Подход к анализу рисков здоровью на основе модели феномики

В последнее время в области анализа рисков здоровью прослеживается тенденция к интеграции диагностических технологий различных направлений в медицине для достижения результата – здоровья человека. Однако неудовлетворенность результатами, помимо известных причин [18], связана с отсутствием критерия здоровья и превалированием клинического направления по отношению к гигиеническому [2].

Для решения задач превентивной медицины необходим системный подход [16] к анализу риска здоровью, прогресс в развитии общей теории патологии и общей теории адаптации.

На рисунке 1 представлена упрощенная схема механизмов кортико-висцеральной патологии.

Рис. 1. Схема кортико-висцеральных механизмов общей патологии

58 Специальный выпуск

В правой части рисунка представлена структура организма из работы Казначеева В.П. [5]. Каждый орган органного уровня представлен микрорайоном, включающим соединительную ткань и паренхиму. В соответствии с современными представлениями, при изменении внешних условий, организм человека испытывает компенсаторные и адаптивные перестройки, причина которых заключается в потребности оптимизировать взаимоотношения между его системами и факторами среды. Информация о функциональном состоянии систем организма по интероцептивным связям поступает в гипоталамус, определяющий особенности межсистемных взаимодействий. Результат межсистемного взаимодействия посредством нейрогенного механизма (нейропаралитического или ней-ротонического) оказывает управляющее воздействие (ингибирующее или тонизирующее) на микроциркуляцию сосудов соединительной ткани микрорайона. Ишемия сосудов снижает функциональную активность паренхимы, а гиперемия повышает. Такой процесс является рабочим (физиологическим) для организма. Изменение объема микроциркуля-торного русла [12] влияет на параметры соединительной ткани, являющейся окружающей средой для паренхимы, оказывая управляющее воздействие с целью регулирования функциональной активности органа.

При действии на организм стресс-факторов окружающей среды, вышеописанный нейрогенный механизм, усиленный химическим действием медиаторов стресса, может проявляться с большей силой и длительностью.

Патологическое влияние ишемии на соединительную ткань проявляется в снижении кровенаполнения органа, что приводит к снижению доставки кислорода, питательных веществ, электронного насыщения, активности иммунной системы. В тканях создаются благоприятные условия для развития патогенных организмов и структурных изменений ткани [12].

Увеличение объема капиллярного русла (гиперемия) при стрессе может привести к избыточному кровенаполнению органа. Если стенки микрососудов изменены, то могут происходить кровоизлияния в результате разрыва сосудистых стенок или же диапедеза, когда наступает просачивание эритроцитов сквозь стенки капилляров; может развиться также отек ткани [12].

Предрасположенность к патологическим явлениям в микрорайонах определяется индивидуальными особенностями организма.

Цель работы – на основе анализа современных методов оценки риска здоровью и применения системного подхода к развитию теории общей патологии и общей теории адаптации организма человека к окружающей среде обосновать преимущества нового подхода к оценке риска здоровью.

Использованные методы и подходы

Для оценки риска здоровью необходимо обеспечить оценку актуального состояния организма, его системных функциональных единиц (микрорайонов), выявить персонализированную предрасположенность микрорайонов к риску неблагоприятного влияния ишемии и (или) гиперемии.

Оценка общего состояния организма и его систем

С оценкой общего состояния организма хорошо справляется диагностика на основе математического анализа вариабельности ритма сердца.

Марасанов А.В. Подход к анализу рисков здоровью на основе модели феномики

Для оценки активности систем организма, в спектре сердечного ритма или в спектре электромагнитного излучения человека выделяют компоненты экстремумов: частоту (идентифицирует систему организма) и амплитуду (отражает степень активности системы организма в процессе адаптации к окружающей среде).

Основные результаты

Известно, что в основе индивидуальной адаптационной реакции организма на факторы окружающей среды лежит генотип – комплекс видовых признаков, закрепленных генетически и передающихся по наследству [4], определяющих во взаимодействии со средой образование фенотипа. Фенотип представляет собой любые проявления организма в каждый момент его жизни. Включает в себя и внешний вид, и внутреннее строение, и физиологические реакции [10]. Отметим, что физиологические реакции зависят от реактивности организма – свойства живых существ дифференцированно отвечать на внешние воздействия и изменения в их внутренней среде [7], а в качестве реактивного свойства каждой системы организма выступает ее «норма реакции» на воздействие среды. «Нормы реакции» определяют дифференцированную чувствительность организма к параметрам факторов внешней среды, а также резистентность организма [10].

«Нормы реакции» определяют оптимальную активность систем организма, т. е. фактически представляют собой образ полезного результата (биологическую потребность) его деятельности согласно теории функциональных систем П.К. Анохина.

В условиях действия стресс-факторов в организме развивается рефлекторная реакция в интересах восстановления оптимальности уровней функционирования систем организма ( гомеостазисная реакция организма ). В результате, в процессе адаптации организма к условиям внешней среды, будут доминировать центральная нервная система ( известный факт ) и существенная система организма ( система с максимальной нормой реакции ), определяющие, соответственно, неспецифическую [19] и гомеостазисную [8] реакции организма.

Еще одной важной особенностью функциональной деятельности организма является многопараметрическое обеспечение полезного результата [14] за счет взаимодействия систем организма. На рисунке 1 показано, как взаимодействие систем организма участвует в кортико-висцеральном механизме патологии, в результате которого адаптивные процессы организма не всегда целесообразны, а в отдельных случаях даже фатальны для индивида [6]. Далее рассмотрим этот механизм подробнее.

Доминирующая существенная система может вовлекать в процесс адаптации другие системы организма по принципу взаимодействия с ними, тонизируя или ингибируя их активность. Данный факт с учетом направленности взаимодействия (ингибирование, тонизирование) имеет значение для понимания патогенеза заболеваний, их целенаправленной профилактики и лечения. Особенно подверженность такому влиянию относится к системам с низкой нормой реакции, так как вероятность угнетения их уровня функционирования доминирующими системами организма выше.

Комплексный учет механизмов формирования гомеостазисной и неспецифической реакции необходим в интересах выявления и эффективной профилактики функциональных нарушений в организме [15], так как помимо системы, с высокой вероятностью подверженной патологическим изменениям, фенотипическая модель организма одновременно выявляет и причинно-следственную связь возникновения в ней функциональных изменений, прежде всего с высоким уровнем функционирования существенной и центральной нервной системы организма.

Специальный выпуск

Тесная взаимосвязь и взаимозависимость «адаптационных реакций» (функциональных) и «адаптационных изменений» (структурных изменений органов и систем организма) открывает возможность раннего прогнозирования и, соответственно, коррекции формирующихся состояний [11].

Рассмотрим предлагаемую модель организма человека на структурно-функциональном уровне в виде набора (паспорта) фенотипических черт индивида, представленных нормами реакции систем организма. Специальная упорядоченность системных функциональных единиц (СФЕ) модели упрощает математическое описание и схематическое представление нейрогенного механизма направленности взаимодействий (тонизирующих, ингибирующих) систем организма (табл. 1, рис. 2). Анатомическое соответствие заимствовано из работ доктора медицины Harry F. Darling [17].

Таблица 1

Модель организма человека

№ п/п	СФЕ организма	Анатомическое соответствие
1	Центральная нервная система	Головной и спинной мозг. Гипофиз. Мышцы головы
2	Эндокринная система	Щитовидная, вилочковая, шишковидная железы. Мышцы шеи
3	Респираторная система	Легкие. Корковая система нейронных связей, мышцы рук, дельтовидная
4	Пищеварительная система	Желудок. Грудные мышцы
5	Сердечно-сосудистая система	Сердце. Трапециевидная мышца
6	Пищеварительная система	Двенадцатиперстная кишка. Мышцы верхней области пресса
7	Выделительная система	Почки, поджелудочная железа. Мышцы поясничной области
8	Репродуктивная система	Мочеполовая система, толстая кишка. Мышцы нижней области пресса
9	Артериальная система	Печень. Мышцы бедра
10	Костно-мышечная система	Желчный пузырь, костная система, суставы, селезенка. Коленные суставы
11	Венозная система	Вены. Мышцы голени
12	Иммунная система. Лимфатическая система	Лимфатические железы. Голеностопный сустав и сустав стопы

Тонизирование+

Рис. 2. Схема взаимодействия СФЕ

Марасанов А.В. Подход к анализу рисков здоровью на основе модели феномики

Обсуждение результатов

Исходя из возможности влиять на функциональное состояние клеточных, тканевых и органных систем с помощью управления микроциркуляторными процессами элементарных тканевых образований (микрорайонов), в интересах профилактики, можно рекомендовать программу индивидуальных физических упражнений с задействованием мышц в зонах микрорайонов с целью нормализации микроциркуляционных процессов в соответствующих СФЕ. Кроме того, можно рекомендовать системно ориентированные элек-тромагитные воздействия, витаминотерапию, коррекцию питания и выбор образа жизни (вида спорта, профессиональной деятельности, места проживания или отдыха и т. п.) [9].

Заключение

Анализ риска здоровью на основе модели феномики указывает не только на риск дисфункции конкретной системы, но и на причину (центральную нервную систему и (или) существенную систему) в качестве объектов профилактических воздействий. Модель феномики может выступать в качестве основы искусственного интеллекта в помощь врачу в интересах повышения эффективности врачебной деятельности.

Публикуется с разрешения «Журнала радиоэлектроники»