Патофизиология человека в условиях севера России

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

В ходе эволюционного развития человек подготавливался природой к восприятию различных воздействий внешнего мира. Вырабатывались соответствующие биологические ритмы в деятельности всех функциональных систем организма [1, 2]. Процессы, связанные с освоением ресурсов северных регионов России, сопровождались перемещением в эти районы людей из различных регионов страны. Попадая в новые климатогеофизические условия, новоселы и их потомство испытывали нарастающий прессинг различных факторов изменившейся среды обитания [3, 4].

Низкая адаптивная устойчивость организма человека к стрессирующим воздействиям, обусловленная либо генофенотипическими особенностями, либо переутомлением или имеющейся патологией, приводит к истощению защитных механизмов с последующим расстройством (дизадаптацией) психоэмоционального статуса, дисфункцией эндокринной системы, нарушениями метаболизма, снижением иммунной защиты, ухудшением функций кардиореспираторной системы, а также другими нарушениями со стороны гомеостатических систем вплоть до мембраноклеточного уровня организации организма [5, 6].

Проживание человека в экологических условиях высоких широт приводит к адаптивным изменениям системы крови. Наблюдается анемизация вследствие дефицита железа, снижение количества лейкоцитов, повышается чувствительность к бактериальновирусному окружению, вследствие чего увеличивается инфекционная заболеваемость [7].

Характерным явлением для функционального иммунодефицита на Севере является уменьшение количественных и качественных показателей клеточного иммунитета с меньшим на 10–15% числом Т-хелперов и Т-супрессоров. Выявляется снижение функции Т-лимфоцитов, как у здоровых, так и у больных жителей Севера [5]. Отмечается снижение иммунитета и тенденция к затяжному, хроническому течению заболеваний у северян [5, 8, 9]. Неадекватное функционирование иммунной системы на Севере приводит к распространению острой инфекционной патологии, создает угрозу срыва защитных адаптивных механизмов и определяет склонность к переходу острого воспаления в хроническое [6].

На функциональное состояние нервной системы оказывает существенное влияние световое голодание и контрастный световой режим. У северян нередко наблюдается психологическая дезадаптация вследствие хронического психосоциального стресса [10]. Наибольшими резервами адаптации к экстремальным климатогеофизическим условиям обладают люди с высокой функциональной активностью правого полушария головного мозга и не сниженной функциональной активностью левого полушария [11]. При этом именно у людей с высоким уровнем активности правого полушария, живущих на Севере, психоэмоциональное напряжение было более чем на 28% меньшим, чем в случае сниженной активности данного полушария. Высокая функциональная активность правого полушария под действием экстремальных геофизических и погодных факторов при нормальном функционировании левого полушария является наиболее оптимальным состоянием межполушарных взаимодействий мозга [5, 11].

У коренных жителей Ханты-Мансийского автономного округа отмечается превалирование функции правого полушария, особенно в сравнении с пришлыми жителями. После 15 лет проживания в дискомфортных условиях — выявлено 17,9% людей с выраженными проявлениями повышенной функции правого полушария, тогда как доля таких мигрантов составляла лишь 6–8% [12].

Хроническая гипоксия на Севере является тканевой гипоксией, обусловленной действием комплекса геофизических факторов высоких широт. Напряжение кислорода и насыщение капиллярной крови кислородом у северян в первые 20 лет проживания на Севере поддерживаются на нормальном уровне. «Окислительный стресс» и превращается в патогенетическую основу прогрессирования и хронизации заболеваний органов дыхания на Севере [5]. Неблагоприятное влияние гипоксии на организм отмечается в ряде работ, в которых указывается, что при переходе к холодному периоду года возрастает нагрузка на дыхательную систему. Установлено снижение кислородутилизационной функции организма на севере [13].

В сильный ветер затрудняется дыхание, трудно осуществить выдох. Происходят сезонные повышения минутного объема емкости крови и замедление скорости кровотока; но коэффициент использования кислорода снижен. Распространенность пульмонологической патологии на Севере очень высока и достигает более 55% от всех заболеваний. К особенностям развития патологии легких на Севере относятся: одышка при небольшой физической нагрузке; гипервентиляция легких в сочетании с обструктивными изменениями дыхательных объемов, снижением дыхательных резервов, гипертрофией правого желудочка сердца, легочной гипертензией, расширением общего ствола легочной артерии и усилением легочного рисунка [12, 14].

Клинико-морфологические исследования позволили выявить значительно большую распространенность заболеваний системы кровообращения (артериальная гипертензия, ишемическая болезнь сердца, атеросклероз) у приезжего населения по сравнению с коренным населением Севера. В начальной стадии адаптации к жизни на Севере у людей часто формируются гипертензивные состояния. Происходит истощение резервов адаптации левого сердца, что у части людей приводит к гипертензии сосудов большого круга кровообращения. Сосудистые дистонии, формирующиеся у пришлого населения в условиях высоких широт, представляют собой явление дезадаптации. И. С. Кандрор (1968) пишет об учащении частоты сердечных сокращений (ЧСС) у жителей северных регионов [15]. Вопрос об изменении артериального давления в условиях Севера до настоящего времени остается дискуссионным. Некоторые исследователи отмечают тенденцию к снижению АД у северян [10, 14]. По данным О. Л. Ковязиной (1998) для школьников г. Когалыма ХМАО характерен повышенный уровень диастолического артериального давления (АДД), превышающих возрастную норму на 8–10 мм. рт. ст. [16]. Наиболее выраженное увеличение АДД, независимо от возраста, имело место у детей с избытком массы тела и с большим северным стажем. В условиях Севера происходит «омоложение» гипертонической болезни [17].

Проблеме артериальной гипертонии (АГ) на Севере было посвящено большое число исследований в высоких широтах. Так исследования, проведенные в г. Надыме, показали, что в возрасте 20–59 лет артериальной гипертонией страдает каждый третий из числа обследованных. При этом 60% всех случаев артериальной гипертонии приходится на возраст до 40 лет. Вероятность развития АГ после 10 лет работы на Севере увеличивается в 3 раза. Артериальная гипертония у пришлых жителей Тюменского Севера выявлена в 35,4% случаев [5]. Анализ повозрастных коэффициентов смертности от артериальной гипертензии подтверждает, что основная часть летальных исходов от гипертонической болезни у северян приходится на возраст 40–59 лет, а в умеренных широтах — старше 60 лет. Ряд исследователей рассматривают адаптационную гипертензию как следствие гемодинамической компенсации организмом нарушенного обмена веществ. Увеличение гемодинамического давления связывается с повышением сосудистого тонуса, ростом периферического сопротивления как приспособительной реакцией к суровым климатическим условиям Севера [7].

Другие считают, что наибольшую роль в повышении артериального давления играют холод и специфическая гелиогеомагнитная обстановка. Холод определяет проблему спазма периферических сосудов. У северян холодовой бронхоспазм и перераспределение неточных объемов вызывают выраженную легочную гипертензию, увеличение нагрузки на правый желудочек сердца, гипертрофию правого желудочка, и, таким образом, отягощают течение эссенциальной артериальной гипертонии [3, 8].

Третьи связывают артериальную гипертензию на Севере с активацией симпатического тонуса вегетативной нервной системы. Гиперактивация симпатической нервной системы сопровождается повышением уровня норадреналина в крови и вызывает, в конечном счете, вазоконстрикцию, тахикардию и задержку ионов натрия и воды в организме [5, 7].

Результаты ряда исследований на Севере позволяют отнести северную артериальную гипертензию к разряду болезней дизадаптации. Одним из таких важных проявлений полярного напряжения является синдром липидной гиперпероксидации, который становится одним из ведущих патогенетических механизмов в развитии у северян артериальной гипертонии. Речь идет о развитии мембранных дефектов и повышении сосудистого тонуса под действием продуктов избыточной липидной пероксидации на фоне истощения антиоксидантной защиты. Особое место в факторах риска прогрессирования артериальной гипертонии на Севере занимают дизадаптивные изменения свертывающей системы крови, способствующие нарушению реологических свойств [2, 9].

Дополнительным усугубляющим фактором могут быть функциональные иммунодефицитные состояния. Основой мембранной недостаточности клеточных и субклеточных структур у значительной части жителей Севера является нарастающая недостаточность основных классов жирорастворимых витаминов. Одной из основных причин формирования недостаточности жирорастворимых витаминов в организме человека на Севере является алиментарный фактор, обусловленный низким уровнем потребления самих жирорастворимых витаминов, а в ряде случаев и соединений (провитаминов, микроэлементов) [18]. Дефицит жирорастворимых витаминов-антиоксидантов в пище, сочетающийся с высоким их расходованием в состоянии хронического экологического стресса приводит к дисбалансу в системе: антиоксиданты — липопероксидация, который, в свою очередь, ведет к мембранному дефекту в различных органах и тканях [8, 10].

Даже у практически здоровых людей под влиянием экстремальных геоэкологических факторов на Севере наблюдаются признаки А, Д и Е-гиповитаминоза. Недостаточность жирорастворимых витаминов у человека в этих условиях может стать причиной тяжелых нарушений обмена веществ и функций различных органов и систем [19]. Все важнейшие механизмы холодовой адаптации находятся под контролем щитовидной железы, причем ее влияние сохраняется и после наступления состояния холодовой адаптированности. Длительное проживание на Севере сопровождается снижением продукции тиреоидных гормонов. Возрастное снижение функциональной активности щитовидной железы у представителей северных популяций отмечается в возрасте 40–45 лет, заметно раньше, чем это характерно для жителей умеренных широт (50–55 лет) [4].

Исследования уровня йодурии у жителей Ханты-Мансийска, проведенные В. И. Хаснулиным в конце 90-х годов XX века показали, что около половины обследованных жителей имели йоддефицит, преимущественно легкой (30%) и средней тяжести (16%). Йодный дефицит средней тяжести выявлен в районах Приполярья, Приуралья, Полярного Урала. В крупных городах ХМАО (Сургут, Нижневартовск, Ханты-Мансийск), а также в районах юга области и в Тюмени выявлен легкий йодный дефицит. При этом было показано, что этническая принадлежность не оказывает влияния на распространенность и тяжесть йоддефицитных заболеваний щитовидной железы [5].

Коренных народов Севера объединяет наличие эволюционно сложившихся, полноценных механизмов адаптации к природным условиям Севера и экологическая детерминация гомеостатических реакций. Исторически коренные северяне занимались физически активной трудовой деятельностью — охотой, оленеводством, рыбной ловлей [20]. Особенностью их питания являлась большая доля белков и жиров в рационе. У коренных жителей Севера — низкий уровень липидов крови, низкая распространенность артериальной гипертонии, избыточной массы тела и сахарного диабета.