Изменения показателей периферической крови и системы кровообращения человека как индикаторы реакции организма на действие экологических факторов

Актуальность проблемы. Загрязнение окружающей среды является основным фактором, определяющим экологический дискомфорт для значительной части населения Российской Федерации (Онищенко, 2006). Помимо измерения степени загрязнения, влияние совокупности неблагоприятных факторов принято оценивать по реакции на них организма человека (Bryant, 2004; Hugentobler, 2006; Салин, Глебовский, 2006; Василенко, Василенко, 2006). Поскольку большинство людей, проживающих в экологически неблагополучных регионах, остаются практически здоровыми, объектом анализа их состояния является хроническое напряжение стрессорных механизмов, характеризующее уровень адаптации организма (Баевский и др., 1984). К сожалению, прямые способы измерения стрессорной активации путем определения содержания катехоламинов и кортикостероидов в биологических жидкостях не пригодны для проведения массовых обследований населения. Это делает актуальным поиск косвенных подходов к решению данной задачи.

Процесс динамичных трансформаций уровня здорового человека описывается схемой, включающей норму (удовлетворительная адаптация) и три донозологических состояния — напряжения, перенапряжения и срыва адаптации (Баевский, Берсенева, 1997). К сожалению, особенность идентификации уровней адаптации здорового человека состоит в том, что приходится оперировать величинами, не выходящими за рамки нормативных значений признаков. Логический аппарат такой диагностики строится на категориях и понятиях, которые относятся к математическому выражению степени отклонений, заимствованному из теории информации. Заключительным этапом диагностической процедуры в большинстве случаев служит расчет интегральных показателей, позволяющих представить результат в обобщенном виде (Баевский и др., 1984; Автандилов, 1990).

В настоящей работе рассматриваются возможности оценки уровня адаптации организма с помощью обобщенных показателей периферической крови у рабочих горно-химического предприятия «Бор» по производству борной кислоты, расположенного в г. Дальнегорске Приморского края, а также у жителей Дальнегорска. В качестве таковых используются интегральный коэффициент ухудшения крови (ЖУК) как суммарная величина степени отклонений регистрируемых элементов от исходного уровня (Тихончук и др., 1992) и энтропия лейкоцитарной формулы крови, ЭЛФК (Егорова, Фомин, 1985). Как известно, анализ изменений в периферической крови является наиболее адекватным способом определения реакции организма на загрязнение окружающей среды химическими веществами (Косолапое и др., 1996).

Бор, относящийся к элементам-неметаллам, в больших концентрациях обладает токсическими свойствами (Chapin, Ku 1994; Moseman, 1994; Chapin et al., 1998). В процессе плавки борной кислоты в воздух рабочей зоны выделяется аэрозоль конденсата борного ангидрида. Хотя при вдыхании борной кислоты и борного ангидрида в виде паров или аэрозолей случаи острой интоксикации не зарегистрированы (Murray, 1998), бор и его производные обладают резко выраженными кумулятивными свойствами, что позволяет им накапливаться в организме в токсических количествах.

Следует отметить, что соотнесение величин интегральных показателей периферической крови с уровнями адаптации организма пока целиком основывается на эмпирических подходах. Соответственно, возникает вопрос о степени достоверности результатов, получаемых таким способом. В связи с этим нами было проведено сопоставление диагностических заключений, получаемых на основании расчета интегральных показателей периферической крови (ИКУК и ЭЛФК) и интегрального показателя кардиогемодинамикиадаптационного потенциала кровообращения (АПК), который широко используется для оценки уровня адаптации здорового человека (Баевский, Берсенева, 1997; Григорьев, Баевский, 2003; Баранов и др., 2004). Объектом для исследования служили изменения перечисленных показателей при смене уровней адаптации водолазов, работающих на малых и средних глубинах (до 60 м) с использованием для дыхания сжатого воздуха. Выбор данной модели был обусловлен тем, что в литературе имеется достаточное количество сведений о характере адаптивной перестройки как кардиогемодинамики (Титков и др., 1992; Holm et al., 1998; Ferraty, Costa, 2001; Delapille et al., 2002), так и периферической крови (Гуляр, Ильин, 1990; Barstein et al., 1996; Thorsen, 2001) водолазов.

Цель исследования: оценить эффективность использования интегральных показателей периферической крови и кардиогемодинамики в качестве индикаторов уровня адаптации человека к действию неблагоприятных факторов окружающей среды.

Задачи:

1. Исследовать уровень адаптации населения г. Дальнегорска Приморского края, в котором расположено горно-химическое предприятие «Бор» по производству борной кислоты, на основании показателей периферической крови.

2. Сравнить уровень адаптации жителей Дальнегорска и рабочих горнохимического предприятия «Бор» на основании показателей периферической крови.

3. Сравнить уровень адаптации рабочих разных цехов предприятия «Бор».

4. Определить сопоставимость результатов, получаемых с помощью показателей кардиогемодинамики и периферической крови (на примере оценки уровня адаптации водолазов, работающих на малых и средних глубинах с использованием для дыхания сжатого воздуха).

5. Проанализировать взаимосвязи между показателями кардиогемодинамики и периферической крови в механизмах поддержания оптимального уровня адаптации водолазов.

Научная новизна. Впервые проведена оценка применимости расчета интегральных коэффициентов (ИКУК и ЭЛФК), отражающих взаимосвязи между показателями периферической крови, для определения уровня адаптации человека к загрязнению окружающей среды. Установлено, что среди жителей г. Дальнегорска Приморского края, где расположено предприятие «Бор» по производству борной кислоты, несмотря на отсутствие существенных изменений в показателях периферической крови, доля лиц, у которых по величине ЭЛФК диагностируется напряжение и перенапряжение адаптационных механизмов, статистически достоверно превышает контрольную группу.

Не обнаружено значимых отличий в показателях периферической крови у рабочих предприятия «Бор», непосредственно контактирующих с токсичными производными бора, и других жителей Дальнегорска. С другой стороны, расчет ЭЛФК позволил выявить среди рабочих предприятия значительно большее число случаев перенапряжения адаптационных механизмов.

Впервые проанализирована степень совпадения диагностических заключений, выводимых на основе расчета энтропии лейкоцитарной формулы крови (ЭЛФК) и адаптационного потенциала кровообращения (АПК) -интегрального показателя состояния кардиогемодинамики. На модели последовательной смены уровней адаптации водолазов в процессе профессиональной деятельности показано, что такое совпадение наблюдается только на этапе адаптивной перестройки кардиогемодинамики к многократному выполнению подводных погружений. Вместе с тем, развитие явлений дисбаланса в кардиогемодинамике компенсируется активацией эритроцитарной системы, сопровождаемой снижением величины отклонений в лейкоцитарной формуле крови, что приводит ' к расхождению вектора дальнейших изменений АПК и ЭЛФК.

Постулируется, что, несмотря на относительную достоверность результатов, получаемых с помощью расчета интегральных показателей периферической крови, этот метод может использоваться для выведения предварительных заключений об уровне адаптации человека к загрязнению окружающей среды.

Теоретическое и прикладное значение. Диссертация расширяет недостаточно разработанные в науке представления о характере изменения взаимосвязей между клеточным составом периферической крови и кардиогемодинамикой в условиях хронического стресса у человека. Использование интегральных показателей позволяет выразить полученные результаты в категориях и понятиях теории донозологических состояний, что, в свою очередь, способствует внедрению научных выводов в практику. В диссертации приведены доказательства, что расчет энтропии лейкоцитарной формулы крови является простым способом выведения предварительных заключений о напряжении адаптационных механизмов населения, проживающего в зоне экологической опасности. Данные о зависимости поэтапной перестройки в клеточном составе периферической крови и кардиогемодинамике от возраста, продолжительности подводного стажа и интенсивности подводных работ представляют интерес для уточнения режимов труда лиц этой профессии.

Положения, выносимые на защиту:

1. Интегральные показатели периферической крови содержат информацию о напряжении стрессорных механизмов, которая позволяет идентифицировать процессы, развивающиеся на донозологическом уровне.

2. Корреляция между величиной интегральных показателей периферической крови и кардиогемодинамики на разных этапах хронического стресса является относительной, что объясняется нелинейностью изменений в сравниваемых системах.

3. Поскольку расчет интегральных показателей периферической крови возможен по данным, зафиксированным в амбулаторных картах обследуемых во время проведения ежегодных медицинских комиссий, он может использоваться для выведения предварительных заключений о динамике изменения уровня адаптации населения, проживающего в экологически неблагополучных регионах, за предыдущие годы.

Апробация работы: Материалы диссертации доложены и обсуждены на региональной естественнонаучной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (Владивосток, 1997), научно-практической конференции «Экологические, гуманитарные и спортивные аспекты подводной деятельности» (Томск, 2002), конференции по программе фундаментальных исследований Президиума РАН «Фундаментальные науки — медицине» (Москва, 2004), X и XI всероссийских научно-практических конференциях «Молодые ученые в медицине» (Казань, 2005, 2006), I съезде физиологов СНГ (Сочи, Дагомыс, 2005), ежегодных научных конференциях ИБМ ДВО РАН (Владивосток, 1997,1999,2004, 2005, 2006).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ. Объем и структура работы. Диссертация изложена на 132 страницах. Работа состоит из введения, 9 глав, выводов, списка литературы (173 источника, в том числе 113 иностранных авторов) и иллюстрирована 31 таблицей и 22 рисунками.

ВЫВОДЫ.

1. У жителей г. Дальнегорска Приморского края, где расположено предприятие по производству борной кислоты, показатели периферической крови находятся в рамках физиологических границ, однако, интегральный коэффициент ухудшения крови (ИКУК) ниже, а энтропия лейкоцитарной формулы крови (ЭЛФК) выше нормативных значений.

2. Доля жителей Дальнегорска, у которых по величине ЭЛФК диагностируется удовлетворительная адаптация, составляет 48, ее напряжение — 33 и перенапряжение — 19%, тогда как в контроле соответствующие цифры равны176, 24 и 0%.

3. У рабочих предприятия «Бор», непосредственно контактирующих с токсическими производными бора, показатели периферической крови не имеют существенных отличий от показателей крови жителей Дальнегорска, но распределение по уровню адаптации существенно отличается: норма — 28, напряжение -41, перенапряжение -31%.

4. Расчет ЭЛФК не выявляет различий в уровне адаптации рабочих разных цехов предприятия «Бор», а также ее зависимости от возраста и продолжительности стажа работы на предприятии.

5. Совпадение диагностических заключений об уровне адаптации водолазов, получаемых с помощью вычисления энтропии лейкоцитарной формулы крови (ЭЛФК) и адаптационного потенциала кровообращения (АПК), не является полным.

6. При различных вариантах группировки материала (зависимость от возраста, продолжительности подводного стажа и интенсивности подводных работ) максимальная амплитуда отклонений в показателях периферической крови водолазов, включая гипербарическую анемию, приходится на период адаптивной перестройки в кардиогемодинамике, тогда как развитие дисбаланса в последней сопровождается компенсаторным восстановлением концентрации гемоглобина и снижением степени изменений в лейкоцитарной формуле крови.

7. В период адаптивной перестройки в кардиогемодинамике водолазов увеличение АПК и ЭЛФК осуществляется параллельно, тогда как на поздних этапах выявляется расхождение между продолжающим ростом АПК и тенденцией к нормализации ЭЛФК. Соответственно, сходные вначале схемы распределения водолазов по уровню адаптации, рассчитанные на основании АПК и ЭЛФК, в дальнейшем перестают совпадать друг с другом.

9.6.

Заключение

.

Соотношение изменений в кардиогемодинамике и периферической крови водолазов в зависимости от интенсивности подводных работ подчинялось тем же закономерностям, что и при продолжительности подводного стажа.

Формирование повышенной постнагрузки на сердце с компенсаторным увеличением расхода энергии на продвижение крови по сосудистому руслу происходило уже при интенсивности подводных работ меньше 100 ч в год. При нагрузке 101−200 ч в год эти изменения сохранялись без дальнейшего прогрессирования. В случае увеличения интенсивности подводных работ до 201−300 ч в год у водолазов развивалась изометрическая гиперфункция сердца и наблюдалась перестройка гемодинамики по гипокинетическому типу, на этом же этапе фактические значения части признаков выходили за рамки должных величин, что указывало на начало разбалансирования системы. Интенсивность подводных работ больше 300 ч в год характеризовалась усугублением нарушений.

Низкое содержание гемоглобина в крови соотносится с интенсивностью подводных работ меньше 100 и 101−200 ч в год, что соответствует периоду формирования повышенной постнагрузки на сердце и ее компенсации путем увеличения расхода энергии на продвижение крови по сосудистому руслу. Восстановление содержания гемоглобина в крови и повышение количества эритроцитов осуществляется в классах 201−300 и больше 300 ч в год, совпадая с этапом развития изометрической гиперфункции сердца, перестройкой гемодинамики по гипокинетическому типу и появлением симптомов рассогласования в системе.

Отклонения в лейкоцитарной формуле крови, как и увеличение ЭЛФК достигают пика при интенсивности подводных работ 201−300 ч в год, однако в последующем степень изменений снижается. Соответственно, динамика роста АПК и ЭЛФК имеет общий характер в классах интенсивности подводных работ < 100, 101−200, 201−300, но не > 300 ч в год. Подобным образом распределение состояний организма, идентифицируемых по АПК и ЭЛФК, на диагностической матрице совпадает только до класса интенсивности подводных работ 201−300 ч в год.

ОБСУЖДЕНИЕ.

Современный человек постоянно испытывает на себе влияние антропогенных факторов, что приводит к хроническому напряжению стрессорных механизмов. Это делает актуальным поиск путей оперативной оценки степени наблюдаемого напряжения в условиях массовых обследований населения. К сожалению, прямые способы измерения стрессорной реакции путем определения содержания катехоламинов и кортикостероидов в биологических жидкостях не пригодны для данной цели. Поэтому предложен ряд косвенных подходов, основанных на представлениях об адекватности изменения степени адаптации организма во всех функциональных системах. Методологически решение подобных задач в большинстве случаев оказывается связанным с расчетом интегральных характеристик поэтапной перестройки взаимосвязанных между собой параметров.

Наибольшее распространение для диагностики донозологических состояний получили способы, основанные на выведении интегральных показателей для совокупности кардиогемодинамических характеристик: показателя адаптации ритма сердца (ПАРС) (Баевский и др., 1984) и адаптационного потенциала кровообращения (АПК) (Баевский, Берсенева, 1996). ПАРС объединяет параметры вариационной пульсометрии, периодичности (автокорреляционный анализ) и волновой структуры (спектральный анализ) сердечного ритма, тогда как АПК выводится из минимума антропометрических (возраст, рост, масса тела) и кардиогемодинамических (ЧСС, САД и ДАД) данных. Поскольку стресс является системной реакцией, теоретически, любая другая группа, состоящая из логически обоснованно подобранных признаков, может быть использована для выведения интегральных коэффициентов, отражающих уровень адаптации организма, при этом, как правило, проводится обобщение степени отклонения анализируемых характеристик от нормы (Лось, Сердюк, 1977) или расчет энтропии анализируемого множества (Автандилов, 1990). Совершенно очевидно, что в этом отношении наибольшее внимание привлекает периферическая кровь, которая представляет собой множество, состоящее из эритроцитарных и лейкоцитарных клеток. Методом, основанным на первом принципе, является интегральный коэффициент ухудшения крови, ИКУК (Тихончук и др., 1990), а на втором — энтропия лейкоцитарной формулы крови, ЭЛФК (Егорова, Фомин, 1985).

Обследование населения Дальнегорска. Наиболее простым эмпирическим способом оценки эффективности диагностических методов является сопоставление данных, полученных в экологически благополучных и проблемных регионах. В нашем исследовании это пригородная зона Владивостока и Дальнегорск — крупный районный центр Приморского края с развитой промышленностью. Город расположен вблизи уникального месторождения боросодержащих руд. Одним из градообразующих предприятий Дальнегорска является горно-химический комбинат «Бор» по производству борной кислоты. Соответственно, основную роль в загрязнении атмосферы города играют газообразные выбросы «Бора». Неблагоприятным природным фактором Дальнегорска является расположение в узкой и достаточно глубокой долине.

Как показали наши результаты, содержание НЬ в крови, величина СОЭ и число лимфоцитов в сравниваемых группах не имели статистически достоверных различий. Вместе с тем, в лейкоцитарной формуле жителей Дальнегорска наблюдалось статистически значимое увеличение доли палочкоядерных нейтрофилов и снижение количества сегментоядерных нейтрофилов, что приводило к росту индекса сдвига ядра. Другая особенность лейкоцитарной формулы жителей Дальнегорска заключалась в удвоении доли моноцитов. Приходится, однако, отметить, что все наблюдаемые изменения осуществлялись в рамках нормативных значений, поэтому они могут быть расценены только как проявление тенденции к активации нейтрофильного ростка кроветворения и иммунобиологическому напряжению организма. При медицинском обследовании эти отклонения не были признаны существенными и не подверглись учету.

Несмотря на малозначимость отклонений в показателях периферической крови, величина ИКУК у жителей Дальнегорска оказалась статистически достоверно меньше, чем в контроле. Как было указано в обзоре литературы, уменьшение ИКУК — свидетельство роста степени отклонений совокупности показателей периферической крови (Тихончук и др., 1990). Энтропия лейкоцитарной формулы крови (ЭЛФК), напротив, повышалась, что свидетельствовало об ослаблении упорядоченности в системе взаимосвязей между элементами лейкоцитарной формулы (Егорова, Фомин, 1985).

Полученные результаты интересны в двух отношениях. Во-первых, они подтверждают, что расчет ИКУК и ЭЛФК позволяет выявить в системе взаимосвязей между элементами системы достаточно глубокие сдвиги, имеющие неблагоприятный прогностический характер. Во-вторых, даже непрямой контакт с производными бора у населения, проживающего в Дальнегорске, где расположен завод по производству борной кислоты, вызывает изменения величины интегральных показателей крови.

В цехах предприятия «Бор», производящего борную кислоту, из токсических веществ, загрязняющих внешнюю среду, на ряде рабочих мест обнаружены пары борной и серной кислот, а также аэрозоль борной кислоты. Вместе с тем, максимальные концентрации этих кислот были ниже ПДК, за исключением участка упаковки (по данным санитарно-промышленной лаборатории предприятия «Бор»).

У рабочих завода «Бор» содержание НЬ в крови и скорость оседания эритроцитов (СОЭ) были выше, чем у остальных жителей Дальнегорска. В отличие от этого содержание лейкоцитов в обеих группах оказалось одинаковым. Единственным статистически достоверным сдвигом в лейкоцитарной формуле рабочих предприятия «Бор» являлось повышенное содержание палочкоядерных нейтрофилов, что влекло увеличение индекса сдвига ядра.

Несмотря на относительно небольшие изменения в лейкоцитарной формуле, величина ИКУК у рабочих завода «Бор» была статистически достоверно меньше, чем у жителей Дальнегорска. Параллельно статистически значимый рост испытывала ЭЛФК.

Вычисление ЭЛФК как способ диагностики уровня адаптации жителей Дальнегорска. По одной из наиболее распространенных классификаций диапазон донозологических состояний предложено разделять на четыре интервала: норма (удовлетворительная адаптация), напряжение адаптационных механизмов, состояние перенапряжения (неудовлетворительная адаптация), срыв адаптации (Баевский и др., 1984). Считается, что ЭЛФК как показатель упорядоченности взаимосвязей между элементами лейкоцитарной системы является величиной, зависимой от уровня адаптации организма, и, следовательно, с известной долей вероятности может использоваться для диагностики донозологических состояний (Егорова, Фомин, 1985; Тихончук и ДР., 1992).

Вычисление ЭЛФК показало, что величина признака, соответствующая норме, обнаруживается у подавляющего числа жителей пригородной зоны Владивостока и только у половины жителей Дальнегорска. Вместе с тем, по величине ЭЛФК у трети жителей Дальнегорска регистрировалось напряжение механизмов адаптации, а у пятой части — перенапряжение.

У рабочих горно-химического предприятия «Бор» состояние нормы обнаруживалось реже в сравнении с остальными жителями Дальнегорска. Доля лиц среди рабочих с состоянием напряжения адаптации увеличивалась до двух пятых, а с перенапряжением — до трети.

Таким образом, расчет ЭЛФК позволил не только зафиксировать наличие отклонений в системе взаимосвязей между элементами лейкоцитарной формулы крови, но и дифференцировать группы, на которые приходилась разная антропогенная нагрузка. С другой стороны, с помощью расчета интегральных показателей крови не удалось установить статистически значимых различий в уровне адаптации лиц, работающих в цехах по производству борной кислоты, бората кальция и серной кислоты. Подобным образом степень отклонений ИКУК и ЭЛФК не зависела от возраста рабочих (при градации последнего на классы 30 и больше 40 лет) и стажа работы на предприятии (при градации на классы 5,10, 15 и больше 15 лет).

Степень совпадения результатов, получаемых с помощью АПК и ЭЛФК. Приведенные выше результаты служат новым доказательством, что в условиях действия на организм экологически неблагоприятных факторов еще до появления сдвигов, выходящих за рамки нормативных величин, в периферической крови человека удается обнаружить отклонения, которые происходят на уровне информационных процессов, и что степень этих отклонений пропорциональна величине испытываемой нагрузки. С другой стороны, соотнесение этих отклонений с конкретными донозологическими состояниями пока целиком основано на эмпирических подходах. Совершенно очевидно также, что на установление взаимосвязей между изменениями в периферической крови и уровнем адаптации организма уйдут многие годы. В этих условиях промежуточным этапом движения в данном направлении является оценка того, насколько результаты, получаемые на основе расчета интегральных показателей крови, совпадают с применением других, прежде всего, кардиогемодинамических методов.

Кардиогемодинамические методы используются для диагностики донозологических состояний уже полвека и относятся к числу достаточно провереных (Парин, Баевский, 1966). Разработанные вначале для нужд космической физиологии, они прочно вошли в различные области медицины, где требуется определение уровня адаптации организма (Баевский, Берсенева, 1994; Галеев и др., 2002; Григорьев, Баевский, 2003; Московченко, 2004; Сарычев, 2006).

В нашем исследовании вопрос о взаимозависимости показателей периферической крови и кардиогемодинамики решался на основании анализа результатов медицинских комиссий водолазов, работающих на малых и средних глубинах с использованием для дыхания сжатого воздуха. Значительная часть водолазов наблюдалась в течение 30 лет, что позволило сопоставить не только средние значения признаков, но и проследить динамику взаимосвязей в зависимости от возраста, продолжительности подводного стажа и интенсивности подводных работ.

Суммарная характеристика группы (мужчины в возрасте от 20 до 50 лет) показала, что в процессе профессиональной деятельности у водолазов формируется кардиогемодинамический стереотип повышенной постнагрузки на сердце. Такое заключение соответствует литературным данным (Гуляр, Ильин, 1990; Мирошников, 2005). Было установлено также, что повышенная постнагрузка на сердце компенсируется ростом расхода энергии на продвижение крови по сосудистому руслу, развитием изометрической гиперфункции сердца и перестройкой кровообращения по гипокинетическому типу. Комплекс перечисленных показателей позволял сохранять внешнюю работу сердца водолазов на уровне контроля. Вместе с тем, адаптационный потенциал кровообращения (АПК) как интегральный показатель, характеризующий соотношение антропометрических и кардиогемодинамических данных, у водолазов был статистически достоверно выше, чем в контроле.

Исследование показателей периферической крови позволило выявить у водолазов анемию. Последняя характеризовалась уменьшением содержания гемоглобина в крови водолазов, тогда как количество эритроцитов в обеих группах не различалось. Соответственно, у водолазов определялось статистически достоверное снижение содержание НЬ в одном эритроците. Цветовой показатель также был снижен. В отличие от этого у водолазов отмечалось статистически значимое увеличение СОЭ.

Как известно, при гипербарии наблюдается повышение парциального давления кислорода в полости легких, вследствие чего происходит увеличение его проникновения через альвеолярно-капиллярный барьер. Попадая в сосудистое русло, кислород полностью насыщает гемоглобин эритроцитов, а оставшаяся несвязанной часть кислорода растворяется в плазме крови (Fletcher et al., 1973; Eckenhoff, Hughes, 1984; Гуляр, Ильин, 1990). Поскольку организм не имеет физиологических механизмов регуляции избытка кислорода, адаптация к гипероксии осуществляется путем выключения постоянной гипоксической активации хеморецепторов аортальной и синокаротидной зон, обеспечивающей тонической раздражение дыхательного центра (Гуляр, Ильин, 1990; Thorsen et al., 2001). Результатом является урежение частоты дыхания, снижение объема легочной вентиляции, брадикардия, уменьшение сердечного выброса, сужение сосудов, депонирование части крови (Taylor et al., 1998; Wulff et al., 1989; Macario, Macario, 2000). Эритропения и падение концентрации гемоглобина в крови — один из элементов сложного механизма ограничения поступления кислорода в организм (Fletcher et al., 1973; Гуляр, Ильин, 1990).

Число лейкоцитов в группе водолазов было одинаково с контролем. В лейкоцитарной формуле водолазов отмечалось статистически достоверное снижение доли сегментоядерных нейтрофилов без изменения числа палочкоядерных, что приводило к увеличению индекса сдвига ядра. Доля моноцитов и лимфоцитов увеличивалась.

Полученные результаты указывают на активацию моноцитарного и лимфоцитарного звена гемопоэза, однако, наблюдаемые изменения осуществлялись в рамках нормативных значений и, следовательно, могут оцениваться только как тенденция ожидаемого сдвига. Такая скрытая нестабильность системы нашла отражение в том, что интегральный коэффициент ухудшения крови (ИКУК), являющийся мерой суммы отклонений сравниваемых признаков от средних значений, у водолазов был уменьшен. Параллельно энтропия лейкоцитарной формулы крови (ЭЛФК) как показатель упорядоченности функционирования системы возросла.

Таким образом, увеличение интегральных показателей периферической крови (ИКУК и ЭЛФК), наблюдаемое у водолазов, соответствует увеличению интегрального показателя системы кровообращения (АПК).

Из изложенного следует, что интегральные характеристики совокупности показателей как кардиогемодинамики, так и периферической крови могут в обобщенном виде отражать степень донозологической реакции человека на изменения окружающей среды. В отношении адаптационного потенциала кровообращения (АПК) это доказывается тем, что его увеличение достаточно четко соответствует обнаружению скрытых нарушений в кардиогемодинамике, проявляющихся в несоответствии фактических значений признаков должным величинам. Подобным образом снижение интегрального коэффициента ухудшения крови (ИКУК) или увеличение энтропии лейкоцитарной формулы крови (ЭЛФК) соотносятся с уменьшением концентрации гемоглобина в крови, а их восстановление — с нормализацией этого показателя.

Приходится вместе с тем отметить, что если проанализировать процесс в динамике, то параллелизм в увеличении АПК и ЭЛФК обнаруживается только на стадии позитивной перестройки в сердечно-сосудистой системе, связанной с формированием механизмов, компенсирующих повышенную постнагрузку на сердце. На этапе появления рассогласований в кардиогемодинамике соотношение между АПК и ЭЛФК принимает инвертный характер. Благодаря данному обстоятельству, совпадение диагностических заключений, выводимых на основании вычисления АПК и ЭЛФК, оказывается частичным.

К механизму неполного совпадения диагностических заключений, выводимых на основании вычисления АПК и ЭЛФК Чтобы проанализировать причины, обусловливающие неполноту совпадения результатов, получаемых с помощью вычисления АПК и ЭЛФК, сопоставим динамику изменения каждого из них с флуктуациями содержания гемоглобина в крови.

Как было отмечено выше, зависимость содержания гемоглобина в крови от возраста, продолжительности подводного стажа и интенсивности подводных работ выражается двухфазовой кривой. Первая фаза состоит в снижении содержания гемоглобина в крови, вторая — ее нормализации. Умеренное снижение содержания гемоглобина в крови является одним из признаков гипербарической анемии, развивающейся у большинства водолазов в качестве адаптивной реакции на избыточное поступление в организм кислорода (Гуляр, Ильин, 1990). Оно приходится на период, когда у водолазов осуществляется формирование повышенной постнагрузки на сердце, которое компенсируется ростом расхода энергии, затрачиваемой на продвижение крови по сосудистому руслу. Данный интервал соответствует возрастным группам водолазов до 40 лет, продолжительности подводного стажа до 2000 ч и интенсивности подводных работ до 200 ч/год. Механизм последующего восстановления содержания гемоглобина в крови водолазов не известен. В доступной литературе мы не встретили описания этого явления. Из представленного нами материала следует, что восстановление содержания гемоглобина в крови соотносится с этапом развития изометрической гиперфункции сердца и перестройки кровообращения по гипокинетическому типу, а также проявления симптомов рассогласования биосистемы в форме выхода фактических значений большинства показателей за рамки должных величин.

На рисунке 21 дано сопоставление динамики изменений АПК и содержания гемоглобина в крови водолазов в зависимости от продолжительности подводного стажа и интенсивности подводных работ. Как можно убедиться, во всех случаях АПК испытывает прогрессирующее увеличение, тогда как изменения содержания гемоглобина в крови носят двухфазный характер. В плане настоящего исследования важно то, что восстановление содержания гемоглобина в крови после длительного снижения осуществляется на фоне продолжающего роста АПК, т. е. не улучшения, а ухудшения состояния кардиогемодинамики.

НЬ АПК.

Рис. 21. Содержание гемоглобина в крови (НЬ) и адаптационный потенциал кровообращения (АПК) у водолазов с различной продолжительностью подводного стажа (вверху) и интенсивностью подводных работ (внизу). К — контроль. *-Р <0,05.

Для объяснения данного явления, по-видимому, следует обратиться к концепции эффекторного интеграла, по которой поддержание гомеостаза имеет в своей основе мультипараметрические механизмы, так что рассогласование одной системы оказывается сопряженным с взаимозамещающей активацией другой (Новосельцев, 1978). Если это так, то восстановление содержания гемоглобина в крови на этапе проявления признаков рассогласования в сердечно-сосудистой системе водолазов может рассматриваться как компенсаторный механизм поддержания равновесия О2/СО2 в измененной кардиогемодинамической ситуации.

На рисунке 22 сопоставлены кривые изменения содержания гемоглобина в крови и величины ЭЛФК у водолазов в зависимости от продолжительности подводного стажа и интенсивности подводных работ.

Hb ЭЛФК.

200 300 i/тя 200 300 i/щ.

Рис. 22. Содержание гемоглобина в крови (НЬ) и энтропия лейкоцитарной формулы крови (ЭЛФК) у водолазов с различной продолжительностью подводного стажа (вверху) и интенсивностью подводных работ (внизу). К — контроль. * - Р < 0,05.

Сопоставляемые кривые в обоих случаях имеют двухфазный характер и инвертны друг другу. ЭЛФК — показатель, отражающий соотношение между различными формами лейкоцитов, однако, в обзоре литературы были приведены данные о том, что между эритроцитарной и лейкоцитарной системами существуют мало изученные пока связи, осуществляемые через секрецию эритропоэтина (Buemi et al., 2002, 2003, 2006). Логично предположить поэтому, что изменения величины ЭЛФК в процессе профессиональной деятельности водолазов содержат информацию о подобном опосредованном влиянии перестройки, происходящей в эритроцитах, на лейкоцитарную систему. Хотя подобный ход рассуждений содержит элемент дискуссионности, он интересен в том отношении, что позволяет рассматривать преобразования, происходящие у водолазов в кардиогемодинамике, эритроцитарной системе и состоянии лейкоцитов, под единым углом зрения.

Итак, не исключено, что характер флуктуаций ЭЛФК в процессе профессиональной деятельности водолазов не просто сопряжен с изменениями содержания гемоглобина, а определяется им. В таком случае причиной нарушения параллелизма между изменениями АПК и ЭЛФК может служить именно редуцирование гипербарической анемии как компенсаторной реакции на появление скрытого дисбаланса в кардиогемодинамике. Более далеко идущий вывод состоит в том, что в результате подобной взаимозамещающей активации изменения в кардиогемодинамике, внешнем дыхании и эритроцитарной системе, образующих функциональный комплекс для поддержания равновесия О2/СО2, должны осуществляться не параллельно, а по собственным алгоритмам, что, по-видимому, и наблюдается в нашем случае. Это, в свою очередь, означает, что интегральные показатели, характеризующие каждую из трех систем, не могут быть адекватны друг другу.

Резюме.

Результаты диссертационной работы свидетельствуют, что интегральные показатели периферической крови содержат информацию о напряжении стрессорных механизмов, которое осуществляется на донозологическом уровне. Несмотря на отсутствие отклонений, выходящих за рамки нормативных значений признаков, среди жителей Дальнегорска, относящихся к одному из самых экологически неблагополучных регионов Дальнего Востока, число лиц, у которых регистрируется снижение интегрального коэффициента ухудшения крови (ИКУК) и увеличение энтропии лейкоцитарной формулы крови (ЭЛФК), больше, чем в контрольной группе. В свою очередь, у рабочих горнохимического предприятия «Бор», непосредственно контактирующих с токсичными производными бора, изменение величины интегральных показателей крови выражено значительнее в сравнении с остальными жителями Дальнегорска.

Получены новые доказательства, что вычисление ЭЛФК является достаточно чувствительным методом разделения обследуемых на донозологические группы нормы, напряжения адаптационных механизмов, перенапряжения и срыва адаптации. Вместе с тем, диагностические заключения, выводимые на основании расчета ЭЛФК, только частично совпадают с результатами определения уровня адаптации организма по величине адаптационного потенциала кровообращения (АПК), широко используемого в прикладной физиологии. Предполагается, что расхождение кривых ЭЛФК и АПК в процессе профессиональной деятельности водолазов обусловлены компенсаторным редуцированием гипербарической анемии как реакции на появление скрытых нарушений в кардиогемодинамике. Отсюда вытекает, что в рамках выполнения общей программы по поддержанию необходимого уровня Ог в крови перестройка в кардиогемодинамике и транспортной системе гемоглобина осуществляется по самостоятельным алгоритмам.

Подобный ход рассуждений заставляет с осторожностью относиться к экстраполяции оценок, производимых с помощью интегральных показателей состояния отдельных систем, на целый организм. Тем не менее, в рамках признания этой относительности интегральные показатели кардиогемодинамики и периферической крови можно рассматривать в качестве чувствительных способов регистрации доклинических отклонений, позволяющих производить предварительную рекогносцировку уровня адаптации населения или производственных коллективов, а также наблюдать развитие процессов. Более того, данные о росте, массе тела, уровне ЧСС и артериального кровяного давления, также как о результатах клинического анализа крови, содержатся в амбулаторных картах большинства лечебных учреждений, что делает возможным ретроспективную оценку здоровья населения за предыдущие годы.