Динамика адаптации и организация систем экологических факторов
Рефераты >> Биология >> Динамика адаптации и организация систем экологических факторов

Не менее интересна и важна задача сравнения различных групп организмов по числу действующих факторов. Здесь можно избавиться от произвола априорного задания точности. Останется только произвол в выборе показателя приближения к линейному многообразию. Среди таковых можно указать: максимальное расстояние, сумму расстояний, их квадратов и т.п. Одним из показателей оказывается вес корреляционного графа параметров (сумма достоверных коэффициентов корреляции между параметрами, превышающих некоторое значение), удобно также использовать спектральные характеристики корреляционной матрицы. При этом само число действующих факторов может и не оцениваться. Производится только сравнение.

Для либиховских систем факторов сравнение популяций по числу действующих факторов может служить полезным средством для изучения адаптированности. Оказывается, что корреляционные характеристики намного чувствительнее к адаптационному напряжению, чем абсолютные величины параметров организмов. Основанный на этом подход к изучению адаптации и его практическое применение к диспансеризации человеческих популяций названы корреляционной адаптометрией [9].

Степень скоррелированности физиологических параметров можно оценить с помощью веса корреляционного графа, рассчитываемого как сумма весов его ребер (сумма соответствующих коэффициентов корреляции):

G=,

где rij - коэффициент корреляции между i-м и j-м параметрами.

Можно также использовать функциональные параметры спектра корреляционной матрицы. Наиболее согласованно с качественно-физиологической картиной ведут себя показатели

f2 = li2; f3 = l1/lk; f6 = ,

где - l1³ l2³ …³ lk> lk+1= …=0 собственные числа корреляционной матрицы.

Имея, таким образом, вариант эколого-эволюционного объяснения эффекта повышения уровня скоррелированности физиологических параметров при росте адаптационной нагрузки, приходим к следующим выводам.

1.Cуществует популяционный эффект повышения скоррелированности физиологических параметров в состоянии адаптационного напряжения.

2.Источником объяснения эффекта повышения уровня скоррелированности физиологических параметров при увеличении адаптационной нагрузки служит эколого-эволюционный принцип полифакториальности: адаптация ведет от монофакториальности, т.е. от лимитирования одним фактором или небольшим их числом, к полифакториальности - к равнозначности большого числа факторов.

3.Сравнение популяций по числу действующих факторов может служить средством для изучения адаптированности. Основанный на этом подход к изучению адаптирующихся популяций и его практическое применение к диспансеризации человеческих популяций названы корреляционной адаптометрией.

Эффект увеличения корреляций между физиологическими параметрами при адаптационной нагрузке впервые получен для человеческих популяций. Однако, наличие общего эколого-эволюционного объяснения приводит к выводу о его общебиологической значимости [39].

9. Приложение: некоторые данные наблюдений, подтверждающие эффект

9.1. Липидный обмен

В работах [9, 30] приведены результаты исследования показателей липидного обмена рожениц и здоровых доношенных новорожденных детей, родившихся в условиях средних широт Сибири и у пришлого населения в условиях Крайнего Севера. Сравнивая результаты для Крайнего Севера и для средниш широт, можно ясно видеть повышение уровня скоррелированности показателей липидного обмена при увеличении адаптационной нагрузки.

9.2. Активность ферментов лейкоцитов

Существование эффекта подтверждается при исследовании активности ферментов лейкоцитов.

Лейкоцитарная система имеет большое значение в осуществлении адаптационных и защитных реакций. Функциональное состояние лейкоцитов крови в значительной степени определяет реактивность организма. С целью исследования приспособительных изменений, происходящих на клеточном уровне при адаптации человека к новым экологическим условиям, обследованы 3 группы практически здоровых мужчин 20-40 лет, приезжающих в Заполярье из средней полосы страны, из заполярья и средней полосы в г.Сочи. Всего обследовано 411 человек в динамике адаптации: через 5, 10, 15, 20 дней после приезда. Влейкоцитах периферической крови определялась активность ферментов - маркеров различных метаболических путей:

Цикла Кребса - сукцинатдегидрогеназа (1.33.99.1, СДГ).

Глицеросфосфатного шунта, соединяющего гликолиз с циклом Кребса - a-глицерофосфатдегидрогеназа (1.1.99.5, a-ГФДГ).

Катаболизма - неспецифическая кислая фосфатаза (3.1.3.2, КФ) и неспецифическая щелочная фосфотаза (3.1.3.1, ЩФ).

Для суждения об активности аминоксидазного пути окисления биогенных аминов - моноаминооксидаза (1.4.3.4, МАО).

Рис.1. Степень скоррелированности показателей активности ферментов лейкоцитов до переезда и в первые 20 дней после переезда в Заполярье.

 

Рис.2. Степень скоррелированности показателей активности ферментов лейкоцитов у приезжих в г.Сочи в первые 20 дней после переезда.

При исследовании фиксировались некоторые физиологические параметры обследуемых (артериальное давление, частота пульса, число лейкоцитов, лейкоцитарная формула), учитывалась частота заболеваний за период наблюдения.

При анализе степени скоррелированности физиологических параметров (эзиматической активности) выявлено усиление корреляционных связей и увеличение их количества при переезде в районы с экстремальными условиями. При переезде из Красноярска в Норильск проводился анализ веса корреляционного графа, выявлено следующее:

Летом вес корреляционного графа имеет наибольшее значение в 5-й день после переезда, затем он снижается к 15-20-м суткам. Зимой имеется такая же тенденция, но увеличение скоррелированности показателей активности ферментов на 5-й день после переезда по сравнению с оьследованием в Красноярске более резкое. Вес корреляционного графа понижается к 20-му дню переезда волообразно: снижается на 10-й, несколько повышается на 15-й день и опять существенно снижается на 20-й день (рис.1).

При анализе веса корреляционного графа в группах лиц, приехавших в г.Сочи из Заполярья и из средней полосы нашей страны, получены следующие результаты: во все дни обследования скоррелирован-ность показателей активности ферментов лейкоцитов у норильчан выше; наиболее высоких значений вес корреляционного графа достигает на 15-й день пребывания у Черного моря; к 20-му дню у жителей Заполярья он достигает начального уровня (рис. 2).


Страница: