Системы экспресс-оценки уровня соматического здоровья индивида

 

 

В одной из последних монографий, посвященных проблеме здоровья, И.И.Случевским [1984] на основании идей Б.Когэна, изложенных выше, сделана попытка изобразить шкалу здоровья, на левом конце которой находится „совершенное" здоровье (обозначаемое единицей), а на правом — „нулевое" здоровье (смерть):

Здоровье

|------------------------------------|

1.0.                                      0.0

Но этим, пожалуй, и ограничиваются авторские удачи, ибо далее следуют рассуждения о том, какой вид патологии ближе к тому или иному полюсу „шкалы". Материалы, представленные выше, дают основание полагать, что для характеристики этой шкалы может быть использован энергопотенциал биосистемы, характеризующий ее

жизнеспособность.

 

Основным источником энергии в биосистеме является окисление кислородом атомов водорода пищевых веществ (главным образом углеводов и жиров). Сжигая эти сложные вещества в процессе дыхания, биосистема функционирует как „биологическая печь", обеспечивая клетки энергией для осуществления ими своих функций.

Энергия, освобождающаяся при биологическом окислении, частично рассеивается в виде тепла, а частично аккумулируется путем фосфорилирования АДФ с образованием АТФ — соединения с непрочными связями, в котором сосредоточено большое количество энергии. В организме существуют в небольших количествах и другие макроэрги, но основной источник энергии для клетки сконцентрирован в АТФ.

Молекула АТФ содержит три связанные между собой фосфатные группы. При гидролизе от молекулы АТФ отделяется концевая фосфатная группа, в результате чего возникают АДФ и неорганический фосфат. Энергия, аккумулированная на концевой фосфатной группе, переносится на акцептор и через систему переноса электронов обеспечивает процессы, протекающие с потреблением энергии (например, биосинтез или мышечное сокращение). При получении энергии в биосистеме используются главным образом два механизма: анаэробный (т.е. гликолиз) и аэробный (цикл Кребса и пентозный цикл).

В условиях гликолиза на каждую потребленную молекулу глюкозы продуцируется всего 2 молекулы АТФ. Что это дает в энергетическом отношении? При расщеплении одной грамм-молекулы глюкозы (180 г) с образованием молочной кислоты выделяется 56 ккал. Поскольку при образовании грамм-молекулы АТФ связывается около 10 ккал, эффективность процесса „улавливания" энергии при гликолизе равна около 36 % (20 ккал из 56). Эти 20 ккал, превращенные в энергию фосфатных связей АТФ, составляют лишь ничтожную часть (около 3 %) всей энергии, заключенной в грамм-молекуле глюкозы (690 ккал).

Процесс аэробного распада углеводов энергетически значительно более эффективен. Расщепляя молекулы лактата до СО2 и воды, клеткам удается извлечь большую часть содержащейся там энергии. Всего в результате окисления одной молекулы глюкозы синтезируется 38 молекул АТФ, причем 36 из них возникает в присутствии кислорода. При синтезе 38 г-молекул АТФ связывается 380 из 690 ккал, содержащихся в грамм-молекуле глюкозы. Следовательно, энергетическая эффективность окисления глюкозы составляет всего 55 %, из них лишь 3% приходится на гликолиз. Кстати, это свидетельствует о том, что еще есть резерв эволюции жизни на Земле (по крайней мере в энергетическом аспекте). Таким образом, аэробное окисление эффективнее и экономичнее анаэробного более чем в 17 раз. Кроме того, необходимо учитывать, что расход глюкозы при аэробном окислении резко снижается (за счет использования других энергетических субстратов), а при гликолизе, при котором используются лишь углеводы, для пополнения энергетических ресурсов тканей потребовалось бы доставлять такое количество субстрата, которое не могло бы быть обеспечено нормальным кровотоком. Отсюда понятно, что все высокоорганизованные животные с интенсивным уровнем потребления энергии не в состоянии длительно существовать без кислорода. Борьба за поддержание оптимального напряжения кислорода в клетке во многом определила весь ход эволюции живого. Способность увеличивать при необходимости поглощение кислорода определяет тот резерв энергии, который может быть использован для интенсификации процессов жизнедеятельности. Чем больше эта способность, тем организм жизнеспособнее.

 

Итак, проблема измерения степени жизнеспособности (читайте — уровня соматического здоровья) упирается в проблему измерения максимального потребления кислорода (МПК).

 

С физиологической точки зрения, МПК интегрально характеризуетсостояниедыхательной, кровеносной и метаболических функций, сбиологической — степень устойчивости (жизнеспособности)неравновесной системы, т.е. живого организма. На рис. 3 представлено аллегорическое изображение принципа „устойчивого неравновесия" Бауэра. Степень устойчивости шарика, находящегося на наклонной плоскости, определяется его энергопотенциалом.

Переход шарика в равновесное состояние означает смерть.

 

 

Рис.3. Биологический и физический смысл эволюции (принцип Бауэра). Объяснения в тексте.

Определение МПК производится с помощью различных тестирующих процедур с физической нагрузкой ("до отказа"), при которых достигается индивидуально максимальный транспорт кислорода (прямое определение МПК). Наряду с этим величину МПК оценивают с помощью косвенных расчетов, которые основываются на данных, полученных в процессе выполнения испытуемым непредельных физических нагрузок (непрямое определение МПК). Одним из самых распространенных методов непрямого определения МПК является тест Купера — полуторамильный или 12-минутный. Этот тест основан на том, что энергетическим базисом физического качества общей выносливости служат аэробные механизмы энергообразования. В связи с этим вполне реально диагностировать функциональный класс аэробной способности по расстоянию, пробегаемому испытуемым за 12 мин [Амосов, Бендет, 1984]. Это расстояние (I, км) строго соответствует МПК (II, мл/мин/кг):

 

42.6-51.5

<2.8

≥51.6

 

Одна из последних работ, касающаяся обсуждаемой проблемы, принадлежит группе авторов из США [Blaire et al., 1989]. С 1970 по 1981г. они наблюдали 10 224 мужчин и 3120 женщин, которые прошли предварительное медицинское обследование в клинике

К.Купера в Далласе. В исследование включали только тех пациентов, которые достигали 85% максимального возрастного уровня частоты сердечных сокращений (ЧСС) в ходе теста на тредмилле при базовом обследовании в клинике. Кроме того, из

исследования исключали лиц, имевших в анамнезе сердечные приступы, гипертензию или диабет, а также отклонения на ЭКГ, в том числе после физической нагрузки. В качестве физической нагрузки, во время которой определялась МПК, использовали

максимальный тредмилл-тест.

 

Главным выводом работы, на наш взгляд, явилось установление „оптимального" уровня аэробной способности, выше которого риск смерти одинаков для всех групп физической кондиции. Он равен 9 MET (32.5 мл/кг/мин) для женщин и 10 MET (35 мл/кг/мин) для мужчин. Ниже этого уровня риск смерти увеличивается (рис.4).

 

 

Рис.4. Показатели смертности (по оси ординат, на 10 тыс. человек) у мужчин (1) и женщин (г) за 11-летний период наблюдения в зависимости от мошности аэробного энергетического потенциала (по оси абсцисс, MET) [по: Blaire et al., 1989].

 

Сходные данные наблюдали Б.М.Липовецкий с соавторами [1985], выявившие увеличение риска смерти от сердечно-сосудистых заболеваний и злокачественных новообразований по мере снижения толерантности к тредмилл-тесту (рис.5).

 

 

Рис.5. Смертность, ‰, за 6-летний период наблюдения 40-59-летних мужчин в зависимости от максимальной ЧСС при тредмилл-тесте.

I - всего,

II - сердечно-сосудистые катастрофы,

III - рак.
1 -были противопоказания к проведению теста;

2 - реакция на нагрузку носила ишемический характер, нагрузка прекращена до достижения должных возрастных величин ЧСС;

3 - закончили нагрузку, не достигнув возрастного уровня ЧСС;

4 - достигли возрастного уровня ЧСС.

 

Вместе с тем использование тредмилл-теста не следует рекомендовать для проведения скрининга, так же как и тест Купера (из-за его опасности для лиц с латентными формами сердечно- сосудистых заболеваний). Это явилось основанием для попытки

создать экспресс-систему оценки уровня соматического здоровья, которая была бы доступной для среднего медперсонала, не требовала сложного оборудования и была бы достаточно информативной.

С целью обоснования подобной системы были проанализированы некоторые клинико-физиологические показатели нескольких групп обследуемых лиц с различной мощностью велоэргометрической нагрузки на уровне толерантности. Часть этих данных представлена в табл.1; их анализ указывает на наличие ряда закономерностей, сопровождающих возрастание толерантности к физической нагрузке:

снижение индекса Робинсона („двойного произведения") в покое (I) и весоростового показателя (II) с одновременным увеличением „силового" (III) и „жизненного" (IV) индексов.

 

Таблица1

 

На основании ряда подобных исследований была создана экспресс-система оценки уровня соматического здоровья (табл. 2) 0на состоит из ряда простейших показателей, которые ранжированы, и каждому рангу присвоен соответствующий балл. При этом

учитывается величина факторной нагрузки при факторном анализе.

 

Общая оценка соматического здоровья определяется суммой баллов. Это соответствует определенному уровню аэробного энергопотенциала.

 

Таблица2

Экспресс-оценка уровня физического здоровья у мужчин (I) и женщин (II) [по: Апанасенко, Науменко, 1988]

 

 

 

 

П р и м е ч а н и е. В скобках - баллы.

Г.Л.Апанасенко, ЭВОЛЮЦИЯ БИОЭНЕРГЕТИКИ И ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА, САНКТ-ПЕТЕРБУРГ, МГП “ПЕТРОПОЛИС, 1992