния человека
(например, в резутьтате приема фармакологических
средств) эффективность деятельности остается постоян-
ной. Авторы полагают, что для прогнозирования должны
отбираться госты, адресованные наиболее нагруженному
оперативному звену функциональной системы. По их
мнению, тесты, адресованные в основном обеспечиваю-1
щим .звеньям функциональной системы, неинформатив-
ны. Этот вывод относится к экспериментам, в которых в
качестве тестов использовались методики, направленные
па оценку состояния самой информационной системы моз-
ia. При работе оператора до «отказа» в навязанном ему
и близком к предельному темпе по сложению и вычнта
пню однозначных чисел единственным информативным
тестом оказалось исследование кратковременной памя-
ти. Авторы объясняют это тем, что именно кратковремен-
ная память испытывает в данном случае наибольшую
нагрузку. Использование для прогнозирования умствен-
ной работоспособности показателей, непосредственно ха
растеризующих операторские качества, означает, что
объектом прогноза является конкретное состояние тех
специфических механизмов, которые осуществляют умст-
венную работу. Такой подход можно назвать норматив
ным. При исследовательском же подходе определяется
состояние некоторых неспецифических систем, изменения
которых отражают тенденцию к развитию состояний,
чреватых срывом адаптации к нагрузке.
А. С. Егоров и В. П. Загрядский [94] при аналогич-
ных экспериментах с работой операторов до «отказа»
изучали возможность прогнозирования надежности опе-
ратора по показателям функционального состояния.
Примечательно, что развитие напряженности, предшест-
вовавшей сбоям в работе, проявлялось индивидуальны-
W2
мл (неинформативными) изменениями показателей ЭЭГ,
небольшим учащением пульса (не более чем на 20%) и
значительным усилением биоэлектрической активности
мышц конечностей (на 300 -400%). Мы хотим обратить
внимание на низкую информативность частоты пульса
как показателя, интегрально отражающего реакцию ве-
гетативных функций. Б то же время регистрация элек-
тромиограммы оказалась наиболее информативной, хотя
изменения биоэлектрической активности мышц имеют
косвенное отношение к осуществлению и обеспечению
умственной работы. Авторы считают, что нарастание мы-
шечной напряженности является индикатором включе-
ния активационных резервов, т. е. происходит лабилиза-
ция функциональной системы. По нашему мнению, в
данном случае мы имеем дело с прогнозированием сни-
жения надежности человека-оператора по развитию при-
знаков психической напряженности, которая сопутствует
периоду неустойчивой компенсации. При напряженности,
особенно эмоционально обусловленной, наблюдается вы-
раженная диссоциация, дискоординация функциональ-
ных проявлений. Это является результатом перенапря-
жения регуляторных механизмов и характеризует со-
стояние неудовлетворительной адаптации со снижением
надежности и продуктивности работы.
При прогнозировании умственной работоспособности
важно учитывать индивидуальные особенности человека-
оператора. А. М. Зингерман и Б. М. Шишкин [98], вы-
деляя рефляционно устойчивый и неустойчивый типы
операторов, показали, что их реакции в процессе управ-
ляющей следящей деятельности существенно различа-
ются. Так, у оператора 2-го типа увеличивались частота
пульса и биоэлектрическая активность шейных мышц,
стратегия управления была негибкой, в ответ на стрес-
совую ситуацию повышались неустойчивость работы и
степень дезорганизации системы. Известно, что у лиц,
чаще попадающих в аварийные ситуации, обычно на-
блюдается эмоциональная и вегетативная неустойчи-
вость [92]. У водителей, бывших в нескольких дорож-
ных происшествиях, эмоциональная неустойчивость
повышена [28]. Теперь мы подходим к вопросу долгосроч-
ного прогнозирования надежности оператора, связанно-
му с проблемами профотбора и профессиональной при-
годности. В отличие от краткосрочного и среднесрочного
прогнозное, осуществляемых в процессе выполнения
9 Г М Саеьский
233
операторской и трудовой деятельности или по се непо-
средственным результатам, долгосрочные прогнозы ум-
ственной работоспособности, а в более широкой трак-
товке — способности к выполнению данного вида дея-
тельности, являются в большей мере задачами психоло-
гии, чем физиологии [56, 83, 196].
Прогнозирование умственной работоспособности
в процессе трудовой деятельности
В эргономическом и физиологическом плане умст-
венный труд отличается от физического преобладанием
нервной активности над мышечной и своей информа-
ционной напряженностью В. В. Розенблат [201] рас-
сматривает тяжесть труда как характеристику, обуслов-
ленную преимущественно мышечной нагрузкой, а напря-
женность труда — как связанную в основном с нервной
нагрузкой. Он предлагает использовать термин «функ-
циональное напряжение организма при труде» для ха-
рактеристики как физического, так и умственного труда,
считая его в определенной степени аналогичным выра-
жению «трудовой стресс». Однако более подробный
анализ этой концепции показывает, что речь идет об
уровне функционирования соответствующих систем: в
первом случае систем, обеспечивающих выполнение мы-
шечной, энергетической работы, а во втором — умст-
венной, информационной работы. Стресс — это реакция
организма на нагрузку (мышечную или умственную),
которая завершается определенной адаптацией организ-
ма. Оценка реакции на трудовой стресс или определение
функционального напряжения организма по изменению
уровня функционирования определенных физиологиче-
ских систем составляют сущность оценки состояния и
нормирования нагрузок в физиологии труда.
При прогностическом подходе важно выяснить «це-
ну» адаптации организма к нагрузке. В данном случае
понятие напряженности относится не к определенным
системам, а к механизмам регуляции. Прогнозирование
умственной работоспособности в физиологии труда пред-
ставляет собой новый вид исследований, посвященных
выявлению не только наиболее ранних признаков утом-
ления, но и выяснению направленности процессов адап-
тации и дезадаптации при интенсивных и длительных
умственных нагрузках.
234
Учитывая тенденции развития современного произ-
водства, которое характеризуется значительным ростом
удельного веса различных видов умственного труда,
весьма актуальной для народного хозяйства является
проблема прогнозирования состояний, связанных с дей-
ствием на организм преимущественно умственных на-
грузок, Важными особенностями умственного труда
являются гипокинезия и повышенное нервно-эмоциональ
ное напряжение — ведущие факторы риска, обусловли-
вающие высокую заболеваемость сердечно-сосудистыми
болезнями [136], Рассмотрим с прогностических пози-
ций некоторые показатели функционального состояния
различных категорий работников умственного труда
К категории лиц с абсолютным преобладанием нерв-
ной нагрузки над мышечной прежде всего относятся ма-
тематики, Эта профессиональная группа в настоящее
время довольно многочисленна. Специальный анализ
труда математиков, предпринятый А. И. Ковалевой
[128], показал, что существенных изменений показате-
лей высшей нервной деятельности в конце рабочего дня
у них не наблюдается. Это можно объяснить сохране-
нием относительной устойчивости ведущих функций (па-
мять, внимание) за счет напряжения других физиоло-
гических систем организма, ъ частности системы
кровообращения. К концу рабочего дня достоверно умень
шается ударный и минутый объем кровообращения, по-
вышается периферическое сопротивление, урежается
пульс. У лиц с наибольшей напряженностью труда отме-
чен переход от сердечного в начале работы к сосудисто-
му типу саморегуляции кровообращения в конце рабо-
чего дня. В результате утомления и наличия гипокинезии
в конце рабочего дня повышается тонус парасимпатиче-
ского отдела вегетативной нервной системы. Математи-
ческий анализ сердечного ритма показал, что о и ДХ
увеличиваются, а также появляются эксцессивные и по-
лимодальные гистограммы. По полученным данным, у
математиков даже в начале работы медленные волны
сердечного ритма с периодом 13—14 с доминируют над
дыхательными, а к концу рабочего дня медленные вол-
ны возрастают и их период достигает 21—28 с. При ана-
лизе данных непрерывной записи в течение рабочего дня
выявились медленные волны с периодом 16 18 мин и
1’/г—2 ч. При этом у лиц с максимальной напряженно-
ностью труда период медленных волн был достоверно
выше (129 мин), чем у лиц с менее напряженным харак-
тером труда (94 мин). Автор называет выявленный фе-
номен «повышением стабильности сердечного ритма»,
связывает его с напряжением функций высшей нерв-
ной деятельности и механизма нейроэндокринного об-
мена.
Наличие у этой же категории лиц высокого уровня
катехоламинов и относительно повышенного среднего ар-
териального давления дало основание говорить об уве-
личении тонуса обоих отделов вегетативной нервной си-
стемы (парасимпатического и симпатического) .
Таким образом, напряженный умственный труд в те-
чение рабочего дня ведет к развитию явлений перенап-
ряжения регуляторных механизмов, о чем свидетельст-
вует активация все более высоких уровней управления
с возбуждением обоих отделов вегетативной нервной си-
стемы. Приводимые А. И. Ковалевой [108] данные о за-
болеваемости обследованного ею контингента матема-
тиков показали, что у лиц с более напряженным харак-
тером умственного труда в 1,8 раза чаще обнаруживает-
ся гипертоническая болезнь, в 3 раза чаще вегетососуди-
стая дистония, у некоторых обследованных выявлена
дистрофия миокарда, чего не наблюдалось в группе с
меньшей напряженностью труда. В целом в группе у
92,7% обследованных лиц выявлены нарушения кожно-
температурной топографии, у 40% — асимметрия арте-
риального давления и вегетососудистые дистонии Все
это свидетельствует о том, что хроническое перенапря-
жение регуляторных механизмов у лиц умственного тру-
да не проходит бесследно, ухудшается адаптация орга-
низма к окружающим условиям. Тенденции перехода от
удовлетворительной адаптации к ее срыву соответствуют
схеме: напряжение регуляторных механизмов — перена-
пряжение — истощение (астенизация) регуляторных ме
ханизмов -состояние предболезни и болезни.
Детальный физиологический анализ динамики умст-
венной работоспособности у математиков разного воз-
раста в суточном и недельном цикле провела Г. М. Опа-
ловская [176].
Для оценки напряжения регуляторных механизмов использовали
методы математического анализа сердечного ритма, исследовали со-
держание натрия в смешанной слюне. Обследовано 35 человек: 17—
в возрасте до 30 лет и 18—старше 30 лет. Исследования проводили
в рабочее и послерабочее время 5 раз в сутки (в 8, 12, 16, 20 и 24 ч),
в начале и конце недели (табл. 14).
236
Таблица 14
Динамика математико-статистических характеристик сердечного
ритма у работников вычислительного центра в начале и конце
недели [176]
Часы суток Лоао лет Старше 3J лет
нторвик | вторник | пятница
иятннпе
Мо, с 8 0,80 0,78 0,75 0,79
12 0,85 0,89 0.84 0.86
16 0,84 0,85 0,78 0,78
20 0,82 0,85 0,81 0,86
24 0,88 0,82 0,80 0,78
АМо, % 8 28 32 40 36
12 25 26 36 37
16 28 30 34 34
20 29 28 33 34
24 28 29 37 38
ГПо 8 9 12 12 11
12 8 13 13 13
16 9 11 14 13
20 8 12 13 14
24 10 12 12 14
Индекс 8 83 94 179 162
напри- 12 49 47 119 101
жен ня 16 62 73 143 213
20 64 55 130 172
24 53 64 159 164
Индекс 8 13 20 26 30
центра- 12 13 22 28 30
лизации 16 15 19 23 33
20 II 15 26 33
24 11 18 34 28
О реакции оперативных механизмов регуляции- на-
глядно свидетельствует динамика суточных изменений
АМо, индексов напряжения и централизации. Суточ-
ная динамика АМо и ДХ характеризуют соответственно
состояние симпатического и парасимпатического отде-
237
лов вегетативной нервной системы. У математиков в воз-
расте до 30 лет к концу недели одновременно повыша-
ются тонус симпатической нервной системы и тонус па-
расимпатической системы, а у лиц старшего возраста
первый показатель не увеличивается, что, очевидно, об-
условлено исходным симпатотоническим уровнем регу-
ляции (это особенно выявляется в утренние и дневные
часы). Тонус парасимпатического отдела к концу недели
у обследуемых старшего возраста несколько уменьшает-
ся. Изменения состояния парасимпатического отдела у
лиц обеих групп выявляются во второй половине дня.
Неоднозначная динамика показателей АМо и АХ у лиц
разного возраста, по-видимому, обусловлена неодинако-
вым функциональным резервом регуляторных механиз-
мов.
В молодом возрасте кумуляция утомления к концу
недели ведет, возможно, к возбуждению подкорковых
нервных центров и в результате иррадиации возбужде-
ния и активации как симпатического, так и парасимпа-
тического отделов вегетативной нервной системы. По
данным автокорреляционного анализа ритма сердца у
математиков старше 30 лет наблюдается весьма значи-
тельная централизация управления уже в начале неде-
ли, и дальнейшая активация регуляторных механизмов
идет за счет более высоких уровней управления, пред-
ставленных в основном гормональными звеньями. Со-
отношение медленных и дыхательных волн, судя по ин-
дексу централизации, к концу недели увеличивается в
обеих возрастных группах, но у лиц старше 30 лет в зна-
чительно большей степени. Данные о содержании нат-
рия в слюне позволяют говорить о более значительной
активации системы гипофиз — кора надпочечников в
конце недели у лиц старшей возрастной группы. Вели-
чина (ПСАд) показывает, что в конце недели у матема-
тиков старше 30 лет существенно снижается амплитуда
суточных ритмов натрия слюны (табл. 15). Все эти дан-
ные свидетельствуют о более значительном напряжении
регуляторных механизмов у лиц старшего возраста в
конце недели.
Следовательно, умственная работа математиков про-
текает при разной активности регуляторных механизмов
в зависимости от возраста. Наряду с возрастным факто-
ром существенное значение в развитии утомления имеет
н кумуляция утомления в течение недели. Даже у лии
233
Габзица 15
ПСАд (в процентах) содержания натрия в слюне в начале
и конце недели [176]
Возркг Вторник Пятница
До 30 лет 42,3±1,1 28,0±1,8
Старше 30 лет 36,3±4,0 19.8±1.2
молодого возраста с хорошим функциональным резервом
интенсивная умственная деятельность ведет к сущест-
венным изменениям не только работоспособности, но и
физиологического состояния организма. Это положение
можно проиллюстрировать результатами исследований,
проведенных Г. М. Домахиной (табл. 16).
Обследовались студенты дневного и вечернего отделений МВТУ
им. Н, Э. Баумана. Наряду с использованием математического ана-
лиза сердечного ритма и исследованием слюны измеряли артериаль-
ное давление и мышечную силу до начала занятий (в 8 ч утра) и
через 4 ч занятий (в 12 ч дня). На вечернем отделении исследования
проводили в 18 и 22 ч. Таким образом, изучалось влияние 4-часовой
учебной нагрузки в недельной динамике.
У студентов дневного отделения в начале недели
учебная нагрузка не вызывает значительных изменений
со стороны исследуемых показателей, а в конце недели
снижались максимальное и пульсовое давление и АМо,
урежался пульс, увеличивался ДХ. Исходные значения
показателей к концу недели также изменялись. Еще бо-
лее существенная разница между показателями наблю-
далась в конце занятий. Все эти изменения статистиче-
ски достоверны и свидетельствуют о том, что учебная
нагрузка вызывает значительное утомление, которое в
течение недели кумулируется. Следует обратить внима-
ние на наличие одновременной активации симпатиче-
ского и парасимпатического отделов вегетативной нерв-
ной системы, что, по нашему мнению, обусловлено воз-
буждением подкорковых нервных центров У студентов
вечернего отделения в результате 4-часовых занятий от-
мечались статистически достоверные изменения; уре-
жался пульс, снижались пульсовое давление, индекс на-
пряжения и АМо. Аналогичные изменения наблюдались
и в начале и в конце недели, но в субботу они были бо-
лее выраженными, кроме того, достоверно повышалась
239
Динамика физиологических показателей у студентов дневного и вечернего отде.
под влиянием 4-часовой учебной нагрузки в начале к конце недели (М±т)
систолическое 122±1,2 123±1,1 127±1,1 114±1,0 П6±1,2 114*1,3 125±1,3 110±1л
диастолическое 72±1,1 75±1,3 71 ±1.1 68±0,6 76±1,0 79±1,3 79±!,0 81±1,4
пульсовое 50±0.8 47±1,0 56 ±1,2 46±0,9 4С±1.0 36±1,0 46 ±1,0 39 ±1.1
Индекс напряжения, 105±17 134±33 88±20 40±18 210±50 88±26 126±32 92±39
240
концентрация натрия в слюне и уменьшалось макси-
мальное артериальное давление. Эти данные свидетель-
ствуют о том, что при занятиях в вечернее время утом-
ление развивается уже в начале недели, а к ее концу
достигает значительной выраженности (явления вегето-
сосудистой астенизации).
Напряжение, перенапряжение и астенизация регуля-
торных механизмов, обусловленные интенсивной умст-
венной деятельностью, ведут к изменению уровней функ-
ционирования различных систем организма, в первую
очередь сердечно-сосудистой системы. Комплексное ис-
следование функциональных изменений системы крово-
обращения у лиц умственного труда, проведенное
Б. М. Столбуном и соавт. [217], показало, что состояние
гемодинамики можно рассматривать как показатель ум-
ственного и нервно-эмоционального напряжения в усло-
виях професиональной деятельности, связанной с преи-
мущественно нервной нагрузкой. Т. И. Юрьева [245]
представила данные обширных обследований операторов
и программистов ЭВМ и работников административно-
управленческого аппарата. У операторов ЭВМ, работаю-
щих в условиях сочетания нервно-эмоциональных напря-
жений с производственным шумом, выявлена отчетливая
ваготоническая направленность реакций пульса, арте-
риального давления и статистических характеристик сер-
дечного ритма. При повышенной производственной на-
грузке отмечались явления гиповолемии, гипотонии, по-
вышение тонуса мозговых сосудов и периферического
сопротивления. При обследовании программистов в тече-
ние рабочего дня и недели не выявлено существенных
изменений со стороны зрительного и слухового анализа-
торов, а также уровня умственной работоспособности.
В то же время отчетливо снизился уровень функциони-
рования системы кровообращений (урежение сердечного
ритма, снижение артериального давления, тенденция к
уменьшению скорости кровотока и силы сердечных со-
кращений) . Такую перестройку гемодинамики автор свя-
зывает прежде всего с ограниченной двигательной актив-
ностью данной профессиональной группы.
Совершенно иные изменения наблюдались у работни-
ков административно-управленческого аппарата. В кон-
це рабочей недели учащались случаи ошибочных диффе-
ренцкровочных реакций, повышалось число ошибок при
выполнении психологического теста. При этом отмеча-
24!
лось снижение содержания натрия в слюне и интенсив-
ности систолического кровенаполнения сосудов головного
мозга, сосудистый тонус в системе внутренней сонной ар-
терии повысился. Таким образом, сохранение относи-
тельно высокой умственной работоспособности на про-
тяжении рабочего дня и недели достигается ценой нап-
ряжения систем организма, обеспечивающих интеллек-
туальную, нервно-эмоциональную деятельность и прежде
всего усилением функциональной активности сердеч-
но-сосудистой системы. Под «влиянием повышенной про-
изводственной и умственной нагрузки происходит
перестройка системной гемодинамики на более низкий
функциональный уровень, что является следствием раз-
вивающегося утомления. В ряде случаев в ответ па
повышение нервно-эмоционального напряжения возни-
кают изменения, свидетельствующие о перенапряжении
регуляторных механизмов, -в частности явления нейро-
циркуляторной дистонии [245].
Большой теоретический и практический интерес пред-
ставляет изучение состояния гормональных систем при
умственном труде, связанном с нервно-эмоциональным
напряжением. А. В. Карпенко [116] исследовал выделе-
ние адреналина, норадреналина и 17-ОКС с мочой у пре-
подавателей средней школы в течение суток и учебного
года (табл. 17). Были выделены две группы преподава-
телей: с более напряженным умственным трудом (препо-
даватели математики и русского языка) и менее напря-
женным (преподаватели других предметов и младших
классов). Оказалось, что в рабочий период суток выде-
ление указанных соединений выше. У преподавателей
1-й группы отсутствует ночное снижение скорости секре-
ции адреналина, что свидетельствует о более высокой
напряженности регуляторных механизмов. Особенностью
годовой динамики является уменьшение активности гор-
мональных систем в зимний период, что более выражено
у преподавателей 1-й группы с более высоким уровнем
нервно-эмоционального напряжения. Этому соответст-
вует повышение стабильности сердечного ритма, анализ
которого производился путем усреднения каждую мину-
ту 10 последовательных RR-интервалов в течение 5-ча-
сового наблюдения [117].
Изменения секреции гормонов и показателей сердеч-
ного ритма можно расценивать как результат высокого
напряжения или даже перенапряжения регуляторных
242
243
механизмов с диссоциацией между нервным и гормо-
нальным звеньями, что косвенно отражается в разнонап-
равленной динамике активности колебаний с периодами
100—50 мин, В весенний период у лиц обеих групп наб-
людаются явления астенизации, обусловленные общим
утомлением. При этом увеличиваются вариативность
кардиоинтервалов и активность 50-и 100-минутных коле-
баний сердечного ритма. Важным показателем утомле-
ния и снижения функционального резерва систем регу-
ляции, связанным с включением в процессы управления
все более высоких уровней ЦНС, служит увеличение
основного периода медленных волн часового диапазона.
У лиц 2-й группы к концу учебного года он возрастает
почти в 2 раза.
Итак, изменения умственной работоспособности в те-
чение дня, недели и года сопровождаются довольно четки-
ми физиологическими сдвигами. Исследованиями раз-
личных авторов подтверждается высокая информатив-
ность математического анализа сердечного ритма, опре-
деления содержания натрия в слюне и регистрации
основных показателей гемодинамики при оценке напря-
женности умственного труда. Развитие утомления яв-
ляется причиной снижения умственной работоспособно-
сти, а утомление возникает в результате перенапряже-
ния и астенизации регуляторных механизмов вследствие
истощения функциональных резервов. «Трудовой стресс»
вызывает соответствующую адаптационную реакцию ор-
ганизма, которая протекает по-разному при физических
и умственных нагрузках и даже при разных видах умст-
венной нагрузки. Однако общими этапами такой реакция
являются первичное напряжение регуляторных механиз-
мов и заключительное истощение функционального ре-
зерва с появлением преморбндных состояний.
Характерной чертой адаптационных процессов явля-
ется постепенное вовлечение в реакции организма все
более высоких уровней управления (лабилизация, вме-
шательство высших контуров управления в деятельность
низших). При этом в зависимости от интенсивности на-
грузки и состояния организма конкретные физиологиче-
ские проявления могут существенно различаться. Так, в
начале и конце рабочей недели или учебного года в от-
вет на одну и ту же интенсивность производственной
нагрузки возникает разная степень напряжения регуля-
торных механизмов. Это положение можно проиллюст-
244
рнровать материалом исследований 11. А. Бродягнна
[60], который изучал суточную периодику фпзиоло! ичс-
ских' функций при сменной работе.
Известно, что в вечерние и ночные часы производст-
венная деятельность является фактором десинхрониза-
ции, однако сколько-нибудь выраженной перестройки
ритмов физиологических функций у сменных рабочих не
наблюдается. Н. А. Бродягин показал, что «цена» адап-
тации организма к условиям среды в разных сменах раз-
лична и состояние регуляторных механизмов является
чувствительным индикатором степени адаптации организ-
ма к производственной деятельности. Наиболее высокая
степень напряжения регуляторных систем при сменной
работе наблюдается в исходном (дорабочем) состоя-
нии в 15 ч (перед началом вечерней смены), а в «после-
рабочих» состояниях в 7 ч утра (после окончания ночной
смены). До работы (в 23 ч) доминируют дыхательные
волны, что связано с циркадио обусловленной высокой
активностью автономных механизмов регуляции сердеч-
ного ритма. После работы (в 7 ч утра) преобладают
медленные волны (20—80 с), что указывает на актива-
цию подкорковых центров в связи с развитием утомле-
ния и коркового торможения. По данным Н. А. Бродя-
гина, индекс напряжения у машинистов экскаваторов в
ночной смене увеличивается со 178 до 205, в то время
как в других сменах падает (195—187 в утренней и
210—181 в вечерней сменах). Это означает, что в рас-
смотренном примере активация подкорковых центров,
проявляющаяся усилением медленноволновой периодики
сердечного ритма, является результатом перенапряже-
ния регуляторных механизмов и свидетельствует о недо-
статочной адаптации организма к условиям среды.
Взаимосвязь между утомлением, работоспособностью
и напряженностью при умственном труде является объ-
ектом пристального внимания физиологов, гигиенистов
и психологов. Общие закономерности развития утомле-
ния, по-видимому, едины для мышечной и умственной
работы. Однако при умственной деятельности важное
значение приобретает вопрос о локализации первично
возникающих сдвигов. С классических позиций (И. П.
Павлов, И. М. Сеченов, П. Е. Введенский) утомление
рассматривается как защитная реакция, при которой
развивается охранительное торможение в коре головного
мозга.
245
С другой точки зрения, основное значение имеют из-
менения в подкорковых центрах и отделах ЦНС, кото-
рые, влияя на кору головного мозга, вызывают в ней
функциональные изменения. Так, К. X. Кекчеев [124]
объясняет снижение функциональных возможностей ко-
ры ослаблением активирующего влияния на нес симпа-
тического отдела вегетативной нервной системы. По-
скольку в поддержании тонуса симпатического отдела
важную роль играет гипоталамус, развитие умственного
утомления может быть результатом изменений в системе
гипоталамус - гипофиз—кора надпочечников, т. е.
быть компонентом общей адаптационной реакции орга
низма. По мнению К- Бужара [258], утомление разви-
вается по типу реакции, аналогичной стрессу, и является
следствием нарушения гомеостаза, в связи с чем автор
выделяет три стадии утомления: усталость, перегрузку,
истощение. В нашу задачу не входит анализ обширной
литературы, посвященной вопросам умственного утом-
ления. Мы хотели лишь акцентировать внимание на том,
что существуют взгляды на умственное утомление как
на результат нарушения корково-подкорковых взаимоот-
ношений, при которых имеются одновременные сдвиги
в деятельности и коры головного мозга (снижение умст-
венной работоспособности), и сдвиги со стороны вегета-
тивных функций. Выраженность этих сдвигов может
быть неоднозначной [222]. Подчеркивание данного по-
ложения нам представляется важным с позиций прогно-
зирования умственной работоспособности. Так как веге-
тативным сдвигам, характерным для умственного утом-
ления, необязательно сопутствует снижение умственной
работоспособности, то в этом случае прогноз следует по-
нимать лишь как предсказание вероятности появления
несоответствия между корковой готовностью и вегетатив-
ным обеспечением.
Для умственной деятельности, наиболее информатив-
ны показатели, характеризующие временную организа-
цию функций, в частности позволяющие оценить функ-
циональное состояние различных уровней регуляции,
локализованных в подкорковой области. Именно там раз-
вертывается процесс адаптации в виде напряжения, пе-
регрузки и истощения регуляторных механизмов, непо-
средственно связанных с обеспечением умственной дея-
тельности и умственной работоспособности.
Глава 7
Массовые прогностические обследования
рабочих и служащих на промышленных
предприятиях
Снижение заболеваемости и смертности населения,
улучшение физического и психического здоровья людей,
увеличение продолжительности жизнии экономически ак-
тивного долголетия создают важные предпосылки для
повышения производительности общественного труда,
роста национального дохода [208]. В. И. Ленин указы-
вал, что производительность труда во многом зависит от
здоровья трудящихся [1]. Таким образом, здравоохране-
ние способствует воспроизводству трудовых ресурсов и
развитию экономики страны.
Здоровье представляет общественную ценность и
право на его охрану гарантируется Конституцией СССР.
Согласно статье 42, эти гарантии наряду с бесплатной
медицинской помощью, проведением широких профилак-
тических мероприятий, оздоровлением окружающей сре-
ды основываются также на развертывании специальных
научных исследований, направленных на предупрежде-
ние и снижение заболеваемости, обеспечение активной
долголетней жизни. Одним из подобных исследований
является разработка принципов и методов массовых про-
гностических обследований населения.
Как известно, важнейшей особенностью организации
медицинской помощи населению в СССР является ее
профилактическая направленность, что выражается
прежде всего в широком применении диспансерного ме-
тода. Под диспансеризацией понимается активный метод
динамического наблюдения за состоянием здоровья оп-
ределенных контингентов населения с целью раннего вы-
явления заболеваний, взятия на учет, динамического
контроля и комплексного лечения больных, проведения
мероприятий по оздоровлению условий труда и быта,
предупреждению развития и распространения болезней,
укреплению трудоспособности [208]. Развитие диспан-
серного метода в условиях социалистического строя при-
247
вело к появлению в пашей стране сети диспансеров,
диспансерных отделений и медицинских кабинетов по но-
зологическому принцип}' (противотуберкулезные, онколо-
гические, кардиоревматологические и др-). В СССР ши-
роко осуществляется также диспансеризация здоровых
контингентов населения путем массовых профилактиче-
ских осмотров рабочих промышленных предприятий, де-
тей, подростков, студентов и т. д. Так, в 1975 г. было ос-
мотрено 106,9 млн. человек. В этом же году число боль-
ных, находящихся на диспансерном наблюдении, соста-
вило 28,3 млн. человек [208].
Итак, основное внимание при диспансеризации и мас-
совых осмотрах обращается на выявление заболеваний.
Результатом этого является планирование дальнейшего
расширения коечной сети, увеличения числа лечебных
учреждений. Согласно прогнозам академика АМН СССР
В. П. Казначеева, расходы на здравоохранение будут
возрастать и могут составить за 30 лет (до 2000 г.) око-
ло 435 млрд, рублей. Вместе с экономическими потерями
по медицинским показателям это составляет почти
1260 млрд, рублей [103]. Из этого совершение ясной
становится настоятельная необходимость изыскания но-
вых путей и методов предупреждения и раннего выявле-
ния заболеваний.
Поскольку любое заболевание есть результат полома
адаптационных механизмов, следствие нарушения рав-
новесия между организмом и окружающей средой, то
макроскачку — переходу от здоровья к болезни — пред-
шествует ряд микроскачков — последовательных стадий
адаптационного процесса, которые могут быть выявлены
и распознаны на основе применения современных клини-
ко-физиологических методов. Таким образом, открывает-
ся возможность развития и углубления диспансерного
метода путем дополнения диагностического принципа
прогностическим. Под прогностическим принципом дис-
пансеризации понимают оценку степени адаптации орга-
низма к условиям среды не только на этапе отсутствия
нозологических форм заболеваний (при донозологиче-
ских состояниях), но и на этапе ранних проявлений бо-
лезни или при ее хроническом течении.
Как будет показано ниже, среди практически здоро-
вых людей, активно участвующих в производственном
процессе, имеется определенная группа лиц с компенси-
рованными формами различных заболеваний, которые в
248
той или иной степени адаптированы к условиям окру-
жающей среды. Эта адаптация не может быть названа
удовлетворительной, и выяснение «цены» такой адапта-
ции позволяет прогнозировать возможный ее срыв или
вероятную декомпенсацию сложившегося относительного
равновесия между организмом и средой. Особенно важ-
но прогнозирование состояний на грани нормы и пато-
логии, так называемых донозологических состояний,
представляющих собой определенные стадии адапта-
ционного процесса.
Общие принципы массовой донозологической диагно-
стики были разработаны нами совместно с В. П. Казна-
чеевым [107, 110]. Дальнейшее развитие этих принципов
на основе теории прогнозирования открывает новые под-
ходы к решению задач охраны здоровья и профилактики
заболеваний. Используя знания об общей направленно-
сти адаптационного процесса с учетом особенностей дан-
ной микропопуляции (отдельной группы людей одного
возраста, пола, профессии, работающих на одном пред-
приятии), можно сделать исследовательский прогноз
вероятного в будущем состояния. При этом целесообраз-
но выделять прогнозы на уровне индивидуума, микропо-
пуляции или популяции (всегоколлектива предприятия).
Массовые прогностические обследования позволяют оп-
ределить структуру здоровья микропопуляции или попу-
ляции, т. е. распределение в ней лиц с различной сте-
пенью адаптации к условиям среды.
По классификации ВОЗ [155], массовые обследова-
ния разделяются на эпидемиологические исследования,
эпидемиологический надзор и скрининг. В нашей стране
в последние годы серьезное внимание уделяют вопросам
эпидемиологии ишемической болезни сердца [166], что
обусловлено высокой заболеваемостью и смертностью.
По данным Ю. П. Лисицына [149], ишемическая болезнь
сердца наблюдается у 130—140 из 1000 человек. Однако
при эпидемиологических исследованиях выделяют, по-
мимо группы больных с уже развившейся ишемической
болезнью, лишь такую категорию здоровых людей, кото-
рые характеризуются повышенным риском заболевания.
Несмотря на то что в настоящее врем:я установлены
определенные факторы риска и разработаны количест-
венные критерии для оценки вероятности заболевания
[165], первичная профилактика у практически здоровых
лиц встречает определенные трудности. Дело в том, что
249
современный здоровый человек постоянно находится в
окружении разнообразных факторов риска и не обра-
щается к врачу, пока не почувствует себя больным, а тем
более не склонен выполнять профилактические меро-
приятия, если их необходимость не становится для него
очевидной.
При массовых прогностических обследованиях ста-
вится донозологический диагноз, определяется степень
адаптации организма к условиям среды и устанавлива-
ется прогноз здоровья. Чем ближе состояние организма
к срыву адаптации, тем менее благоприятен прогноз.
Если при напряжении адаптационных механизмов до-
статочно проведения оздоровительных, общеукрепляю-
щих мероприятий, то при неудовлетворительной адапта-
ции требуются меры профилактики (первичная профи-
лактика). Наличие срыва адаптации вызывает необходи-
мость более детального обследования с целью установ-
ления диагноза возможного заболевания и осуществления
лечебных мероприятий (вторичная профилактика). Та-
ким образом, прогностический подход позволяет прово-
дить профилактику, исходя из конкретного состояния
организма, а не в связи с риском заболевания.
При разработке методики массовых прогностических
обследований следует иметь в виду следующие требова-
ния: информативность данных, доступность, комфорт-
ность, пропускная способность, время анализа. Рассмот-
рим каждое из этих требований. Информативность озна-
чает выбор такого перечня исследуемых параметров и
анализируемых показателей, чтобы обеспечивалось до-
статочно эффективное распознавание искомых состояний
по минимуму данных. Под доступностью понимают воз-
можность использования для реализации программы
массовых обследований стандартной медицинской аппа-
ратуры, выпускаемой серийно, или в случае разработки
специализированных систем — их невысокую стоимость.
Требование комфортности относится к психологическому
аспекту массовых обследований: пациенты не должны
испытывать неприятных ощущений в процессе исследо-
вания. Так как система предназначена для массовых об-
следований, она должна обеспечивать действительно
массовое обслуживание. В условиях промышленного
предприятия, где обследование проводится в рабочее
время, затраты времени на одного пациента не должны
превышать 15—20 мин. Наконец, время на обработку
250
данных в связи с большим объемом информации должйО
быть минимизировано за счет использования ЭВМ.
Первое массовое обследование рабочих и служащих
мы провели в 1958 г. на Ленинградском авторемонтном
заводе [43]. Его схема была простой анкетный опрос
+ БКГ. Цель обследования состояла в разделении рабо-
тающих на три группы: а) практически здоровые (в от-
ношении функций сердечно-сосудистой системы); б) тре-
бующие специального наблюдения; в) нуждающиеся в
дополнительном углубленном обследовании. В этом ис-
следовании фактически выяснялись диагностические в
прогностические возможности массовой баллистокардио-
графин. Первые сообщения о ценности этого метода для
промышленной медицины в то время были опубликованы
в монографии В. Док, Р. Мандельбаум и Г. Мандель-
баум [160]. Авторы высказывали мнение о более высо-
кой чувствительности БКГ метода, чем электрокардио-
графии, для выявления рубцовых изменений при коро-
наросклерозе и отмечали, что отсутствие изменений БКГ
имеет более важное значение для оценки трудоспособно-
сти, чем отсутствие изменений ЭКГ.
Мы обстедовали 400 человек. Продолжительность регистрации
БКГ составила около 1 мин. Было получено 253 нормальных, 112 из-
мененных и 35 патологических БКГ, Ценную информацию дало со-
поставление характера БКГ с наличием жалоб на болевой синдром в
области сердца. Оказалось, что нормальные БКГ у лиц, не предъяв-
лявших жалобы, встречались в 70,8%, а у лиц с жалобами — в 43,2%
случаев Измененные и патологические кривые (суммарно) были у лиц
без жалоб в 29,2%, а у лиц с жалобами —в 56,8% случаев. Эти дан-
ные наглядно демонстрируют тесную связь отклонений БКГ с нали-
чием болевого синдрома в области сердца. При повторном обследо-
вании 37 человек с патологическими изменениями БКГ производился
осмотр терапевтом, со сбором подробного анамнеза, измерением ар-
териального давления, аускультацией, регистрацией ЭКГ и повтор-
ной БКГ. В результате у 26 человек были установлены те или иные
сердечно-сосудистые заболевания, при этом только у 8 из них диагноз
был поставлен прежде. Ишемическая болезнь сердца обнаружена у
16 человек.
Столь подробное изложение методики и материалов
массового обследования, проведенного 20 лет назад, це-
лесообразно потому, что баллистокардиография и в со-
временных массовых прогностических обследованиях за-
нимает важное место. Этот метод обладает высокой
чувствительностью к минимальным изменениям функцио-
нальных соотношений между отдельными гемодинамиче-
скими показателями. Он нсспецифичен для различных
251
нозологических форм заболеваний, что является его ос-
новным недостатком с точки зрения клиницистов, одна-
ко в прогностических обследованиях это несущественно.
В 1968—1974 гг. массовая баллистокардиография была
использована для обследования школьников [223], сту-
дентов [34], научных работников [29]. Этот метод ока-
зался высокоинформативным для оценки физической
тренированности, диагностики состояний после перене-
сенных тонзиллогенных инфекций и острых респиратор-
ных заболеваний, определения состояний умственного
утомления и астенизации. В это же время были сделаны
первые попытки построить комплексную протрамму мас-
совых прогностических обследований, с применением,
кроме баллистокардиографии, и ряда других методов
(сейсмокардиографии, математического анализа сердеч-
ного ритма, исследования электролитов слюны, психо-
физиологических проб). Такую программу исполь-
зовали при массовом обследовании студентов МВТУ
им. Н. Э. Баумана [35] и рабочих и служащих булочно-
кондитерского комбината г. Москвы [32].
Основной объем массовых прогностических обследо-
ваний на промышленных предприятиях был выполнен
в 1975—1977 гг. А. П. Берсеневой при нашем участии.
При этом два исследования провели на заводе «Сибсель-
маш» в г. Новосибирске [50, 108] и по одному исследо-
ванию — в г. Павловском-Посаде Московской области на
заводе «Экситон» [51] и в г. Тольятти на Волжском
автомобильном заводе. Всего было обследовано более
3000 человек. Методики каждого из этих обследований
имели некоторые различия по объему измерений и ис-
пользованию средств автоматизации, но во всех случаях
они строились по последовательной схеме: обследуемый
заполняет опросную анкету, подвергается антропомет-
рии, у него регистрируют ЭКГ, БКГ и СКГ в состоянии
покоя, проводят функциональную пробу с физической
нагрузкой и психофизиологическое исследование, затем
анализируют слюну на содержание электролитов. Все
обследование занимает не более 15—20 мин и может
проводиться вблизи от рабочего места (в цеховом здрав-
пункте, красном уголке или другом подходящем помеще-
нии). Указанные методики подробно рассмотрены в гла-
ве 3, поэтому здесь их описание не приводится.
Массовое прогностическое обследование на промыш-
ленном предприятии складывается из трех этапов: орга-
252
нпзационно-подготовительного, проведения обследований
и анализа данных, разработки профилактических реко-
мендаций. На первом этапе подготавливают аппаратуру,
помещения, составляют график обследований. Как пра-
вило, массовые обследования проводят в цеховом мед-
пункте, заранее готовят регистрационные журналы,
бланки анкет, формы передачи данных в вычислитель-
ный центр. Производится обучение персонала и его тре-
нировка, так как необходимо добиться высокой четкости
работы всех звеньев в заданном временном темпе. Важ-
нейшее значение имеет организация непрерывного по-
тока обследуемых. Для этого с руководителями цехов и
участков согласовывают чегкий график обследований.
Как показал наш опыт, оптимальным потоком является
20 человек в час; при этом за рабочий день (с 9 до 14 ч)
удается обследовать около 100 человек. Существенную
роль играет предварительная разъяснительная работа:
каждому работнику необходимо объяснить цели и за-
дачи обследования.
В беседе важно .подчеркнуть, что результатом массо-
вого обследования будет не выявление случаев скрытых
или нераспознанных заболеваний, как это имеет место
при диспансеризации, а определение степени здоровья
каждого из обследуемых.
Весьма эффективной в санитарно-просветительном
плане оказалась схема «Светофор», которая наглядно
демонстрирует цели массового прогностического обсле-
дования. Зеленый свет — все хорошо, никаких ограни-
чений не требуется, адаптация организма к условиям
среды вполне удовлетворительная. Желтый свет — пре-
дупредительный сигнал о возможной опасности, необхо-
димы определенные оздоровительные и профилактиче-
ские меры в связи с напряжением механизмов адаптации
или их недостаточностью. Красный свет — запрещаю-
щий сигнал, необходимо дополнительное обследова-
ние в связи с возможным заболеванием для определения
необходимых мер профилактики или лечения. Такая схе-
ма обеспечивает благоприятное психологическое отно-
шение к обследованиям.
Анализ материалов массовых обследо-
ваний в конечном итоге направлен на индивидуаль-
ную оценку степени адаптации организма («зеленый»,
«желтый», «красный» уровни адаптации) и определение
структуры здоровья, которая тесно связана с условиями
253
4>уда, видом производства, возрастно-половым составом
мпкропопуляцпн. Проблема охраны здоровья рабочих и
служащих промышленных предприятие определяется
тем, что заболеваемость вообще, а с временной утратой
трудоспособности в частности наносит значительный
экономический ущерб производству. Поэтому одним из
важных принципов советского здравоохранения является
преимущественное лечебно-профилактическое обследова-
ние рабочих промышленных предприятий [208]. Массо-
вые прогностические обследования, являясь новой фор-
мой диспансерного обслуживания, обеспечивают медико-
санитарные части и дирекцию предприятия информацией
о структуре здоровья работников различных цехов и
подразделений. Это позволяет более эффективно плани-
ровать оздоровительные, профилактические и лечебные
мероприятия, а также более успешно совершенствовать
охрану труда и технику безопасности.
При массовых прогностических обследованиях пер-
вичным документом является к а р та обе л е дов а ни я.
В нее вносят паспортные данные, анамнез, данные антро-
пометрии, измерений пульса и артериального давления
до и после нагрузки и Др., а также результаты расшифров-
ки записей в ходе их обработки. Более совершенным об-
разцом карты обследования является бланк на карте с
краевой перфорацией и нумерованными ячейками. Такая
карта позволяет осуществить простейшую сортировку
данных или отбор коцтингенов по заданным признакам
без применения вычислительной техники. Сбор первич-
ной информации является одним из важных этапов мас-
сового обследования, который может проводиться с
разной степенью автоматизации, вплоть до полностью
автоматизированного обследования, включая ввод пас-
портных и анамнестических данных со специального
пульта и автоматическую обработку кардиологических
сигналов непосредственно в процессе их записи. Однако
заключительный этап массового обследования—это со-
здание автоматизированного «банка данных», т. е. ин-
формационно-поисковой системы на базе соответствую-
щей ЭВМ. Необходимость использования ЭВМ опреде-
ляется большим объемом данных (до 1 млн. чисел на
10 000 человек), которые должны анализироваться в раз-
ных комбинациях, сопоставляться между собой и с дру-
гими массивами данных, выдаваться на печать в соот-
ветствующей форме п др.
254
Центральным элементом системы массовых прогно-
стических обследований является алгоритм поста-
новки донозологического диагноза. При
этом мы различаем четыре варианта таких диагнозов:
— удовлетворительная адаптация организма к усло-
виям среды (3);
— напряжение механизмов адаптации (Ж1);
— недостаточная, неудовлетворительная адаптация
(Ж2);
— срыв адаптации (К).
Условный шифр диагноза (3, Ж1. Ж2 и К) отражает
по схеме «Светофор» соответствующее место индивиду-
ума на шкале вероятностей развития или наличия бо-
лезни. Наиболее высокая вероятность в «красной» группе
(К); к ней относятся лица с латентными формами забо-
леваний, явлениями предболезни, хроническими или не-
распознанными болезнями или с патологическими откло-
нениями, требующими более детального врачебного
обследования. «Желтая» группа разделена на две под-
группы: Ж2 — это подгруппа лиц с высокой вероятно-
стью развития заболеваний в достаточно близком буду-
щем в случае, если не будут предприняты определенные
профилактические меры; Ж1 — это подгруппа с меньшей
вероятностью развития заболеваний, но требующая при-
менения соответствующих оздоровительных или профи-
лактических мероприятий. Таким образом, если лицам
«зеленой» группы разрешается обычный образ жизни, то
для представителей «желтой» группы должны быть вве-
дены определенные ограничения, а для «красной» груп-
пы необходимы существенная коррекция образа жизни и
лечебные мероприятия.
Алгоритм распознавания донозологических состояний
должен исходить из этиопатогенетических оценок всех
показателей, их функционального анализа с учетом пред-
ставлений о «цене» адаптации и функциональном резер-
ве и учения о факторах риска [166]. Накопленный нами
опыт показывает, что для одной конкретной популяции
на основе достаточной выборки с помощью методов дис-
криминантного анализа можно построить соответствую-
щую функцию с «весовыми» коэффициентами для каж-
дого показателя. Это позволяет путем решения уравне-
ния отнести обследуемого человека в соответствующую
группу. Однако такая функция не может быть универ-
сальной для контингентов, различающихся по возрасту.
255
полу, профессии, производственным условиям работы,
географическому местожительству и др. Этот вопрос еше
нуждается в математическом исследовании.
На данном этапе мы считаем целесообразным поль-
зоваться алгоритмом, который основан на оценке каж-
дого показателя (или группы показателей) по 4-балль-
ной шкале: норма, умеренные, выраженные и резкие
изменения Каждая из этих оценок основана на крите-
риях, соответствующих особенностям данной микропо-
пуляции. Так, умеренными изменениями частоты пульса
в покое у мужчин следует считать значения в интервале
75—85 уд/мин, а у женщин — 80—90 уд/мин. Эти цифры
должны быть, естественно, скорректированы с учетом
возраста и профессии. Такая коррекция осуществляется
на основе статистического анализа данных, полученных
при массовом обследовании соответствующих контин-
гентов.
Специфика прогностической оценки состояний на гра-
ни нормы и патологии заключается в том, что в этом
случае степень отклонения от нормы нельзя определить
по сумме отклонений отдельных признаков. Для каждого
донозологического диагноза существуют свои патогно-
моничные измерения. Напряжение механизмов адапта-
ции характеризуется изменениями показателей, связан-
ных преимущественно с процессами регуляции физиоло-
гических функций. Состояние неудовлетворительной
адаптации отличается еще более выраженными измене-
ниями регуляторных процессов (с явлениями астениза-
ции и снижения функционального резерва). Однако при
этом равновесие между организмом и средой еще не на-
рушено. Только при определенном уровне нагрузок вы-
являются нарушения гомеостаза, который достаточно
быстро восстанавливается. Для срыва адаптации харак-
терно наличие гомеостатических нарушений в условиях
покоя. Эти нарушения проявляются прежде всего в не-
адекватном изменении уровня функционирования основ-
ных систем организма. Они могут проявляться последо-
вательно на информационном, или энергетическом уров-
не, или на уровне обмена веществ, или структурном
уровне. Как правило, информационные нарушения ха-
рактерны для состояния неудовлетворительной адапта-
ции и наиболее ярко проявляются в стадии истощения
адаптационных механизмов. Собственно о поломе адап-
тационного механизма следует говорить лишь при нали-
чии нарушений обмена энергией (см, главу 3). Наруше-
ния обмена веществ и структурные нарушения, как изве-
стно, относятся уже к нозологическим состояниям и
имеют собственную общепризнанную классификацию.
Таким образом, при массовых обследованиях необ-
ходим отбор таких показателей (признаков), которые
позволяют последовательно выявлять: 1) изменения ре-
гуляции функций в виде их актуализации и лабилиза-
ции, отражающие функциональную перестройку систем
организма в связи с мобилизацией (напряжением) адап-
тационных механизмов; 2) изменения регуляции функ
ций в виде нх перенапряжения или истощения, свиде-
тельствующие о снижении функционального резерва ор-
ганизма, нарушении информационного гомеостаза - и
недостаточной или неудовлетворительной адаптации ор-
ганизма к условиям окружающей среды; 3) изменения
уровня функционирования организма и его систем, обус-
ловленные нарушением не только информационного, но
и энергетического, а в отдельных случаях и метаболиче-
ского гомеостаза и указывающие на наличие полома
(срыва) адаптационных механизмов; 4) наличие выра-
женных метаболических' йли структурных (морфологиче-
ских) нарушений, являющихся симптомами определен-
ных нозологических форм патологии.
Надо отметить, что ведущие клиницисты применяют
подобный подход к оценке состояния больных, особенно
при диагностике ранних и скрытых форм заболеваний.
Так, Г. И. Сидоренко [213] выделяет 3 стадии заболе-
вания. Первая стадия отражает снижение резервов орга-
низма, потенциальную возможность нарушений в буду-
щем, при этом отклонения выявляются только при функ-
циональных пробах. Во второй стадии функционирова-
ние организма уже нарушено, что проявляется не только
более выраженными изменениями при проведении функ-
циональных проб, но и патологическими сдвигами теку-
щего уровня функционирования. В третьей стадии функ-
циональные изменения закрепляются и возникают нару-
шения морфологического характера. Нетрудно заметить,
что эти стадии заболеваний соответствуют представлен-
ным выше 2, 3 и 4-му этапам процесса адаптации, т. е.
донозологическим диагнозам: неудовлетворительная
адаптация и срыв адаптации, включая и срыв адаптации
состояния предболезни и болезни. Как уже отмечалось,
эти этапы соответствуют трем уровням нарушения го-
257
меостаза: информационному, энергетическому и струк-
турному (метаболическому) [187].
При массовых прогностических обследованиях не ста-
вится задача дифференцировки состояний предболезни
и болезни — они классифицируются как срыв адаптации.
Задача последующего, более глубокого, клинико-физио-
логического обследования отобранных лиц заключается
в определении стадии заболевания (по классификации
Г. И. Сидоренко), т. е. наличия только функциональных
нарушений (начальные преморбидные явления), одно-
временно и метаболических изменений (выраженные яв-
ления предболезни и начальные формы заболеваний)
или комплекса метаболических и морфологических нару-
шений (различные стадии заболевания). Следовательно,
выделенная в результате массовых обследований «крас-
ная» I руппа в последующем подлежит разделению на
подгруппы 1\1 и К2 (соответственно состояниям предбо-
лезни и нозологическим формам патологии) и выделе-
нию группы с начальными преморбндными явлениями
(фактически относящейся к группе Ж2).
В клинической практике каждая из нозологических
форм характеризуется достаточно четкой, общепризнан-
ной и апробированной системой симптомов и синдромов,
которая в настоящее время в ряде случаев имеет вполне
адекватную математическую интерпретацию, пригодную
для решения задачи машинной диагностики. При оценке
донозологических состояний отсутствует тысячелетний
опыт медицины, целенаправленной в основном на диа-
гностику и лечение болезней, а также нет соответствую-
щих данных для статистического анализа, подобно тому
как используются для этого истории болезни в клинике.
Для каждого из донозологических состояний можно вы-
делить свой характерный комплекс отклонений, который
по аналогии с клинической диагностикой может быть
назван синдромом. Каждый синдром состоит из суммы
симптомов. Симптомами будем называть отклонения от
нормы отдельных признаков (показателей). В резуль-
тате анализа данных, полученных при проведении не-
скольких серий массовых обследований в различных по-
пуляциях, мы разработали определенные критерии
постановки донозологического диагноза, основанные на
качественной оценке отдельных параметров и показате-
лей. Такие оценки основаны на клиническом и физиоло-
гическом опыте, результатах экспериментов по модели-
268
Таблица 18
Критерии распознавания донозологических состояний при массовых
прогностических обследованиях
Показатель Удовлетвори- тельная адаптация Напряже- ние меха- низмов адаптаияи Неудовлетвори- тельная адаптация адаптации
Частота пульса, уд/мии
у мужчин До 75 До 85 До 05 Болес 95
у женщин До 80 До 90 До 95 Более 95
Артериальное дааление, мм
у мужчин До 120/80 До 130/85 До 140/85 Более 140/85
у женщин До 125/90 До 135/90 Более 135/90
Индекс напря жен ня До 150- 200 Более 200
Реакция на фи- зическую на- грузку Нормото- пическач Гиперто- ническая Астеничес- кая или ДЙ сгонпческая
Превышение массы тела, кг + 10 кг +20 кг +30 кг Более +30 кг
Изменения ЭКГ Низкие зуб цы Т Нерезко выра женные изме- нения QRS и Т, единичные экстрасисто- лы Выражен- ные изме- нения ЭКГ, аритмии
Степень изме- нения БКГ (по Брауну) 0-1 1-2 2-3 3-4
Изменения СКГ Увеличе- ние ампли туда Снижение амплитуды, расширение AI
Примечание. В качестве дополнительных критериев исполь-
зовались данные анкетного опроса (заболеваемость, жалобы и др.).
В отдельных случаях этн данные имели самостоятельное значение для
постановки довозо логического диагноза.
259
рованию различных донозологических состояний (см.
главу 4) и данных сравнения результатов массовых и по-
вторных углубленных обследований одних и тех же лиц.
На первом этапе массовых прогностических обследо-
ваний подобный качественный подход к диагностике
донозологических состояний был вполне правомерным и
дал хорошие результаты. В качестве примера приведем
критерии распознавания донозологических состояний
(табл. 18), которые использовались при массовых про-
гностических обследованиях 2016 рабочих и служащих
завода «Сибсельмаш» в 1976—1977 гг. [108, 109], а так-
же результаты повторного углубленного клинического об-
следования 306 мужчин (рабочих и служащих), которое
проводилось Я- В. Поляковым [108] с целью постановки
диагноза в соответствии с нозологической классифика-
цией (табл. 19). Эти материалы дают возможность со-
поставить донозологические и нозологические диагнозы.
Наиболее частыми были заболевания атеросклерозом
и пневмосклерозом. Поскольку в нашей программе мас-
совых обследований состояние системы кровообращения
рассматривается как показатель адаптационных воз-
можностей целостного организма, распространенность
атеросклероза могла бы явиться ценным критерием эф-
фективности использованного алгоритма донозологиче-
ской диагностики.
В группе лиц со срывом адаптации выявлено в 2 ра-
за больше больных атеросклерозом, чем в группе с не-
удовлетворительной адаптацией, и почти в 6 раз больше,
чем в группе с удовлетворительной адаптацией (табл.
19). Диагноз атеросклероза у лиц с удовлетворительной
адаптацией не означает, что диагностический алгоритм
недостаточно эффективен. Латентные и скрытые формы
атеросклероза, как и его начальные стадии, могут про-
текать с полной функциональной компенсацией, без ка-
ких-либо нарушений адаптации организма к условиям
внешней среды. Это означает, что методы донозологи-
ческой диагностики, оценка степени адаптации могут
иметь важное- значение для -клиники (постановка так
называемого экологического диагноза). Известно, что
клинический диагноз должен быть этиопатогенетиче-
ским, функционально-морфологическим, указывать ста-
дию заболевания, содержать в себе прогноз [77]. Эколо-
гический аспект диагноза приобретает ведущее значение
в трудовой экспертизе, санаторно-курортной практике,
260
при планировании реабилитационных и профилактиче-
ских мероприятий.
Число лиц со срывом адаптации, признанных при
клиническом обследовании здоровыми, составило всего
2,8% (57,6 в группе с удовлетворительной адаптацией).
У значительного числа рабочих н служащих установле-
Таблица 19
Результаты повторного углубленного клинико-физиологического
обследования ЗС6 рабочих и служащих (мужчин)
Клинический {нозологический} диагноз, установленный при повторной обследовании Число лиц с данный нозологическим диагнозом, к от численности группы с соответствующей степенью адаптации
удовлетвори- тельная адаптации напряжение механизмов адаптении или неудовлетвори- тельная адап- плантации
Атеросклероз, ишемическая бо- лезнь сердца или гипертониче- ская болезнь 11,1 33,1 64,8
Пневмосклероз Н.1 25,8 14,1
Заболевания печени 4,0 3.7
Заболевания желчного пузыря 1,0 2,8 1.4
Язвенная болезнь 5,1 8,8 4.2
Заболевания почек 2.0 0,7 1.4
Ожирение — 0.7 1,5
Прочие заболевания 9,1 4,4 9,8
Здоров 57,6 20,0 2.8
ны различные хронические заболевания легких, печени,
желчных путей, желудка н почек. Характерно, что во
всех группах, независимо от степени адаптации, процент
таких лиц примерно одинаков (30—40). Это обстоятель-
ство, с одной стороны, указывает на необходимость даль-
нейшего совершенствования методов и алгоритмов до-
нозо логи ческой диагностики, а с другой, подтверждает
концепцию о более тесной связи адаптационных возмож-
ностей организма с состоянием системы кровообраще-
ния, чем с состоянием других систем.
На основе полученных результатов мы попытались
перейти от качественных критериев оценки состояний к
количественным. На первом этапе определяли частоту
261
тех или иных изменений в каждом из состояний и кон-
кретные диапазоны вариативности каждого из показате-
лей (или наиболее важных из них) при разной степени
адаптации организма к условиям среды. Б табл. 20 для
12 микропопуляций, различающихся по возрасту, полу и
профессии, представлен диапазон колебаний (М±гп) не-
которых физиологических показателей у лиц с удовлет-
ворительной адаптацией [50]. При анализе этих данных
обращает внимание отсутствие в большинстве случаев
достоверных различий между одними и теми же показа-
телями в разных возрастных п профессиональных груп-
пах. Такие различия чаще выявляются между группами
мужчин и женщин. Эти материалы еще раз подчерки-
вают важное значение исследований проблемы физиоло-
гической нормы с учетом состояния адаптационных ме-
ханизмов. В любой микропопуляции, однородной по воз-
растным, половым и профессиональным признакам, име-
ются лица с разной степенью адаптации к условиям сре-
ды. Как будет показано ниже, даже в молодом возрасте
*/4—*/з всех обследуемых обладают неудовлетворитель-
ной адаптацией организма к условиям среды, а в стар-
ших возрастных группах таких лиц до 50% и более. Это
обстоятельство следует учитывать при обследовании
здоровых людей и разработке соответствующих крите-
риев нормы и патологии.
Рассмотрим более подробно данные, представленные
в табл. 20. Возрастные различия достоверны только для
максимального и минимального артериального давления,
массы тела у женщин и спирометрии у мужчин. По ам-
плитуде сегмента 1К БКГ возрастное снижение выявля-
ется только у мужчин-рабочих и женщин-служащих, а
по амплитуде А1 СКГ — во всех группах. В группе жен-
щин-работниц среднего возраста отмечается достоверное
(по сравнению с более молодыми и более старшими
работницамп) уреженне частоты пульса, снижение удар-
ного объема, удлинение фазы изометрического сокра-
щения и укорочение периода изгнания; при этом отсут-
ствует заметное во всех остальных группах этого возра-
ста снижение амплитуды А1. Не углубляясь в обсужде-
ние этих безусловно интересных данных, отметим
отсутствие существенных изменений в основных показа-
телях уровня функционирования системы кровообраще-
ния: частоты пульса, артериального давления, ударного
объема.
262
Обсуждая возрастное увеличение артериального дав-
ления у женщин, более правильным было бы подчерк-
нуть наличие особенностей в двух микррпопуляциях: у
молодых женщин-работниц артериальное давление ниже,
чем у лиц в следующих возрастных группах, а у женщин-
служащих старшего возраста оно выше, чем в предыду-
щих возрастных группах. Эти данные коррелируют с
соответствующим снижением и увеличением массы тела,
поэтому можно думать об определенных эндокринных
механизмах наблюдаемых изменений. Наиболее важным
является факт достоверного возрастного снижения ам-
плитуды А1 СКГ у лиц всех групп. Хотя оно не всегда
сопровождается снижением амплитуды БКГ, но четко
отражает наличие пресбикардии [260] —возрастного
снижения сократительной способности миокарда. То, что
пресбикардия нс проявляется в показателях уровня
функционирования системы кровообращения, свидетель-
ствует о наличии достаточного функционального резерва
и удовлетворительной адаптации организма к условиям
среды.
Переходя к рассмотрению различных донозологиче-
ских состояний, логично было бы предположить, что чем
хуже адаптация организма к условиям окружающей сре-
ды, тем значительнее отличаются от нормы показатели
его функционального состояния. Очевидно, что и в каж-
дой из микропопуляций следует ожидать специфических
отклонений, т. е. симптоматика донозологических состоя-
ний должна быть неоднозначной. Это предположение
было проверено путем статистического анализа различий
среднегрупповых показателей в указанных 12 микропо-
пуляциях. Учитывали только достоверные (на уровне
95% значимости) отклонения среднегрупповых показа-
телей от соответствующих среднегрупповых значений
нормы у лиц с напряжением адаптационных механиз-
мов, неудовлетворительной адаптацией и срывом адап-
тации.
Все показатели разделили на две категории; 1) ха-
рактеризующие процессы преобразования энергии в мио-
карде (А1 СКГ и IK БКГ, степень отклонения БКГ);
2) характеризующие работу сердца как гемодинамиче-
ского насоса (частота пульса, артериальное давление,
ударный объем). Изменения показателей в каждой из
категорий были ранжированы по их патофизиологиче-
ской значимости;
263
Средние значения (по группам физиологических показателей в различных
Показатель । Группа
1 1 2-я | 3. " 1 5 я
Частота пульса, уд/мнн 77,6*1,7 72.0*1 Л 80.4+4.9 74.6*3,2 72.6±IJ 1
Артериальное дав- ление. мм рт. ст. максимальное 114,71+IX? 120,83*2,19 119,71 *3,56 117X6*2,-74 115,85+3.57 |
минниальное 75,85*1.08 80,91+2.06 .80,85+3.25 80.91+2,06 79,70*1.74
Ударный объем, мл 65,04*1X4 76,06+5,09 40.14*20.15 65,95*5,43 61.07*2,46
Минутный объем, мл 4359,5+161 5232*419 2672*147 4471+443 4109+204
ICT, с 0,063+0,002 0.054*0,006 0,119+0.041 0,063+0,016 0 065+0,003
ЕТ, С 0,257*0.004 0,276*0,009 0.261+0,006 0,260+0,009 0,244*0,003
AIA2, с 0,323*0,003 0.331 +0,007 0 325+0,009 0,326+0.005 0,317+0,003
МСП, % 38,0+0,7 38,0+1,7 37.5*1.3 36,8*1.4 35,3+ОХ
ИНМ. % 20,3+0,6 16,5+2/) 37,9*14.1 20,3*1.9 20,5*1,0
А1, мВ 17,37+1.75 12,00+2.17 15,14+2X1 14X6* 1,53 11.14+1X0
А2, мВ 11,62*1.60 5,58+0.76 5X0+1.00 7,25*1,41 6,42+1.92 1
AI/A2 1.95*0.19 2 35+0,33 3,62+0.58 2,42+0,30 2,09+0 2.
Степень отклонений СКГ 0,49+0,12 0,50*0,19 0,57+0,20 0,29+0,21 0,72*0,14
1к шах, “В 23,74+1,06 22,00*2,19 20,14*1,03 21.58*1,36 19,28+0.71
'mln, “В 8,91*0,58 8,00*0,86 6.42+0,71 8X0+0,56 7Х6±0.7, 1
Баллистический ин- декс (БИ) 0.38*0.02 0.36*0.03 0.32*0,01 0,39+0,02 0,39+0.01
Баллистическая сис- 0.25*0.008 0,26*0/505 0,22*0X08 0,25*0X05 0,25+0X04
Степень отклонения БКГ 0,4+0,09 0,6*0.17 0,4*0.11 0,25+0.13 0, - J.11
Масса тела, кс 67,41+1,40 74,06*3,69 73,10+4,47 74.06+3.69 72 1,91
Динамометрия, ис 43,4+1,6 43,8+1,9 39.7+3.5 43,5+1,6 44,7* 1 3
Спирометрия, л 4,43+0,10 4.06*0,18 3,57*0,28 5.1+0.14 4,48+0.12
Примечай и е. Характеристику групп см в табл 22
Таблица 20
никропопуляциях лиц с удовлетворительней адаптацией
7*7+29
83,0*4.2
<46+5,8
87 0+3.8
79Х*1Х
77Х*1,1
76.6*2 4
(13,27 ±2 Л
79,63+2.45
68,00+6.31
4509+453
0.064*0X07
0,265*0.009
0X28*0,005
36.1+1.0
19.7+2,4
11,90+2.06
7,36+1.54
227*0,57
0.81*0.26
24,36+1,79
7.36*0,92
0,30+0,02
0,24+0.008
0,64+0,25
70,62+3X8
44.0*3,0
4.00+0,10
104X0+1.37
72.40*1,12
72X6*6,78
5503*416
0.057+0,003
0,269*0,0(0
0,331*0X08
42.4+09
17,7+2.7
(0,20+1,74
5.00+1,04
2.18*0.22
0,60*0.24
18,00*3.37
7,19+1,77
0,34*0,06
0.24*0X11
1.1*0,39
66,72*5,(5
20,8*2,5
3.10*0,13
[16X0*3.74
93X0*5.31
59,56+3,38
4377*354
0,070+0,007
0,246+0,005
0,323+0,0(2
38,9+0.8
21,4+1.7
11X6*3.04
8X0+2.03
1.56+0X6
0,41*0,27
20X3+4.17
7.50*1.68
0.37+0.07
0,22*0X07
0,58+0.27
70,54*4.86
22,1+4,4
3.23*0,3!
(17,50+5,18
91,50*6,65
81,47*4.74
6232+960
0,047+0,007
0X85+0,01
0.339*0,0(4
35,1+4.2
13,8+1,7
7X0*1.29
3.50+0,64
2,13+0.44
0.75*0,47
20,00+2,12
6,75+1,10
0X3*0,03
0,23+0,005
0,62*0,37
77.84*7,17
21,2*4,7
3X0*0,36
102,37*1.67
70X2*1X0
62,63*4.90
4657*414
0.067+0.005
0,253*0X07
0,317+0.003
40,4*ОХ
2tX*2,0
12.40*1X0
7.93*0,74
1,82*0,20
2,60*0,26
20.93+0.84
6.19*0X7
0,50+0,01
0,24+0,003
0,50*0,09
56,18*1X8
(9,7*0,6
3X0*0,05
(06X9*1,45
74,(0* 1X2
68,53*4,71
5056+334
0,063+0,008
0X65*0,006
0,330*0,004
40,0+0,5
19.0*1,7
9,89*0,77
6,38*0,57
1,75+0,12
3X0*0,24
(9X5+0,92
5Х7±0Х5
0,30*0.01
0X4+0X05
0,82*0,10
58,07*1X0
24,4*1,6
3.09+0,10
120X6*4X4
79,16*4.03
69.19*4 86
5016*427
0,064+0.005
0,269*0,007
0.335+0.004
40,4+4.6
19,4+1 8
7.65*1.17
3X6*0.55
2,16*0.26
2.58*0,17
15,33+1,99
3,83+0.94
0.25+0.03
0,22+0.013
1.04+0.39
69,21*3.08
24,6*2,4
3,06*0.23
10 О М Баевский
Условное
обозначение
Характер изменений
Л Изменение формы БКГ-комплексов
Б Снижение амплитуды БКГ или увеличение амплитуды
СКГ (уменьшение внешней работы сердца или увеличе-
ние общей работы)
В Одновременное увеличение общей работы и снижение
внешней работы сердца
Г Одновременное снижение общей и внешней работы
сердца
1 Изменение фаз сердечного цикла или (и) ударного
объема
2 Изменение частоты пульса
3 Изменение артериального давления
В табл. 21 представлены синдромы донозологических
состояний для каждой из 12 микропопуляций. Синдром
как сумма симптомов (признаков) формировался путем
анализа статистически достоверных отклонений каждо-
го показателя от значений нормы. Буквами (А, Б, В, Г)
обозначены признаки, связанные с изменениями про-
цессов преобразования энергии в миокарде, а цифрами
(1, 2, 3) —признаки, связанные с изменениями работы
сердечного «насоса». Следует отметить, что попытка по-
строить донозологические синдромы предпринимается
впервые и имеет принципиальное значение, поскольку
если удастся приблизиться к синдромальной схеме
процесса адаптации микропопуляций, то это существен-
но повысит эффективность методов прогностической
оценки состояний на грани нормы и патологии. Пред-
ставленные синдромы построены на основании ограни-
ченной информации и основаны на учете состояния об-
мена энергии. Расширение объема диагностической ин-
формации, в частности исследование не только уровня
функционирования организма, но и степени напряжения
регуляторных систем, может сделать синдром а льную
донозологическую диагностику важным инструментом
прогнозирования состояний. В данном случае мы можем
выделить следующие виды синдромов:
—• функциональная недостаточность миокарда с со-
судистым (А-3), сердечным (А-1) или смешанным (А-3;
А-23) компонентами компенсации;
266
— начальная стадия энергетической недостаточности
миокарда с сосудистым (Б-3), сердечным (Б-2) или сме-
шанным (Б-12, Б-13, Б-123) компонентами компенсации;
— энергетическая недостаточность миокарда в ста-
дии компенсации с сердечной (В-1. В-12) или смешанной
(В-13) реакцией;
Таблица 21
Синдромы донозологических состояний в разных микропопуляциях
Группа (микропопуляиия! Степень адаптации
«даптвции
механизмов адаптации ригельная | адаптация |
МужчиньГ-рабочие
1-я — до 25 лет Б-12 Б-123 В-13
2-я — 26—40 лет Б-12 Б-123 Б-123
3-я — старше 40 лет А-1 В-2 Б-13
Мужчины-служащие
4-я — до 25 лет А-3 А-13 Б-13
5-я — 26—40 лет А-3 Б-12 Б-13
6-я—старше 40 лет А Б-3 Б-3
Женщияы-рабочие
7-я — до 25 лет А-3 А-13 Г-23
8-я — 26—40 лет А-23 А-2 Г-23
9-я — старше 40 лет В-12 В-1 Б-3
Женщины-служащие
10-я — до 25 лет А-3 А-3 А-13
11-я— 26—40 лет А Б-123 Б-23
12-я— старше 40 лет А А А-3
— энергетическая недостаточность в стадии деком-
пенсации (Г-23).
Указанные синдромы в определенной степени соот-
ветствуют описанным в литературе стадиям или этапам
адаптации сердечно-сосудистой системы к экстремаль-
ным воздействиям. Так, предложено различать три ста-
дии перестройки сердечной деятельности [185]: включе-
ние оперативных экстракардиальных механизмов ком-
пенсации; одновременное действие экстра- к интракар-
диальных механизмов; преимущественное действие
интракардиальных механизмов в фазе устойчивой адап-
Ю*
267
тации. Ф. 3. Меерсон [163] также рассматривает три
стадии адаптации сердечной деятельности к действию
факторов внешней среды (аварийную стадию, стадию
относительно устойчивой адаптации и стадию локаль-
ного изнашивания систем), которые отражают реакцию
генетического аппарата клетки на длительное увеличение
функции. По нашему мнению, эти классификации можно
использовать при синдромальной донозологической диа-
гностике. Первые три из описанных выше синдромов со-
ответствуют трем стадиям адаптации согласно первой
классификации, а последние три — трем стадиям клас-
сификации Ф. 3. Меерсона.
На основе указанных синдромов рассмотрим особен-
ности донозологических состояний в различных микропо-
пуляциях (см. табл. 21).
Напряжение механизмов адаптации про-
является наиболее однотипно в разных микропопуля-
циях. В девяти из них этот процесс протекает по типу
функциональной недостаточности миокарда, чаще с со-
судистым компонентом компенсации. Сосудистые реак-
ции в виде повышения артериального давления выявля-
ются у лиц моложе 25 лет. У людей старше 40 лет нап-
ряжение механизмов адаптации характеризуется только
изменением формы БКГ без каких-либо других отклоне-
ний. Однако у женщин-работниц старшего возраста, а
у мужчин-рабочих в возрасте до 25 лет и 26—40 лет в
этом состоянии наблюдается энергетическая недостаточ-
ность миокарда в начальной стадии с сердечным, а в
последнем случае и с сосудистым компонентами. Более
высокую реактивность у лиц этих групп нельзя объяс-
нить в рамках информации, которой мы в данный мо-
мент располагаем.
Неудовлетворительная адаптация орга-
низма к условиям среды проявляется в разных микропо-
пуляциях различно. У молодых людей в этом состоянии
наблюдаются синдромы, почти аналогичные тем, кото-
рые выявлялись при напряжении механизмов адаптации.
У-лиц среднего возраста (за исключением женщин-ра-
ботниц) к этим симптомам присоединяется повышение
артериального давления или учащение пульса, появля-
ются изменения амплитуды БКГ. В старшем возрасте у
обследуемых всех групп, кроме женщин-служащих, по-
является энергетическая недостаточность как в началь-
ной стадии, так и в стадии компенсации.
268
Срыв адаптации в большинстве микропопуля-*
ций связан с явлениями дефицита энергетических ресур-
сов миокарда. У женщин-работниц молодого и среднего
возраста этот дефицит, по-видимому, не компенсируется
соответствующей активацией генетического аппарата
миокардиальных клеток (стадия локального изнашива-
ния систем, по классификации Ф. 3. Меерсона). является
патогенетической основой некоторых форм диабета, ги-
пертонии и недостаточности сердца. У женщин служа-
щих срыв адаптаций характеризуется компенсированны-
ми типами энергетической недостаточности миокарда,
что ведет к развитию в дальнейшем иных, чем у женщин-
рабочих, нозологических форм заболеваний.
Таким образом, анализ синдромов донозологических
состояний у разных микропопуляций показывает, что
функциональные изменения миокарда без энергетиче-
ской недостаточности при напряжении механизмов адап-
тации выявляются в большинстве обследуемых групп.
При неудовлетворительной адаптации признаки энерге-
тической недостаточности миокарда и функциональные
изменения наблюдаются примерно в равном числе слу-
чаев. При срыве адаптации чаще преобладают синдромы,
связанные со снижением внешней, а иногда и общей
работы сердца, что свидетельствует о дефиците богатых
энергией фосфорных соединений и снижении интенсив-
ности функционирования структур. Эти изменения, обна-
руживаемые при исследовании сократительной способ-
ности сердца, отражают реакцию целостного организма
на воздействие факторов внешней среды и являются
результатом долговременной адаптации организма. Энер-
гетические изменения в миокарде предшествуют сниже-
нию его сократительной функции и развитию гемодина-
мических и метаболических сдвигов. При массовых
прогностических обследованиях применение соответст-
вующих методических подходов и способов анализа
информации позволяет не только выявить донозологиче-
ские состояния, предшествующие развитию патологии,
появлению болезней, по и определить наиболее вероят-
ную направленность процессов адаптации, их выражен-
ность и вероятные исходы для каждой микропопуляции.
В табл. 22 представлена структура здоровья у 1736
рабочих и служащих завода «Сибсельмаш» [109]. Из
приведенных данных видно, что с возрастом число лиц
со срывом адаптации четко увеличивается независимо
269
от пола и профессии. В среднем срыв адаптации выяв
ляется в возрасте старше 40 лет примерно у каждого
третьего, в возрасте 26—40 лет у каждого восьмого, а
у Лиц моложе 25 лет у одного из 20 обследованных
Таблица 22
Структура здоровья рабочих и служащих завода «Сибсельмаш»
(г. Новосибирск) по результатам массового прогностического
обследования
Группа обследо- вапеых Распределение лип па степени адаптации, % к общему числу
удовлетво- рительная адаптации напря- жение низмов адапта- неудоэлет- воритель- адаптвиия
Мужчины-рабочие
до 25 лет 124 30,0 40,3 25,3 1.0
26—40 лет 142 7,7 35,2 45.8 11,3
старше 40 лет 204 3,9 17,6 38,7 39,8
Мужчины-служащие
до 25 лет 43 34,9 27,9 32,6 4,6
26—40 лет 137 27,0 32,8 31,4 18,8
старше 40 лет 90 14,4 13,3 38,9 38,4
Женщины-рабочие
до 25 лет 36 16,7 50,0 27,8 5,5
26—40 лет 67 10.4 35,8 44.8 9,0
старше 40 лет 71 5,6 8,4 53.5 32,5
Женщины-служащие
до 25 лет 185 25,9 41,1 23,8 9,2
26—40 лет 361 15,2 37,1 37,1 10,6
старше 40 лет 276 3,3 23,6 40,6 32,5
(у женщин-служащих в одном из 10 случаев). По на-
шему мнению, наиболее важно выявление среди практи-
чески здоровых людей до 40% лиц с неудовлетвори-
тельной адаптацией. Эта группа самая многочисленная
и даже среди молодых людей таких лиц 23—32%. По-
скольку люди с неудовлетворительной адаптацией — по-
тенциальные пациенты медсанчастей, поликлиник и
270
больниц, то на них следует обратить особое внимание.
Если при срыве адаптаций можно, как правило, уста-
новить нозологический диагноз или диагностически опре-
деленное преморбядпое состояние, то неудовлетвори-
тельная адаптация чаще всего проявляется неспецифи-
ческими изменениями. Поэтому первичная профилактика
у лиц этой группы должна основываться на выявлении
факторов риска и использовании соответствующих реко-
мендаций. Эти люди нуждаются в систематическом дис-
пансерном наблюдении, регулярном плановом медицин-
ском обследовании. При интенсивном проведении про-
филактических мероприятий именно у людей этой группы
можно достигнуть значительного снижения заболеваемо-
сти и повышения производительности труда на промыш-
ленных предприятиях.
Напряжение механизмов адаптации наблюдается у
40—50% молодых людей. Это весьма неблагоприятный
в прогностическом отношении показатель, так как у
этих лиц в последующие годы, если не проводить соот-
ветствующие оздоровительные и профилактические ме-
роприятия, может наступить перенапряжение и истоще-
ние регуляторных систем со снижением адаптационных
возможностей организма. В среднем возрасте состояние
напряжения механизмов адаптации выявляется пример-
но у Уз всех обследованных. У лиц в возрасте старше
40 лет это состояние наблюдается в 13—17% у мужчин
и в 8—23% случаев у женщин (у 8% женщин-работниц,
которые быстрее переходят в группу с неудовлетвори-
тельной адаптацией, составляющую до 53,5%). Таким
образом, удовлетворительная адаптация — удел немно-
гих людей старшего возраста, даже в среднем и моло-
дом возрасте число лиц с удовлетворительной адапта-
цией составляет Уз—’/ю популяции.
Итак, структура здоровья свидетельствует о состоя-
нии популяции на текущий момент и имеет прогности-
ческий смысл. Прежде всего следует подчеркнуть прин-
ципиальное различие понятий «структура здоровья» и
«структура заболеваемости». Структура заболеваемо-
сти отражает распределение по классам Международ-
ной номенклатуры болезней диагнозов, установленных
по учету обращаемости населения в медицинские уч-
реждения или по листкам нетрудоспособности. Эти
Данные позволяют разрабатывать и проводить соответ-
ствующие профилактические и санитарно-гигиениче-
271
ские мероприятия, направленные на снижение заболе-
ваемости. Однако заболеваемость — это только види-
мая, «надводная часть айсберга». В результате
массовых прогностических обследований мы получаем
возможность измерить и невидимую «подводную
часть», т. е. более детально оценить состояние здоровья
тех людей, которых при медицинских осмотрах и дис-
пансеризации обычно относят к числу практически здо-
ровых Борьба с заболеваемостью часто не приводит к
ее снижению потому, что развиваются заболевания у
части людей, которых до того относили к категории
практически здоровых.
В качестве примера, иллюстрирующего связь доно-
зологических состояний и заболеваемости, рассмотрим
данные, полученные при обследовании 1200 работниц
и инженерно-технических работников на заводе «Эк-
ситон» в г Павловский-Посад [Б1]. В. А. Белокопытов
подробно изучил заболеваемость указанных лиц за
2 года, предшествующих периоду массовых обследова-
ний. Он определил раздельно для каждой из выделен-
ных по степени адаптации групп общее число дней
нетрудоспособности (рис. 31а) и число дней нетрудо-
способности при острых респираторных и сердечно-со-
судистых заболеваниях (рис. 316). Все возрастные
группы четко отличаются по показателям общей забо-
леваемости между всеми соседними группами. Чем ни-
же степень адаптации организма, тем выше заболевае-
мость, при переходе от состояния нормы (3) к состоя-
нию напряжения механизмов адаптации (Ж1), затем к
состоянию неудовлетворительной адаптации (Ж2) и,
наконец, к срыву адаптации (К) число дней нетрудо-
способности четко возрастает. В контрольной группе
(К), не подвергавшейся массовому обследованию, чис-
ло дней нетрудоспособности приблизительно соответст-
вует средней заболеваемости, характерной для данной
возрастной группы.
Разделение микропопуляции на группы с разной
степенью адаптации к условиям среды дает возмож-
ность прогнозировать число дней нетрудоспособности в
каждой из них как определенный процент от общей
заболеваемости. Так, для лиц в возрасте 26—40 лет
общую заболеваемость (X) можно выразить через чис-
ло дней нетрудоспособности на каждых 100 работаю-
щих следующим образом:
272
a — общая заболеваемость; б — заболеваемость по классу сердечно-сосудис-
тых (заштриховано) и острых респираторных заболеваний По оси орди-
нат — число дней нетрудоспособности на 100 работающих. Объяснение см в
Х=0,35 К+0,29 Ж2+0.19 Ж1+0.17 3,
ГДЕ К, Ж2; Ж1 и 3 — группы лиц с соответствующими донозоло-
гическими состояниями.
При сравнении общей заболеваемости в два следу-
ющих года (1976 и 1977 гг.) оказалось, что различия
Между числом дней нетрудоспособности были незначи-
тельны. Следовательно, с помощью приведенной фор-
мулы можно прогнозировать вероятную заболевае-
мость в зависимости от степени адаптации организма-
273
Для каждой популяции при характерных условиях
среды, особенностях производства и климато-географи-
ческих условиях, так же как и для каждой возрастно-
половой группы, должны существовать свои соотноше-
ния между заболеваемостью и степенью адаптации.
Изучение этих соотношений может создать важный
источник информации, необходимой для разработки
профилактических мероприятий.
Поскольку предложенная система массовых прогно-
стических обследований основана преимущественно на
использовании кардиологических методик, с ее помо-
щью можно дифференцировать состояния, связанные с
реакцией сердечно-сосудистой системы на воздействие
факторов среды. Так, в старшей возрастной группе
различие между группами лиц с удовлетворительной и
неудовлетворительной адаптацией и срывом адаптации
по числу дней нетрудоспособности (см. рис. 316) в свя-
зи с сердечно-сосудистой патологией весьма велико
(31, 142 и 507 дней на 100 работающих). Если же
сравнивать эти группы по числу дней нетрудоспособно-
сти в связи с острыми респираторными заболеваниями,
то различия незначительны (329, 465 и 455 дней на
100 работающих). Однако уже то, что при обследова-
нии практически здоровых людей удается выявить поч-
ти на 50% более высокую заболеваемость острыми
респираторными заболеваниями у лиц с неудовлетво-
рительной адаптацией, свидетельствует о довольно вы-
сокой чувствительности описанного комплекса (преиму-
щественно кардиологических) методик также и к не-
специфическим реакциям организма. Дальнейшее со-
вершенствование системы массовых прогностических
обследований должно быть направлено на расширение
спектра выявленных отклонений адаптационной дея-
тельности, включая снижение иммунозащитных свойств
организма, генетические дефекты и др.
О том, что болезнь является результатом полома
адаптационного механизма, известно давно, однако
только в настоящее время на основе современных до-
стижений медицины, физиологии и биокибернетики
удалось разработать методологию распознавания и
оценки донозологических состояний, разных стадий
адаптационного процесса Поэтому оказалось возмож-
ным разделить группу практически здоровых людей на
более мелкие подгруппы, выделить лиц с различной
274
степенью адаптации к окружающей среде. Это откры-
вает принципиально новый путь в организации борьбы
с заболеваемостью. Представленные данные свидетель-
ствуют о том, что люди здоровы по-разному; они как
бы находятся на разном отдалении от вероятного сры-
ва адаптации, возможного развития болезни. Структу-
ра здоровья показывает, как протекает процесс адап-
тации к окружающей среде в данной микропопуляции.
Если только лечить заболевания, не проводя специаль-
ных профилактических и оздоровительных мероприя-
тий среди тех, кто сегодня еще относится к категории
практически здоровых, то заболеваемость в целом не
снизится. На основании анализа структуры здоровья
можно рассчитать, сколько новых больных можно
ожидать в ближайшем и отдаленном будущем. Такой
расчет особенно важен для прогнозирования трудовых
ресурсов промышленного предприятия, при составле-
нии перспективных планов на &—10 и 20 лет. Напри-
мер, при сравнении двух предприятий трудовые ресур-
сы больше па том из них, на котором работает меньше
лиц с напряжением адаптационных механизмов и не-
удовлетворительной адаптацией в средней возрастной
группе и особенно среди лиц моложе 25 лет.
Результаты массовых прогностических обследова-
ний рабочих и служащих на промышленном предприя-
тии позволяют осуществить долгосрочный прогноз со-
стояния здоровья популяции и трудовых ресурсов.
Они открывают возможность принципиально нового
подхода к снижению заболеваемости и увеличению
производительности труда путем целенаправленного
воздействия на определенные группы людей, ведущего
к повышению адаптационных возможностей организма
и предотвращению развития заболеваний Силы и
средства системы здравоохранения могут использовать-
ся более рационально и эффективно, а массовые про-
гностические обследования дадут значительный эконо-
мический эффект. Не менее важна и индивидуальная
оценка состояния здоровья каждого из обследованных.
Люди привыкли обращаться к врачу только по поводу
заболевания. Современные методы диспансеризации
Даже при всеобщем охвате направлены на выявление
скрытых или хронических форм заболеваний или же
заболеваний, которые до того были неизвестны самому
пациенту. Нелегко изменить психологию людей и убе-
275
дить их пересмотреть свое отношение к болезни и здо-
ровью, Однако накопленный нами опыт показывает, что
рабочие и служащие на предприятиях с большим вни-
манием относятся к идее определения «стоимости» здо-
ровья («цены» адаптации).
Особенно наглядной и доходчивой является схема
«Светофор». Целенаправленное использование таких
средств, как создание групп здоровья, туризм, профи-
лактории, лечебное питание, регламентация режима
труда и отдыха, борьба с вредными привычками н
другие, не только может существенно изменить струк-
туру здоровья популяции, но и значительно повысить
адаптационные возможности каждого отдельного ин-
дивидуума
Проблема массовых прогностических обследований
имеет как теоретические, так и прикладные аспекты.
Массовые прогностические обследования могут быть
обеспечены созданием крупных автоматизированных
диспансеров с высокой пропускной способностью, в ко-
торых можно проводить периодические «просмотры» все-
го здорового населения [103]. Для этих целей нужны
специализированные медицинские информационные си-
стемы (МИС), предназначенные для обработки и хра-
нения больших объемов информации. Накопленный опыт
разработки таких систем [96] показывает, что сущест-
вуют два пути: создание автономных типовых центров
на каждом предприятии или в учреждении и создание
единого центра, обслуживающего различные пункты че-
рез соответствующие конечные устройства сбора и ана-
лиза данных, связанные по телефонным, телеграфным
или телетайпным каналам. В области сбора и анализа
первичной информации для массовых обследований сде-
лано чрезвычайно немного. Основное внимание обраща-
ется на автоматизацию анализа ЭКГ [15, 131, 145, 177].
Наш опыт многопланового автоматизированного анализа
кардиологической информации в системах массового об-
следования [33] показал, что с помощью малых вычи-
слительных машин (мини-ЭВМ) можно обеспечить
обработку в реальном масштабе времени одновременно
нескольких физиологических параметров. Создание со-
ответствующей специализированной аппаратуры для
массовых обследований в настоящее время является
одной из важных научных и практических задач.
Заключение
Прогнозирование состояний на грани нормы и пато-
логии является комплексной медико-биологической
проблемой. Мы осветили только один аспект этой про-
блемы, связанный с методологией и практикой прогно-
стических обследований в прикладной физиологии и
профилактической медицине. Речь вдет об исследова-
нии практически здоровых людей, находящихся в обыч-
ных производственных и бытовых условиях, физиче-
ские и умственные нагрузки составляют основу повсе-
дневной деятельности каждого человека. Степень его
адаптации к условиям окружающей среды является
результатом взаимодействия эизо- и эндогенных факто-
ров. Об этом свидетельствуют данные, представленные
в разделах, посвященных вопросам прогнозирования
физических возможностей и умственной работоспособ-
ности, а также массовым прогностическим обследова-
ниям рабочих и служащих на промышленных предпри-
ятиях. При этом обсуждались и некоторые погранич-
ные проблемы: с одной стороны, проблема предболезни
и ранней диагностики заболеваний, с другой — проблема
профотбора и профессиональной специализированной
подготовки отдельных групп людей.
Пользуясь условной терминологией системы «Све-
тофор», можно обозначить область проведенных нами
исследований как изучение «желтой» зоны здоровья.
Это так называемые донозологические состояния [41 ],
разграничивающие норму («зеленая зона») и пато-
логию («красная» зона). По классификации Галена —
это третье состояние человеческого тела, которое не
есть ни здоровье, ни болезнь. Мы полностью разделяем
мнение И. И. Брехмана [61] о том, что в «третьем про-
межуточном состоянии между здоровьем и болезнью
находится большинство людей. Состояние это длится
годами, десятилетиями, а иногда и всю жизнь. Из это-
го состояния проистекают все болезни. Наконец, люди
работают в этом состоянии, но, конечно, менее эффек-
тивно, чем здоровые лица. Снижение числа людей, на-
ходящихся в этом состоянии,— сверхзадача медицин-
ской и биологической науки».
Третье состояние неоднородно. Составляющие его
донозологические компоненты представляют собой ряд
последовательных стадий адаптационного процесса,
различающихся по уровню функционирования основ-
ных систем организма, степени напряжения механиз-
мов регуляции и функциональному резерву. В области
донозологических состояний мы выделяем две зоны Ж1
я Ж2, т. е. состояние напряжения адаптационных меха-
низмов и состояние неудовлетворительной адаптации.
Каждое из этих состояний было детально рассмотрено
на основе анализа конкретного материала. В отличие
от нозологического диагноза донозологический диагноз
в большей мере отражает неспецифический компонент
реакции организма на различные воздействия, чем
специфический. Особенно это характерно для состоя-
ния напряжения адаптационных механизмов. В состоя-
нии неудовлетворительной адаптации уже начинают
выявляться специфические компоненты реакции, кото-
рые усиливаются по мере перехода от напряжения к
перенапряжению механизмов регуляции, а затем к их
истощению. Специфические компоненты реакции ста-
новятся преобладающими в стадии гомеостатических
нарушений при развитии преморбидпых состояний, на
границе донозологических состояний с нозологически-
ми формами патологии. Эта область пограничных со-
стояний заслуживает особого внимания, ее изучение
является частью весьма актуальной в настоящее время
проблемы предболезни. Учитывая специфику премор-
бидных состояний, доклинических форм заболеваний и
их ранних стадий в области патологии («краспая» зо-
на), целесообразно различать две зоны К1 и К2.
Что касается границы между донозологическими
состояниями и зоной здоровья («зеленая» зона), то в
этом случае надо выделить две зоны 31 и 32. Зона
31—это функциональный оптимум, характеризуемый
удовлетворительной адаптацией к условиям среды при
минимальном напряжении регуляторных механизмов и
достаточном функциональном резерве, а 32 — это со-
стояние неустойчивой вли неполной адаптации орга-
278
низма со сниженными резервными возможностями. Та-
кие состояния являются результатом возрастной адап-
тации, следствием климатической и временной адапта-
ции, итогом чрезмерных нагрузок в спорте, трудовой
деятельности и др. Выделение двух зон здоровья (31 и
32), по-видимому, перспективно для физиологии труда
и спорта, профотбора, прикладной физиологии, трудовой
экспертизы.
Таким образом, мы по существу возвращаемся к
предложенной еще Авиценной [6] классификации сте-
пеней здоровья и болезни; 1) «Тело здоровое до преде-
ла»—31; 2) «Тело здоровое, но не до предела» — 32;
3) «Тело не здоровое, но и не больное» — Ж1; 4) «Те-
ло в хорошем состоянии, быстро воспринимающее здо-
ровье»—Ж 2; 5) «Тело больное легким недугом» — К1;
6) «Тело больное до предела» — К2. Естественно, что
современное понимание каждого из этих состояний
принципиально отличается от наивных представлений
древней медицины. Однако следует еще раз обратить
внимание на то, что в этой классификации только два
состояния из шести являются объектом существующей
системы медицинского обслуживания населения — это
нозологические формы патологии и в какой-то мере
состояния предболезни. В спорте, авиации и космонав-
тике прилагаются определенные усилия в направлении
исследования и диагностики состояний функционально-
го оптимума, специфичных для данного вида деятель-
ности, т. е. делается попытка разделить зоны здоровья
31 и 32. Донозологические состояния, пограничные
между здоровьем и болезнью, нормой и патологией,
в настоящее время достаточно серьезно не исследу-
ются.
По полученным нами данным, в «желтой» зоне здо-
ровья, на грани нормы и патологии, находится от 50
до 80 % рабочих и служащих, а это означает, что сущест-
вует реальная возможность оздоровления таких коллек-
тивов, снижения заболеваемости, повышения производи-
тельности труда, так как весь комплекс социально-эконо-
мических и медико-профилактических мероприятий может
быть целенаправлен на этих людей. Массовые обследо-
вания позволяют строить долгосрочные прогнозы здоро-
вья для отдельных популяций и микропопуляций. Приме-
нительно к каждому индивидууму необходимы также
среднесрочные и краткосрочные прогнозы. Следует еще
279
раз подчеркнуть, что основой выдвинутой нами прогно-
стической концепции являются распознавание донозоло-
гических состояний и определение тенденции их измене-
ния в сторону нормы или патологии. Главный методо-
логический принцип состоит в использовании сердечно-
сосудистой системы в качестве индикатора адаптаци-
онных реакций целостного организма. Теоретический
базис всех концептуально-методологических построе-
ний заключается в представлениях о том, что измене-
ния обмена информацией и энергией в организме пред-
шествуют метаболическим и структурным нарушениям,
которые лежат в основе современной нозологической
классификации заболеваний. Что же касается практи-
ческой реализации указанных принципов для решения
тех или иных прогностических задач, то в книге пред-
ставлены далеко не оптимальные их варианты, по-
скольку реальные возможности не всегда соответству-
ют желаемому и обычно отстают от уровня теоретиче-
ских представлений.
В заключение рассмотрим основные направления и
проблемы дальнейшего развития исследований в обла-
сти прогнозирования состояний на грани нормы и па-
тологии. Можно выделить три таких области: 1) изу-
чение состояний при переходе от функционального оп-
тимума к неполной или недостаточной адаптации орга-
низма к факторам среды; 2) изучение собственно до-
нозологических состояний, условий развития гомеоста-
тических нарушений, возникающих в результате пере-
напряжения и истощения регуляторных механизмов;
3) изучение нозологических форм патологии в плане
адаптации организма к социальным и трудовым на-
грузкам (экологический диагноз). Каждая из этих об-
ластей имеет наиболее актуальное значение для опре-
деленных разделов медицины и физиологии. В каждом
таком разделе существуют свои специфические требова-
ния к задаче прогнозирования состояний. Несомненно,
что описанные методы лишь частично удовлетворяют
этим требованиям и нуждаются в дальнейшем усовер-
шенствовании и развитии.
Литература
1. Ленин В. И. Поли. собр. сон. Изд. 5-е, т. 38, с. 358—359.
2. Маркс К- Соч, Изд. 2-е, т. 23, с. 178.
3. Маркс К. и Энгельс Ф. Соч. Изд. 2-е, т. 1, с. 64.
4. Маркс К- и Энгельс Ф. Соч. Изд. 2-е, т. 13, с. 7.
5. Энгельс Ф. Диалектика природы. М., Гос. изд. политической
лит., 1950, с. 224
6. Авиценна. Канон врачебной пауки. Ташкент, 1954.
7. Авцын А. Й Адаптация и дизадаптация.— «Клин, мед,», 1974,
№ 5, с. 3—15.
8. Агаджанян Н А. Биологические ритмы, М., «Медицина», 1966.
9. Адаптация. БСЭ, 1969, т. I, с. 216.
10. Адо А. Д. Методологические принципы построения современной
теории патологии.— В ки.: Философские и социально-гигиениче-
ские аспекты учения о здоровье и болезни. М., «Медицина», 1975,
с. 94—136.
11. Адо А. Д., Царегородцев Г. И. Борьба материализма и идеализ-
ма в учении о здоровье и болезни человека. М., «Медицина»,
1970.
12. Алексеев Д. А. Регионарная гемодинамика при аптиортсстатиче-
ских воздействиях различной интенсивности. Автореф. дис. канд.
М., 1974.
13. Альхияоеич В. М. Методические особенности реографического
исследования резервов сократительной функции сердца. Авго-
реф. дис. капд. Минск, 1977.
14. Алякринский Б. С Основы научной организации труда и отдыха
космонавтов. М., «Медицина», 1975.
15. Андреев Н. А., Фельдмалис А. Э, Стрелков М. М-, Орлова Ю. В.
Автоматизированный аппаратурный комплекс дли целенаправ-
ленных массовых осмотров населения — В кн.: Теория и прак-
тика автоматизации электрокардвологических и клинических ис-
следований. Каунас, 1977, с. 138—139.
16. Анохин И. К. Опережающее отражение действительности,—
«Вопр, философ », 1962, № 7, с. 175.
17. Анохин П. К. Общие принципы формирования защитных при-
способлений организма.— «Вести. АМН СССР», 1962, № 4,
с. 16—20.
18. Анохин И. К. Принципиальные вопросы общей теории функцио-
нальной системы.— В кн.: Принципы системной организации
функций. М, «Наука», 1973, с, 5—61
19. Антомонов Ю Г. Моделирование биологических систем. Киев,
«Наукова думка», 1977.
20. Антонец В. А, Баевский Р. М. Спектральная сейсмокардиогра-
фия.— В кн.: Теоретические и прикладные аспекты анализа вре-
менной организации биоспстем М., «Наука», 1976, с. 162—173.
281
21. Асланян Н. А, Суточный ритм натрия, калия слюны и его из-
менения под влиянием АКТГ, ДОКСА, курения у больных ги-
пертонической болезнью.— «Экспер. и клин, мед.», 1966, № 2,
С. 39—45.
22. Ахутин В. М., Гуревич О. И., Комаров Б. Д. и др. Опыт стати-
стического изучения при помощи ЭВМ больших массивов исто-
рий болезни для получения прогностических таблиц исхода
травм грудной полости.— «Биол. и мед. киберн.» ч. 4, М., 1974,
с. 20—26.
23. Ахутин В. М„ Комаров Б. Д-, Кузьмичев А. П. и др. Прогнози-
рование исхода травм брюшной полости при помощи ЭВМ.—
«Биол. и мед. киберн.», ч. 4. М., 1974, с, 27—31.
24. Бабкин Б. П. Секреторный механизм цигцезарительных желез.
Л., Медгиз, 1960.
25. Баевский Р. М. К проблеме прогнозирования состояния человека
в условиях длительного космического полета.— «Физиол. жуои.
СССР», 1972, № 8, с. 819—827.
26. Баевский Р. М. К проблеме оценки степени напряжения регуля-
торных систем организма.— В кн.: Адаптация и проблемы об-
щей патологии. Новосибирск, 1974, т. 1, с. 44—48.
27. Баевский Р. М. Временная организация функций и адаптацион-
но-приспособительная деятельность организма.—В кн.: Теоре-
тические и прикладные аспекты анализа временной организации
биосистем. М., «Наука», 1976, с. 88—111.
28. Баевский Р. М. Кибернетический анализ процессов управления
сердечным ритмом.— В ки : Актуальные проблемы физиологии
и патологии кровообращения. М., «Медицина», 1976, с 161—175.
29. Баевский Р М, Александрова К- А. Опыт массового баллисто-
кардиографического исследования лиц умственного труда.—
В кн.: Физиология труда. М, 1973, с. 34—35.
30. Баевский Р. М., Березина Г. А., Душков Б А. и др. Исследова-
ние работоспособности человека-оператора при 64 часовом ли-
шении сна.— «Космическая биол.», 1969. № 3, с. 53—61.
31. Баевский Р. М, Берсенева А П. Возрастные особенности функ-
ции сердца.—В ки.; Труды Волгоградского медицинского ин-
ститута. 1968.
32. Баевский Р. М., Берсенева А П, Домахина Г. М., Хозяино-
ва Е. В. Опыт массовых прогностических обследований сердеч-
но-сосудистой системы — В кн Состояние и перспективы разви-
тия медипикской техники М., ВНМТО, 1975, с. 27—29.
33. Баевский Р. М.г Берсенева А. Й., Калантар В. А. Результаты
автоматического анализа сердечного ритма при проведении мас-
совых обследований.— В кн.: Теория и практика автоматизации
электрокардиологических и клинических исследований. Каунас,
1977, с. 86—90.
34. (Баевский Р М, Богоявленский Е. И., Попенченко В. В.). Ва-
evsky R. М, Bogoyavlensky Е. N., Popenchenko V. V. Prognostic
importance of ballistocardiography mass examinetion of young
people.— «Bibl. Cardiol.», 1974, N 33, p. 46—49.
35. Баевский P. M.f Богоявленский E. H., Йопенченко В. В., Хозяи-
нова Е. В. Состояние сердечно-сосудистой системы и физическая
тренированность студентов по данным массового обследования
Студентов.— В ки.: Функциональные особенности сердца при
физических нагрузках в возрастном аспекте Ставрополь, вып. 2,
1977, с. 96—108.
282
36. Баевский Р. М., Дракина Л. В, Кудрявцева В. И. к др. Прогно-
стическая оценка физических возможностей человека.— В кн:
Адаптация и проблемы общей патоло:ин. Новосибирск, 1974,
т. 1, с. 41—44.
37. Баевский Р. М., Егоров А. Д., Казарьян Л. А. Методика сейсмо-
кардиографии.— «Кардиология», 1964, № 2, с. 87—89.
38. Баевский Р. М, Кудрявцева В. И. Особенности регуляции сер-
дечного ритма при умственной работе.— «Физиол. человека»,
1975, № 3, с. 298—301.
39. Баевский Р. М., Никулина Г. А., Кудрявцева В. И. и др. Экспе-
риментальное изучение возможности прогнозирования реакций
организма человека при некоторых экстремальных воздействиях
и функциональных нагрузках — В кн.: Вопросы кибернетики. М,
вып 22, 1976, с. 38—53.
10. Баевский Р. М„ Никулина Г. А, Помженцев С. Д. Перестройка
режима труда и отдыха как функциональная проба на устойчи-
вость механизмов регуляции физиологических функций,— В кн.:
Материалы симпозиума. «Биологические ритмы и вопросы раз-
работки режимов труда и отдыха». М., 1967, с. 17.
41. Баевский Р. М-, Казначеев В. П. Диагноз донозологнческий.
БМЭ, 1978, т. 7, с. 252—255.
42. Баевский Р. М, Калантар В. А. Система автоматической обра-
ботки кардиологической информации на базе гибридного вычис-
лительного комплекса МИК-1.— В кн.: Вопросы кибернетики. М,
1976, вып. 22, с. 19—37.
43. Баевский Р. М., Талаков А. А. Баллистокардиография. София,
1971.
44. Бауер Э. Теоретическая биологин. М., Гос. изд. мед. литературы,
1936.
45. Бекчешииев В. Н. Об общих принципах оргаинзадии жизни —
« Бюлл. МОИП (отд. биол.)». 1964, вып. 2, т. XIX, с. 23—29.
46. Белецкий Ю. В. Кибернетические методы анализа информации
в оценке кровообращения у человека при физических на-
грузках — В ки.: Вопросы кибернетики. М., 1976, вып. 22,
с. 54—66.
47. Белецкий Ю. В., Голубчиков А. М. Синусовая аритмия в экс-
пресс оценке функционального состояния спортсменов.— «Теор.
и иракт. физич. культ.», 1977, № 7, с. 61.
48. Бернштейн И. А. Предисловие к книге В. И. Черныша и А. В. На-
палкова «Математический аппарат биологической кибернетики»
М., «Медицина», 1964, с. 3—30.
49. Берсенева А. И. Математический анализ сердечного ритма при
функциональных изменениях миокарда у студентов.— В кн.:
Функциональные особенности сердца при физических нагрузках
в возрастном аспекте. Ставрополь, 1979, с. 95—99.
50. Берсенева А. П. Возрастная адаптация сердечно-сосудистой си-
стемы к производственным условиям по данным массовых об-
следований на заводе «Сибсельмаш».— В кн.: Тезисы докладов
2-й Всесоюзной конференции по адаптации человека к различ-
ным географическим, климатическим и производственным усло-
виям. Новосибирск, 1978, т. IV, с. 93—95.
51. Берсенева А. П-, Клецкин С. 3., Чих И. И. Опыт организация
массовых кардиологических обследований на промышленных
предприятиях.— В ки.: Состояние здоровья рабочих текстиль-
ных предприятий. Иваново, 1977, с. 39—41.
283
52. Береговкин А. В., Крупина Т. Н., Сырых Г. Д. и др. Результаты
клинического обследования космонавтов после 63-су точного по-
лета .— «Космич. биол. и авиакоемнч. мед », 1977, № 2, с. 15—22.
53. Бешелев С. Д, Гурвич Ф. Г. Экспертные оценки. М, «Наука»,
54. Богомолец А. А. Избранные труды. Киев, 1958, т. 3, с. 295.
55. Богоявленский Е. Н. Ритм сердца как прогностическая инфор-
мация в системе управления тренировочным процессом Автореф.
дне. канд. Свердловск, 1972.
56. Бодров В. А., Маршцук В. Л. Психофизиологический отбор и
подготовка специалистов операторского профиля,— В ки.; Мате-
риалы 2-й Всесоюзной конференции по инженерной психологии.
Л., 1968, с. 37—45.
57. Боткин С. П. Курс клиники внутренних болезней и клинические
лекции. М., Медгиз, 1950, т. 2, с. 9—25.
58. Брайнес С. И., Свечинский В. П, Суслов А И. Кучина Е. В.
Кибернетические модели систем управления и памяти в организ-
ме,— В кн : Прогресс биологической и медицинской кибернети-
ки. М. «Медицина», 1974, с. 206—254.
59. Брейдо М. Д. О некоторых алгоритмах классификации и их ав-
томатной реализации. Автореф. дне. канд. Горький, 1970.
60. Бродягин Н А., Чердаков Г. И. Суточная периодика физиоло-
гических функций в оценке графинов сменности у горнорабо-
чих.— В кн.: Циркоидные ритмы человека и животных. Фрунзе,
1975, с. 69—72.
61. Брехман И. И. Человек и биологически активные вещества. Л.
«Наука». 1976.
62. Брянов И- И., Емельянов Н. Д., Матвеев А. Д. и др Особенно-
сти стато-кинетических реакций — В кн.: Космические полеты на
корабле «Союз». Биомедицинские исследования. М„ «Наука».
1976, с. 195—239.
63. Вайштейн С. Г. Содержание натрия и калия в смешанной слюне
больных хроническим гастритом, язвенной болезнью желуд-
ка и двенадцатиперстной кишки.— «Тер. арх.», 1966. № 11.
64. Введенский Н. Е. О соотношениях между раздражением и воз-
буждением при тетанусе. (1886). Избр. произв. М„ 1950, ч. I,
с. 147.
65. Виноградов М. И. Физиология трудовых процессов. М., «Меди-
цина», 1966.
66. Виру А. А Защитные реакции, включаемые при утомлении.—
«Теор. и практ. фнз. культ.», 1974, № 12, с. 27—30.
67, Виру А. А. Функция коры надпочечников при мышечной работе
М., «Медицина», 1977.
68. Вишнев С. М. Основы комплексного прогнозирования. М, «На-
ука», 1977.
69. Волков Н. И. Проблема утомления и восстановления в теории
и практике спортсменов.— «Теор. и практ физ, культ.», 1974,
№ 1, с 60—64.
70. Воробьев В И. Исследование математико-статистических харак-
теристик сердечного ритма как метод оценки реакции лиц раз-
ного возраста на мышечную нагрузку. Автореф. дис. канд. М.,
1978.
71. Воскресенский А. Д., Вентцель М Д. Применение методов кор-
реляционного анализа для изучения реакций сердечно-сосуди-
284
стой системы человека в космическом полете на корабле «Вос-
ход-1».— «Космич. мед.», 1965, вып. 3, К® 6, с. 927—934.
72. Газенко О. Г., Алякринский Б. С. Влияние длительного космиче-
ского полета на человеческий организм.— «Вести. АН СССР»,
1970, № И, с. 38—43.
73. Геллер Е. С., Свенцицкий В. И. Смысл понятии «управления» в
биокибернетике.—В ки.: Проблемы управления функциями ор-
ганизма человека и животных. М„ 1973, с, 15—20.
74. Генин А. М., Сорокин И. А. Длительное ограничение подвиж-
ности как модель влияния невесомости на организм человека.—
В кн.: Проблемы космической биологии. М., «Наука», 1969,
т. XIII, с. 9—15
75. Генин А. М, Какурин Л. И. 30-суточный эксперимент с моде-
лированием физиологических эффектов невесомости.— «Космич.
биол. и мзд.», 1972, № 4, с. 26—28.
76. Генкин А А., Медведев В. И Прогнозирование психофизиоло-
гических состояний. Л , «Наука», 1973.
77. Гиляровский С. А, Тарасов К. В. Диалектический материа-
лизм— медицинская диагностика. М., -.Медицина», 1973.
78 Глушков В. М. О прогнозировании на основе экспертных оце-
нок. М, МДНТП, 1969.
79 Голицин Г. Л. Некоторые закономерности поведения массовых
систем.— В кн.: Принципы системной организации функций. М„
«Наука», 1973, с. 109—114.
80. Горизонтов П. Д. Гомеостаз, его механизмы и значение.— В кн.:
Гомеостаз. М., «Медицина», 1976, с. 5—23.
81. Гублер Е. В. Вычислительные методы распознавания патологиче-
ских процессов. Л., •Медицина», 1970.
82. Гуминер И. И., Глушкова Е. Н, Сапожникова Р. Г. Характери-
стика влияния физической нагрузки на организм школьника. М.,
«Медицина», 1967-
83. Гуревич И. М. Профессиональная пригодность и основные свой-
ства нервной системы. М„ «Медицина», 1970.
84 Гуровский И. И., Баевский Р. М., Крупина Г. И. Проблема от-
бора и тренировки космонавтов в свете теории прогнозирова-
ния.— В кн.: Проблемы управления функциями организма че-
ловека и животных. М, АН СССР, с. 167—171.
85. Давыдовский Г. В. Проблемы причинности в медицине, (этиоло-
гия). М., «Медицина», 1965, с. 75.
86 Давыдовский И. В. Проблемы моделирования в патологии.—
В кн.: Моделирование в биологии и медицине. М, «Медицина»,
1969, с. 28-40.
87. Дартау А. А. Понятие «состояние системы» при математиче-
ском моделировании организма.— В кн.: Методы биокибернети-
ческого анализа функционального состояния спортсменов-под-
ростков. М„ 1977, с. 43—57.
88. Дембо А. Г. Влияние хронического физического перенапряжения
на организм спортсмена — «Теор. и практика физ. культ.», 1978,
№ 3, с. 21—23.
89. Дичее Т. Г., Тарасов К- Е. Проблема адаптации и здоровье че-
ловека. М, «Медицина», 1976
90. Добров Г. М. Прогнозирование науки и техники. М., «Наука»,
1970.
91. Добролюбов И. А. Избранные философские произведения. М..
1948, т. I, с. 233.
285
92. Дыменский В Я, Илымов И. II., Клинковшейн I. И, Муин-
чин Р. Т. Психология труда и подготовка водителей автомоби-
лей. М., «Машиностроение», 1970
93, Евгеньева Л. Я., Бринзак В. П., Кальмуцкис Т. Г. Взаимосвязь
глубины напряжений гомеостаза, вызываемых мышечной дея-
тельностью и эффективность восстановления.— «Теор, и прак-
тика физ. культ-», 1975, № 10, с. 26—29.
94. Егоров А С., Заерядский В П. Психофизиология умственного
труда Л.» «Наука», 1973.
95. Жемайтите Д. И. Возможности к типического применения автс-
матического анализа ритмограмм. Автореф. дис. докт. Каунас,
96. Жданов А. М., Загородникова Т В. Подсистема анализа кар-
диосигналов в автоматизированной системе для профилактиче-
ских осмотров населения — В кн.: Теория и практика автомати-
зации кардиологических исследований. Пущино, 1976, с. 168-
169.
97. Зиюберман И. Б. Эмоциональная устойчивость. Автореф. лш
канд. М., 1970.
98. Зингерман А. М., Шишкин Б. М К вопросу об индивидуальных
особенностях саморегуляции физиологических функций.— «Фц-
эиол. человека», 1977, № 1, с. 124—135.
99. Изуткин А. М. Болезнь как стесненная в своей свободе жизнь.—
В ия.; Философские и социально-гигиеинческие аспекты учения
о здоровье и болезни. М.» «Медицина», 1975, с. 161—178.
100. Ильин Е. И. Оптимальные характеристики работоспособности
человека. Автореф. дис. канд. Л., 1968.
101. Кигермагов У А. Методические критерии к обоснованию поня-
тия нормы в медицине. — В кн.: Теоретическое насле-
дие В. И Ленина и медицина. М, «Медицина», 1970, с, 308—
313
102. Кагермаэов У. А Проблема качества в медицине.— В кп.: Фи-
лософские и социально-гигиеинческие аспекты учения о здоровье
и болезни. М„ «Медицина», 1975, с. 179—197.
103. Казначеев В П. Биосистема и адаптация. Новосибирск, «Нау-
ка», 1973.
104. Казначеев В. И., Субботин М. Я. Этюды к теории общей пато
логин. Новосибирск, «Наука», 1971
105. Казначеев В И. Современное состояние проблемы адаптации.—
«Вести. АМН СССР», 1975, № 10, с. 5—15.
106. Казначеев В. П„ Баевский Р. М. Индивидуальные особенности
адаптационных реакций у человека и проблема донозологиче-
ской диагностики.-—В кн.: Адаптация и проблемы обшей пато
логин. Новосибирск. 1974, т. 2, с 9—13.
107. Казначеев В П, Баевский Р. М_, Берсенева А. И. Массовые
донозологические обследования населения как метод экологиче-
ской физиологии.— В кн: Общие вопросы экологической физио-
логии. Л., 1977, с. 18—19.
108 Казначеев В. И., Баевский Р. М-, Берсенева А И. и др. О неко-
торых особенностях адаптации организма в связи с профессией
и возрастом.— «Гиг. труда», 1978, № 2, с. 21—26.
109. Казначеев В. П„ Баевский Р. М, Бураковский В. М и др. Оцен-
ка степени адаптации организма при массовых донозологических
обследоваинях рабочих и саужащих — В кн.: Тезисы докладов
2-й Всесоюзной конференции по адаптации человека к разлнч-
286
ним географическим, климатическим и производственным усло-
виям. Новосибирск, 1978, т IV, с. 122—125
НО. Казначеев В П., Баевский Р М., Березин И. И. Проблемы мас-
совых прогностических обследований населения и вопросы адап-
тации организма к факторам внешней среды.— В кн.: Состояние
и перспектива развития медицинской техники, М, 1975, с. 11—13.
111, Какурин Л. И. Влияние ограниченной мышечной деятельности
на организм человека. Дис. докт. М.. 1968
112, Какурин Л. И. Влияние длительного ограничения мышечной
деятельности на организм человека и гипокинетический синдром
невесомости,— «Космич. биол.», 1968, № 2. с. 59—63.
113. Какурин Л. И. Егоров А. Д., Зеренин А. Г., Баевский Р. М.
Медицинский контроль и прогнозирование состояния космонав-
тов во время полетов.— В кн.: Космические полеты на кораблях
«Союз». Биомедицинские исследования. М, «Наука», 1976,
с 117—160
114. Калантар В. А Многоплановый анализ биологических процес-
сов.— В кн.: Теоретические и прикладные аспекты анализа вре-
менной организации биосистем. М, «Наука», 1976, с. 55—72.
115. Калантар В А., Сычев В. А., Тазетдинов И. Г. Некоторые во-
просы автоматического анализа сердечного ритма и сейсмокар-
дпограмм при дозированной физической нагрузке.— В кн.- Тео-
ретические и прикладные аспекты анализа временной органи-
зации биосистем М., «Наука», 1976, с. 154—161.
116 Карпенко А. В. Выделение адреналина в динамике года и суток
у преподавателей средней школы — «Врач, дело», 1975. № 4,
с 105-108.
117. Карпенко А. В Выделение катехоламинов, кортикостероидов с
мочой и структура сердечного ритма при умственном труде раз-
личной напряженности Автореф. дис. канд. Киев, 1976.
118. Карпман В Л, Карамзина Р. А Производительность сердца при
мышечной работе сердца.— «Теор. и практ. физ. культ.», 1969.
№ 1, с. 17—21.
119. Карпман В. Л. Белоцерковский 3. Б, Будков И. А Исследова-
ние работоспособности у спортсменов. М., «Физкультура и
спорт», 1974.
120 Карлик Л И. Предисловие к книге: Кл. Бернар. Лекцин по экс-
периментальной патологии. М, Биомедгнз, 1937
121. Кассиль Г. И Некоторые гуморально-гормональные и барьерные
механизмы стресса — В кн: Актуальные проблемы стресса. Ки-
шинез, «Штиинца», 1976, с 100—175.
122. Кассиль Г. И, Баевский Р М., Вайсфельд И. Л. и др. Времен-
ная координация физиологических и биохимических показате-
лей здорового человека в суточном цикле — В кн - Циркадные
ритмы человека и животных. Фрунзе, «Илим», 1975, с. 26—29.
123 Кару Т. Э Применение корреляционного анализа при изучении
воздействия повторных силовых нагрузок на гемодинамику у
юных спортсменов. Автореф дис. канд. Тарту. 1966
124. Кекчеее К. X О путях исследования работоспособности челове-
ка — «Изв. АПН РСФСР», 1947, № 8, с. 3—26.
125. Клецкин С. 3„ Хамитов А. С Принципы построения следящей
системы по параметрам ритма сердца для оперативного контро-
ля за состоянием больного — В кн : Теория и практика автома-
тизации злектрокардиологнческих и клинических исследований.
Каунас, 1977, с. 112-115.
287
126. Коваленко Е. А. Основные методы моделирования биологиче-
ских эффектов невесомости.— «Космич. бвол. и авиакосмич.
мед.», 1977, № 6, с. 3—9.
127. Коваленко Е. А. Патофизиологические аспекты проблемы дли-
тельной гипокинезии.—«Пат. физиол», 1975, № 3, с. II.
128. Ковалева А. И. Влияние умственного труда математиков (на-
учных работников) на функциональное состояние средечно-со-
судистой системы и высшую нервную деятельность. Автореф.
дне. канд Киев, 1975
129. Койбаев Р. С. Функциональное состояние сердца у студентов
в связи с занятиями спортом.— В ки.: Функциональные особен-
ности сердца при физических нагрузках в возрастном аспекте.
Ставрополь, 1975, с. 103—113.
130. Козырева Е. А. Конструктивный метод процесса производства
прогнозов (унифицированная методика).— В кн.: Информаци-
онные материалы научного Совета по комплексной проблеме
«Кибернетика» М, 1970, № 2 (39), с. 30—37,
131. Кокурина Е. В., Островская Т. П„ Метелица В И. Оценка ЭКГ
по Минесотскому коду при массовом обследовании населения с
помощью автоматизировакиой системы фирмы «Сименс»,—В кн.:
Теория и практика автоматизации экстракардиологических ис-
следований. Пущино, 1976, с, 167—168.
132, Колпаков М. Г. и др. Сравнение действии ДОКА и преднизо-
лона на изменевие гемодинамики при физической нагруэке.—
В ки.: Ученые записки Тартуского Государственного универси-
тета. Тарту. 1973, К» 311, с. 106—112
133. Комендантов Г. А, Копанев В. И. Современные взгляды на ге-
нез укачивания.— «Вести, оторинолар», 1963, № 1, с. 18—23.
134. Корольков А. А., Петленко В. И. Норма как закономерное яв-
ление — В кн.; Философские и социально-гигиенические аспекты
учения о здоровье и болезни. М, «Медицина», 1975. с. 22—46
135. Косилов С. А. Очерки по физиологии труда. М., «Медицина»,
1965.
136. Косицкий Г И Сердце и цивилизация. М, «Наука», 1971.
137. Косицкий Г. И., под ред. Превентивная кардиология. М„ «Меди-
цина», 1977
138. Крупина Т Н, Тизул А Я. Функциональное состояние нервной
системы при длительной гипокинезии — В кн.: Адаптация к мы-
шечной деятельности и гипокинезия. Новосибирск, 1970, с. 71.
139. Крылов А А., под ред. Методологические исследования по ин-
женерной психологии и психологии труда. Ч I. Л , Изд-во ЛГУ,
1974.
140. Кудрявцева В. И К вопросу о прогнозировании умственного
утомления. Автореф. дне. канд. М„ 1974.
141. Кудрявцева В. И., Сычев В. А Использование резонансно-поис-
ковых вычислительных методов анализа для раннего выявления
умственного утомления.— В кн : Теоретические и прикладные ас-
пекты анализа временной организации биосистем. М, «Наука»,
1976, с. 144—151.
142. Кузнецов В. И. Сократительная функция и некоторые вопросы
метаболизма миокарда при гипокинезии. Автореф. дис. канд.
Минск, 1974.
]43. Куприянов В. В, Куликов В. В. Диалектико-материалистический
подход к изучению нормы.— В кн.: Философские учения о здоро-
вье и болезни. М., «Медицина», 1975, с. 6—21.
288
144. Курашвили А. В., Бабияк В. И. Физиологические функции ве-
стибулярной системы. Л., «Медицина», 1975
145. Кутерман Э. М., Жуковский В. Д. Анализ ЭКГ в автоматизиро-
ванной системе профилактического обследования населения
(АСПОН).— В ки.: Теория и практика автоматизации электро-
кардиологических и клинических исследований. Каунас, 1977,
с. 203—205.
146. Лебедь А. Н. Некоторые методические и технические вопросы
автоматического анализа сердечных сокращений. Автореф. дис.
канд. М, 1969.
147. Лейт ее И. С, Марцинкоеский Б. И., Хоценов Л. X. Гигиена тру-
да и промышленнав санитария. М., Мадгиз, 1954.
148. Летунов С. П., Мотылинская Р. В. Теоретические основы мето-
дики оценки состонния тренированности спортсменов во врачеб-
но-спортивней практике.— «Теср. и практ. физич. культ.», 1971,
№ 2, с. 29—33.
149. Лисицин Ю. И. Социальная гигиена и организация здравоохра-
нения. Лекции. М., «Медицина», 1973, с. 259.
150. Лисичкин В. А. Отраспевое научно-техническое прогнозирова-
ние. М, «Экономика», 1971.
151. Лисичкин В. А. Теория и практика прогностики. М., «Наука»,
1972.
152. Лихницкая И. И. Оценка состояния функциональных систем при
определении трудоспособности. Л., Медгиз, 1962.
153. Лукьянов А. //., Фролов М. В. Сигналы состояния человека-опе-
ратора. М., «Наука», 1969.
154. Ляпунов А. А., Багряноеская Г. П. О методологических вопро-
сах математической биологии.— В кн: Математическое модели-
рование в биологии. М., «Наука», 1975, с. 5—18.
155. Массовые медицинские обследования ВОЗ, Женева, 1975.
156. Матлина Э Ш, Меньшиков В. В. Клиническая биохимия кате-
холаминов. М„ «Медицина», 1967.
157. Матюхин В. А., Демин Д В, Евцихевич А. В Биоритмология
перемещений человека Новосибирск, «Наука», 1976.
158. Медведев Е. С., Се шоленко Р. Г. Электролиты слюны при хро-
нической сердечной недостаточности.— «Врач, дело», 1968, № 2,
с. 10—12.
159. Меерсон Ф. 3. Гиперфункция, гипертрофия и недостаточность
сердца. М„ «Медицина», 1968
160. Меерсон Ф. 3. Общий механизм адаптации и профилактики. М.,
«Медицина», 1973
161. Меерсон Ф. 3 Адаптация к большой нагрузке и сердечная ия-
достаточносгь. М.. «Наука», 1975.
162. Меерсон Ф. 3. Адаптация сердца к физическим нагрузкам. М.,
«Медицина», 1975.
163. Меерсон Ф. 3. Механизмы формирования структурных основ
адаптации на примере гипертрофии сердца.— В кн.: Актуальные
проблемы физиологии и патологии кровообращения. М., «Меди-
цина», 1976, с. 27—44.
164. Меньшиков В. В. Гуморальные механизмы регуляции функции
организма в норме и патологии. М, «Медицина», 1970-
165. Метелица В. И. Факторы риска.— В ки.: Превентивная кардио-
логия. М., .Медицина», 1977, с. 52—77.
166. Метелица В. И., Мазур Н. А Эпидемиология и профилактика
ишемической болезни сердца М., «Медицина», 1976
289
L
167. Милсум Дж Анализ биологических систем управления, М„
«Мир», 1968
168. Минцер О- П., Чепкин Л. П., Циганий А. А., Заславский С, Я.
Проблемы медицинской кибернетики. М., «Наука», 1972,
169. Молчанов А. М. Математические модели в экологии. Роль кри-
тических режимов.— В ин.: Математическое моделирование в
биологии. М., «Наука», 1975, с, 133—141.
170. Наенко Н. И. Псикическав напряженность. М., Изд-во МГУ,
1976
171. Назаров П. А. О прогностическом подходе к исследованию не-
которых аспектов физического воспитания в высшей школе.—
«Теор. и практ. физич. культ.», 1974, № 11, с. 48—51.
172. Неймарк К). И. Распознавание образов и медицинская диагно-
стика. М, «Наука», 1972.
173. Никулина Г, А. Исследоввиие математико-статисгических харак-
теристик сердечного ритма как метод оценки функционального
состояния организма при действии факторов космического поле-
та. Автореф, дис. канд. М., 1974.
174. Новосельцев В. И., Гуминер П. И. Понятие «функциональное
состояние организма» с биокибернетических позиций.— В кн.:
Методы биокибернетического анализа функционального состоя-
ния спортсменов-подростков. М., 1977, с. 31—42.
175. Овчинникова О. В. О классификации состояний псикической на-
пряженности.— В кн.: Материалы 3-го Всесоюзного съезда Об-ва
психологов СССР, т. 3. М., 1968,
176. Опаловская Г. М. Математико-статистический анализ сердечно-
го ритма у сотрудников вычислительного центра.— В ки.: Во-
просы кибернетики. М, выи. 22, с. 126—131.
177. Орлов Л. Л„ Белецкая Т. Ф., Байков М. И. к др. Результаты
массового электрокардиографического обследования с примене-
нием автоматической системы «Сикард».— В ни.; Теория и прак-
тика автоматизации электрокардиологических исследований. Пу-
щино, 1976, с. 166—167.
178. Остроумов А. А. Избранные труды. М., Медгиз, 1950.
179. Павлов И. П. Полное собрание трудов. М., т. 3, 19'49
180. Павленко С. М. Нозология (учебное пособие для студентов)
М, 1974.
181. Панов Ю. П_, Филеши П. А. Функциональное состоите сердца
у мальчиков школьного возраста по данным интегральной бал-
листокардиографии.— В кн.: Функциональные особенности серд-
ца при физических нагрузках в возрастном аспекте. Ставрополь,
1975, с. 75-94.
182. Парин В. В. Роль легочных сосудов в рефлекторной регуляции
кровообращения. М„ Медгиз, 1946.
183. Ларин В. В. Прогнозирование в космической биологии.— В кн.:
Прогнозирование научно-технического прогресса. М., «Знание»,
1968, с. 31—36.
184. Парин В. В., Баевский Р. М. Введение в медицинскую киберне-
тику. М., «Медицина», 1966.
185. Парин В. В., Баевский Р. М, Волков Ю. Н., Газенко О. Г. Кос-
мическая кардиология. Л., «Медицина», 1967.
186. Ларин В. В., Баевский Р. М. Математические методы анализа
сердечного ритма. М„ «Наука», 1968,
187. Парин В, В., Баевский Р. М., Геллер Е. С. Процессы управ че-
290
ния в живом организме — В ки: Философские вопросы биоки-
бернетики. М, «Наука», 1969, с, 5—12,
188. Парин В. В., Баевской Р. М. Основные принципы моделирова-
ния в космической медицине.— В ки.: Моделирование в биоло-
гии и медицине. М., «Медицина», 1969, с. 65—73.
|89 Парин В. В., Бирюков Б. В, Геллер Е. С-, Новик И. Б. Пробле-
мы кибернетики. М, «Знание», 1969.
190. Парин В. В., Меврсон Ф- 3. Напряжение миокарда и функцио-
нальный резерв сердца. М. (АМН СССР), 1962.
191. Петленко В. П. Философские вопросы теории медицины. Кн. I.
1968; ки. 2. Л., 1971.
192. Петленко В, П. Проблема реактивной детерминации в теории
патологии — «Вести. АМН СССР», 1976, № 4, с, 82—89.
|93. Погодаев Г. И К биологическим основам «стресса» и «адапта-
ционного синдрома».— В ки: Актуальные проблемы стресса.
Кишинев, «Штиинца», 1976, с. 211—229.
|94. Померанцев В. В. Ананиэ временных рядов в планировании. М.,
«Экономика», 1974.
195. Попов М-, Михайлова П. Здоровье как социальная ценность.—
В кн: Философские и социально-гигиенические аспекты учения
о здоровье и болезни. М., «Медицина», 1975, с. 48—58.
196. Предболезнь. Материалы конференции. 1-го Моск. мед. ин-та
им. И. М. Сеченова. Ч. 1—II. М, 1969
197. Патакован Ф. А. К проблеме оценки адаптационных возможно-
стей малого круга кровообращения у здоровых и больных при
моделировании меняющейся нагрузки объемом правого желу-
дочка. Автореф. дне. докт. Омск, 1975.
198. Разумовский О. С. Современный детерминизм и экстремальные
принципы в физике. М., «Наука», 1975.
199. Раяцкас Р. Л Система моделей планирования и прогнозирова-
ния. М, «Экономика», 1976.
200. Розенблат В В. Проблемы утомления. М., «Медицина», 1961.
201. Розенблат В В Об оценке тяжести и напряженности труда.—
В кн: Функции организма в процессе труда. М., 1975, с. 8—30.
202. Рутенбург С. О., Слоним А. Д. Циркадные ритмы физиологиче-
ских процессов и трудовая деятельность человека. Фрунзе,
«Илим», 1976.
203 Савицкий И И. Некоторые методы исследования и функцио-
нальной оценки системы кровообращения. Л., «Медицина», 1956.
204. Самсонова Н. И. Определение периода врабатывания у школь-
ников в процессе физической работы па основе принципов тео-
рии регулирования. Автореф. дне. канд. М., 1971.
205. Саркисян С А., Голованов Л. В. Прогнозирование развития
больших систем М, «Статистика», 1975.
206. Семенова Т. Д. Исследование особенностей экскрепни натрия и
калия со слюной как метод оценки функционального состояния
организма при экстремальных воздействиях. Автореф. дис, канд.
М„ 1972.
207. Семенова Т. Д. Суточные ритмы физиологических функций при
экстремальных воздействиях.— В кв: Теоретические и приклад-
ные аспекты анализа временной организации биосистемы. М,
«Наука», 1976, с 120—130.
208. Серенко А. Ф., Ермакова В. В. под ред. Социальная гигиена и
организация здравоохранения. М., «Мединина», 1977.
209 Сетров М. И. Организация биосистем Л, «Наука», 1971.
2ЭТ
210 Сеченов И. М. Избр. произв., 1952, т. I, М., изд. АН СССР,
0.533k
211. Сеченов И. М. Об электрических и химических раздражителях
чувствительных спинно-мозговых нервов лягушек (1868).—В кн.:
Физиология нервной системы. М., Изд. АН СССР, 1952. ки. 1,
с. 155.
212. Сидоренко Г. И, Прокопенко Ю. И. Методологические аспекты
предпатологии.— «Вести. АМН СССР», 1976, № 4, с. 13—22.
213. Сидоренко Г. И, под ред. Ранняя инструментальная диагности-
ка гипертонической болезни и атеросклероза. Минск, «Бела-
grcb», 1973.
инани Н. Д. Индивидуальный фактор при анализе трениро-
вочной нагрузки по данным пульсометрии.— «Теор. и практич
физиол культ», 1971, с. 23—25.
215. Смирнов К- М. Физическая работоспособность человека в меж-
дународной биологической программе.— В кнл Физическая рабо-
тоспособность человека. Новосибирск, 1970, с. 6—24.
216. Сорокин А. П Методические аспекты адаптации.— В кн ; Фи-
лософские и социально-гигиеинческие аспекты учения о здоровье
и болезни М., «Медицина», 1975, с. 59—70.
217 Столбун Б. М. и др. К методике оценки состояния сердечно-со-
суднстой системы у лиц умственного труда.— «Врач, дело», 1978,
№ 7, с. 123—125.
218. Сычев В. А., Чернышев М К. Автоматический анализ скрытых
колебательных процессов резонансно-поисковыми методами вы-
числений.— В кн: Теоретические и прикладные аспекты анали-
за временной организации биосистем. М., «Наука», 1976, с. 35—
54.
219 Темников Ф Е„ Симонов П. В. Предисловие к книге А. Н. Лукь-
янова и М. В. Фролова ’Сигналы состояния человека-операто-
ра» М.. «Наука», 1969.
220. Тимофеев-Ресовский Н. В. Популяции биогеоценозы и биосфе-
ры Земли.— В кв.- Математическое моделирование в биологии.
М, «Наука», 1975, с. 19—29.
221. Тищенко М. И. Измерение ударного объема крови по интеграль-
ной реограмме тела человека — «Физиол. журн. СССР», 1973,
№ 8, с 12—16.
223. Трегубов Е. И. К вопросу о роли бэллистокардиографии в
оцедие состояния сократительной функции миокарда при мас-
совых обследованиях детей школьного возраста. Автореф. дис.
канд. Волгоград. 1968.
224 Тринчер К С Биология и информация. М_, «Наука», 1965.
225. Умов Н А Физико-мехаинческая модель хиной материи. СПб.
1902.
226. Утевский А М. Адреналин и норадреналин. М, «Медицина»,
1964.
227. Ушаков А. С., Корнеева Н. В., Витолло А. С. Влияние гипоки-
незии на интенсивность окислительного фосфорилирования и
гликолиз в некоторых органах крыс.— В ки • Материалы сим-
позиума по физиологическим и клиническим проблемам адап-
тации к гипотермии, гипоксии, гиподинамии М, 1975, с. 150—
152.
228. Федоров Б М. Эмоции и сердечная деятельность. М., «Медн-
пина», 1977.
229. Ферсман А. Е. Геохимия. Л„ Госхимтехиздат, 1937.
292
230. Фетисов Н. С Применение сейсмокардиографин при ревматиче-
ских поражениях сердца.— В кп.: Вопросы кибернетики. М.,
1976, вып. 22, с. 140—147.
231. Фольборт Г В. Избранные труды. Киев, Изд. АН УССР, 1962,
232. Фролов В. М. Уровня функционирования физиологических си-
стем и методы их определения. Л., «Медицина», 1972.
233. Фролов И. Т., под ред. Философия и современная биология М-,
Политиздат, 1973, с. 96—119.
234. Фунтова И. И. Метод диэлектрографни и возможности ето ис-
пользования в космической медицине. Автореф. дис. канд. М.,
]976.
235. Халфен Э. Ш., Яценко К. С, Заферман Д, М. Математическое
прогнозирование исхода инфаркта миокарда.— «Клин, мед.»,
1967, №7, с. 9—16.
236. Хелемский Э. И. Реакция сердечно-сосудистой системы челове-
ка при длительном вращении на установке «Орбита». Автореф.
дис. канд. М., 1975
237. Царегородцев Г. И. Диалектический материализм и медицина,
М., 'Медицина», 1966.
238. Царегородцев Г. И., под реД Философские вопросы адапта-
пии. М., «Мысль'», 1975.
239 Царегородцев Г. И., Северцев С. А, Алферов В П. Адаптаци-
онные изменения организма в состоянии здоровья и болезни.—
«Веста. АМН СССР», 1976, № 11, с. 22—31.
240. Черкай А. Д., Власов Ю. А. Лингвистический анализ последо-
вательностей временных интервалон между ударами сердца.—
В ки: Теория и практика автоматизации электрокардиографи-
ческих исследований. Каунас, 1977, с, 128—131.
241 Шапошникова В И. Многолетние биологические ритмы у чело-
века.— В ни.: Человек и среда. Л., «Наука», 1975, с. 181—187.
242. Шапошникова В. И, Девин В. Р., Левин М. Я. и др. Критиче-
ские периоды в жизни человека. Л., «Наука», 1975.
243. Шелехов А. А., Климкин В. И. Изучение специальной выносли-
вости борцов по показателям эргометрин частоты сердечных
сокращений и потребление кислорода.— «Теор. и практ. физ.
культ.», 1971, № 1, с. 26—29.
244. Шмальгаузен В. И. Современное состояние проблемы адапта-
ции.— «Вести АМН СССР», 1975, № 10, с. 5—15.
245 Юрьева Т И. Состояние гемодинамики как показатель умст-
венного и нервно-эмоционального напряжения в условиях про-
фессиональной деятельности. Автореф. дис. канд. М., 1977.
246. Яковлев Н. Н. Пути развития биохимии спорта в СССР.—
«Теор. и практ. физ. культ.», 1974, № 9, с. 21—26.
247. Ямпольская Л. И. Суперкомпенсация в содержании гликогена
мышц в периоде отдыха после работы различного ритма и дли-
тельности.— «Физиологич. жури. СССР», 4950, т: 38, № 6,
с. 749.
248. Ярославцев В. Л. Суточный цикл физиологических функций у
человека в условиях постоянного местожительства и при даль-
них переездах. Иркутск, 1968.
249. Agrees С. М., Wengner S Fremont R. Р. et al. Measurement of
stroke volume bytbe VBCG— «Aerosp. med.», 1967, N 12,
p. 1248—1262.
250. (Ayres R.) Эйрес P. Научно-техническое прогнозирование м
долгосрочное планирование. М., «Мир», 1971.
293
251, (Ashby R.) Эшби P. «Конструкция мозга», M, «Мир», 1962
252. (Bernar К) Бернир К. Лекции по экспериментальной патоло-
гии. М., Биомедгиз, 1938
2БЗ. (Bernar К.) Бернар К. Цит. по И Клайков.— В кн: Философ-
ские и социально-гигиенические аспекты учения о здоровье и
болезни. М„ «Медицина», 1975.
254. Bertalanffy L. Problems of life. London, 1952.
255. Blaiz-West J. R. ct al, Jonlcs, histological and vascular factors
in the reaction on the shee’s parotid to high and low mineral-
corticoid status.— «J. Pysiol. (Engl.)», 1961, N 3, p 563—579.
256. Borch K. The economica of incertainity. Prinston, 1968.
257. Bugard P., Albeaux-Fernei M., Romani J. D. Role physiologique
du syateme endocrinien dans la fatigue.— «Sul. Med. mjlit.
Franc.», 1958. N 52, p. 163—181.
258. Bugard P. Les difficultes du probleme de la fatigue.— «Rew
Path, gen.», 1960. N 718, p. 337—346.
259. (Cannon W.) Кеннон В. Физиология эмоций. Л., 1927.
260. (Dock W., Mandelbaum И, Mandelbaum R.) Док В., Мандель-
баум Г., Мандельбаум Р. Ба.плистокардиография. М., Изд, мед.
лит., 1956.
261. (Drischel Н.) Дришель Г. Динамика регулирования вегетатив-
ных функций.— В кн: Процессы регулирования в биологин М„
Изд. ниостр. лит., 1960.
262. Epstein F. Н. Coronary heart deeease epidemology revisited.—
«Circul.», 1973, N 1, p. 184—194.
263. Foss M. L. Free 11-hydroxycorticosteroids levels in working
dogs as atteced evercises tracing.— «Endocrinology», 1971,
v. 89, p. 96—104.
264. Frawlly T. F., Forshman P. The salivary Na/K ratio and adre-
nel salt reglating factor.— «X Clin. Endocr.», 1951. N 11,
p. 772—777.
265. (Gudvin В.) Гудеин Б. Временная организация клетки. М.,
«Мир», 1966.
266. Halberg F. Chronobyology.— «Ann. Review of Physiol.». 1969.
p. 31.
267. (Helmer О.) Деммер О. Анализ будущего: метод Дельфи.—
В кн.: Прогнозирование научно-технического прогресса для
промышленности и правительственных учреждений. М, «Прог-
ресс», 1972, с. 77—83.
266. (Husic F. J.) Хьюсик Ф. Дж. Методы измерения неопределен-
ности при научно-техническом прогнозировании.— В кн.: Прог-
нозирование научно-технического прогресса для промышленно-
сти и правительственных учреждений М., «Прогресс», 1972,
с. 71—76.
269. (lanch Е) Днч Э. Прогнозирование научно-технического прог-
ресса. М., «Прогресс», 1971.
Точка зрения теорегика — В кн.: Теория систем и биология.
270. (Kahn Н.) циг. по [269].
271. (Kayns D.) Кейнс Дж. цит. по [68].
272. Klein К- Е., Briiner Н„, Holtman Н. et al. Circadian rhytm of
pilots efficiency and effect of multiple time zone travel.—
«Aerosp. med.», 1970, N 2. p. 125—132.
273. Lehninger A. L. Bioenergetics. N. Y., 1965.
274. Lapiegue L. L-excitailite en fonefication et тезиге. Paris, 1926.
275. Lubarsky A., Nicoll P, A. Effect of diet pressure on the rate of
294
salivary scetebion and blood flow in the dog.— «J. appL phy-
siol.», 1968, N 5, p. 653—657.
276. Lajontain A., Lavenhe L., Lehmann H. et al. Influence of air
travel on circadian rhytms.— «Aerosp. med.», 1967, N 9, p. 944—
947.
277. (Lehmann H) Леман Г. Практика физиологии труда. М, «Ме-
дицина», 1967.
278. (Mesarovitch М.) Месарович М. Теория систем и биология.
Теория зрения теоретика.— В кн.: Теория систем и биология.
М-, ^Мнр», 1971.
279. Noordergraaf A. Futher studies of the theory of the ballistocar-
diogramm.— «Circulation», 1961, N 32, p. 413—425
280. Norris R. M., Brandt P. W., Lee A. I. Morality in a coronary
care unit analieed by the new coronary prognostic index.—
«Lancet», 1960, N 8, p. 278—283.
281. (Norman L.) Норман Л. Г. Несчастные случаи на дорожном
транспорте. ВОЗ, Женева, 1963.
282. Peel A. A., Semple Т., Wang I. et al. A coronary prognostive
index for grading the sceroly infarefion,— «Brit. Heart J.», 1962,
N 6, p. 745—760.
283. Quaster H. Studies of human channed capacity.— In: Informa-
tion theory,— «Academic press», N. Y., 1956, p. 361—377.
284, (Rosen R.) Розен P, Принципы оптимальности в биологии. М,
«Мир», 1969.
285. (Rise W.) Ризе В. цит. по [11].
286. (Sachlianu В.) Цэхляну Б. Физика, химия и кибернетика жизни.
Бухарест, 1968.
287. Sayers В. М. Analysis of heert rate variability.— «Ergonomics»,
1973, v. 16, N 1, p. 17—32.
288 Schnur S. Morality and studies guessioning the wienu for and
value of rautine abocoagulant therapy on anife migocardial
infrarebion.—«Geene», 1953, N 6, p. 855—868.
289. (Selye H.) Селье Г. Очерки об адаптационном синдроме. М.,
Медгиз, 1960.
290. Waddington С. Н. The strategj’ of the gunes. London, 1957.
291. Weaver W, Science and complexity.— «Am Sciefltist», 1948,
p. 536-544.
292. (Williams E.) Уильямс Э. Биохимическая индивидуальность.
M., Изд. иностр, лит., 1960.
293. (Winer N.) Винер Н. Кибернетика. М., «Сов. радио», 1958.
294. (Waterman Т.) Уотермен Т. Теория систем и биология. Точка
зреиня биолога,— В ки,: Теория систем и биология. М„ «Мир»,
1971, с. 7—58.
ИБ № 1649
Роман Маркович Баевский
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ СОСТОЯНИЙ НА ГРАНИ
НОРМЫ И ПАТОЛОГИИ
Редактор Е. А. Гоголина
Художественный редактор Л. М. Воронцова
Корректор В. И. Федорова
Техн. редактор Н. А. Вегрова
Переплет художника С, Н. Томилина
Сдано в набор 25. 10. 78 г. Подписано к пе-
чати 14. 03 79. Т — 03498. Формат бумаги
84ХЮ8,/з2- Бум. тип. № 2. Лит. г-ра. Печать
высокая. Усл. печ. л. 15,54. Уч.-изд. л. 16,32
Тираж 5000 экз. Заказ № 9016.
Цена 1 р. 80 к.
Ордена Трудового Красного Знамени изда-
тельство «Медицина», Москва.
Петроверигский пер., 6/8.
Типография изд. «Звезда», г. Пермь,
ул. Дружбы, 34.