Наша цель - показать на одном конкретном примере, как много можно узнать о здоровье людей по данным измерений лишь одного хорошо известного показателя - удельной жизненной емкости легких (УЖЕЛ), если использовать еще соотношения подобия, предложенные в [1, 3].
Материал и методы исследования
В работе используются результаты обследований пульмонологических больных различных категорий и возраста, полученные лабораторией функциональной диагностики поликлиники МСЧ АО «Каучук» г. Стерлитамак. Обследованы 314 больных. Возраст пациентов - от 18 до 74 лет. УЖЕЛ рассчитывалась как отношение ЖЕЛ к весу P больных. В исследование не включали больных с пневмониями крайне тяжелого течения, осложненными экссудативным плевритом и деструкцией легочной ткани, а также пациентов с сопутствующими заболеваниями сердца, печени, почек и др. Полученные данные подвергались статистической обработке с использованием программного продукта Statistica v6.0 (табл. 1). Рассчитывались среднее арифметическое значение и стандартное отклонение исследуемых показателей.
Результаты исследования и их обсуждение
В табл. 1, 2 приведены результаты измерения УЖЕЛ.
Таблица 1
УЖЕЛ (мл/кг) у пульмонологических больных разного возраста
|
№ п/п |
Категория |
Возрастные группы, лет |
|||||
|
18-25 |
26-34 |
35-44 |
45-54 |
55-64 |
> 65 |
||
|
1 |
Пневмония |
56,1 ± 2,14 (n = 10) |
50,2 ± 1,12 (n = 11) |
47,5 ± 1,23 (n = 11) |
46,2 ± 1,32 (n = 12) |
37,5 ± 1,24 (n = 14) |
34,3 ± 1,05 (n = 9) |
|
2 |
Хронический бронхит |
69,4 ± 2,01 (n = 9) |
52,5 ± 1,22 (n = 10) |
60,1 ± 1,31 (n = 11) |
52,2 ± 1,18 (n = 10) |
34,1 ± 1,12 (n = 14) |
28,1 ± 1,22 (n = 11) |
|
3 |
Острый бронхит |
61,8 ± 1,46 (n = 10) |
45,4 ± 1,45 (n = 9) |
49,4 ± 2,01 (n = 10) |
43,4 ± 1,21 (n = 10) |
28,7 ± 1,65 (n = 8) |
*** |
|
4 |
Бронхиальная астма |
65,8 ± 2,04 (n = 9) |
57,9 ± 1,46 (n = 8) |
39,9 ± 1,12 (n = 11) |
27,2 ± 1,09 (n = 12) |
32,9 ± 2,01 (n = 10) |
23,1 ± 2,03 (n = 8) |
Примечание: обозначение *** - здесь означает «нет данных», n - число больных в группе.
Таблица 2
Изменение УЖЕЛ (мл/кг) в результате лечения больных разного возраста
с внебольничной пневмонией (на фоне хронической обструктивной болезни легких)
|
№ п/п |
Категория |
Средний возраст Т, лет |
|||
|
24 |
34 |
48 |
58 |
||
|
5 |
До лечения |
42,1 ± 1,69 (n = 10) |
35,9 ± 1,09 (n = 12) |
38,9 ± 0,89 (n = 11) |
21,4 ± 0,67 (n = 10) |
|
6 |
После лечения |
52,6 ± 2,09 (n = 10) |
47,7 ± 1,54 (n = 12) |
58,3* (n = 6) |
55,3* (n = 6) |
Примечание: данные, помеченные звездочкой *, как показал анализ, отличаются статистически значимо от остальных. Поэтому в дальнейшей обработке они не учитывались.
Из анализа данных табл. 1 и 2 видно, что при увеличении возраста для всех категорий больных УЖЕЛ имеет выраженную тенденцию к убыванию.
Оценка Н- и Hb- параметров. Идея использования соотношений подобия при оценке здоровья очень проста. По результатам измерений одного из показателей здоровья нужно сначала найти величину параметра подобия, а затем с помощью соотношений подобия рассчитать ожидаемые значения остальных показателей здоровья, которые нам неизвестны и которые очень часто трудно (или даже невозможно) измерить. Для оценки Н-параметра по данным измерений УЖЕЛ целесообразно пользоваться соотношением:
(1)
где L - УЖЕЛ для лиц исследуемой категории, 
= 80 мл/кг - УЖЕЛ для 25-летнего практически здорового человека. Оценки Н-параметра (1), полученные по данным табл. 1 и 2, приведены в табл. 3 и 4. Там же дана возрастная функция подобия h(T):
(2)
Эта функция, согласно выражению (3), описывает зависимость Н-параметра от возраста (T) у практически здорового человека.
Из полученных результатов видно, что оценки Н-параметра при увеличении возраста имеют тенденцию к убыванию и для всех категорий больных, согласно табл. 3 и 4, эти оценки остаются ниже соответствующих значений возрастной функции подобия h(T) (2).
Таблица 3
Оценки Н-параметра для пульмонологических больных (по данным УЖЕЛ табл. 1)
|
№ п/п |
Категория |
Средний возраст T, лет |
|||||
|
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
||
|
Возрастная функция подобия h(T) (2) |
1,02 |
0,97 |
0,89 |
0,83 |
0,76 |
0,70 |
|
|
1 |
Пневмония H (1) |
0,79 |
0,73 |
0,71 |
0,69 |
0,60 |
0,57 |
|
2 |
Хронический бронхит H (1) |
0,91 |
0,76 |
0,83 |
0,75 |
0,57 |
0,50 |
|
3 |
Острый бронхит H (1) |
0,84 |
0,69 |
0,73 |
0,67 |
0,50 |
*** |
|
4 |
Бронхиальная астма H (1) |
0,88 |
0,81 |
0,63 |
0,49 |
0,55 |
0,44 |
Примечание: *** - нет данных.
Таблица 4
Оценки Н-параметра больных внебольничной пневмонией (по данным табл. 2)
|
№ п/п |
Категория |
Средний возраст T, лет |
|||
|
24 |
34 |
48 |
58 |
||
|
Возрастная функция подобия h(T) (2) |
1,01 |
0,93 |
0,83 |
0,77 |
|
|
1 |
До лечения внебольничной пневмонии, H (1) |
0,65 |
0,59 |
0,62 |
0,42 |
|
2 |
После лечения внебольничн. пневмонии H (1) |
0,76 |
0,71 |
*** |
*** |
Примечание:*** - см. примечание к табл. 2.
Выражение [3] показывает, что зависимость Н-параметра от возраста Т в среднем хорошо описывает соотношение:
(3)
где h(T) - возрастная функция подобия (2); Hb - параметр подобия, учитывающий особенности людей исследуемой категории и равный отношению интенсивности микродвижений частиц в межклеточном пространстве их организмов к аналогичной величине у людей того же возраста, живших в России в начале ХХ века. - 
физиологический возраст. С помощью (3) и оценок Н-параметра из табл. 3 и 4 получены оценки Hb - параметра (табл. 5), 
.
Оценка и анализ здоровья. Используя оценки Hb-параметра (табл. 5) и соотношения подобия из Приложения, мы рассчитали ожидаемые значения различных показателей здоровья для всех категорий людей. Результаты расчетов приведены в табл. 5.
Таблица 5
Нb-параметр и ожидаемые показатели здоровья для разных категорий людей
|
№ п/п |
Категории |
Hb |
ИФВ |
УЖЕЛ/ |
ГЛ/ |
ХОЛ/ |
ФН/ |
РИ/ |
РРC/ |
ИПЖ |
|
0 |
«База» |
0,85 |
0 |
1,00 |
1,00 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1 |
0 |
|
1 |
Пневмония |
0,79 |
8 |
0,90 |
1,04 |
1,1 |
1,2 |
1,7 |
2 |
-3 |
|
2 |
Хронический бронхит |
0,82 |
4 |
0,95 |
1,02 |
1,1 |
1,1 |
1,3 |
1,5 |
-1 |
|
3 |
Острый бронхит |
0,76 |
14 |
0,84 |
1,06 |
1,2 |
1,3 |
2,3 |
4 |
-6 |
|
4 |
Бронхиальная астма |
0,71 |
21 |
0,77 |
1,09 |
1,3 |
1,5 |
3,6 |
8 |
-12 |
|
5 |
Внебол.пневмония (до лечения) |
0,64 |
36 |
0,65 |
1,16 |
1,5 |
2,1 |
8,5 |
32 |
-21 |
|
6 |
Внебол.пневмония (после лечения) |
0,76 |
14 |
0,84 |
1,06 |
1,2 |
1,3 |
2,4 |
4 |
-7 |
Примечание. Расчетные формулы приведены в Приложении.
В табл. 5: Hb - параметр подобия (3); ИФВ - изменение физиологического возраста людей данной категории по сравнению с «базой» (лет); УЖЕЛ/ - отношение удельной жизненной емкости легких у людей данной категории к аналогичной величине для «базы»; ГЛ/ - отношение содержания в крови глюкозы у людей данной категории к аналогичной величине для «базы»; ХОЛ/ - отношение содержания в крови холестерина у людей данной категории к аналогичной величине для «базы»; ФН/ - отношение физиологической нагрузки от приема пищи у людей данной категории к аналогичной величине для «базы»; РИ - отношение риска аутоиммунных заболеваний у людей данной категории к аналогичной величине для «базы»; РРС - отношение риска сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний у людей данной категории к аналогичной величине для «базы»; ИПЖ - изменение продолжительности жизни людей данной категории (ПЖ) по сравнению с аналогичной величиной для «базы» (лет).
1. Здесь в качестве «базы» выбрана категория людей, для которых Hb = 0,85. Эта категория людей, согласно [3], примерно соответствует населению России в конце ХХ века, когда расширенное воспроизводство населения страны уже прекратилось. Отметим, что для 25-летних людей этой категории имеем: УЖЕЛ ≈ 63 мл/кг, содержание в крови глюкозы ГЛ ≈ 4,3 ммоль/л, а холестерина - ХОЛ ≈ 225 мг %. С показателями здоровья этих людей мы будем сравнивать показатели здоровья пульмонологических больных остальных категорий.
2. Из табл. 5 видно, что наиболее низкое значение Hb-параметра имеет категория № 5, объединяющая больных с внебольничной пневмонией до лечения. Для этих больных Hb = 0.64, а изменение физиологического возраста по сравнению с «базой» составляет 36 лет (ИФВ = 36). Этот результат означает, что все физиологические показатели здоровья у больных внебольничной пневмонией (до лечения) будут в среднем отличаться от аналогичных показателей для «базы» так, как будто бы все взрослые люди категории №5 «постарели» на 36 лет. При этом, согласно табл. 5, у людей категории № 5 УЖЕЛ/ = 0,65 - значит у этих людей УЖЕЛ составит только 65 % от УЖЕЛ для людей такого же возраста у «базы»; аналогично, содержание в крови глюкозы здесь должно стать больше на 16 %, холестерина - в 1,5 раза, а физиологическая нагрузка от приема углеводной пищи должна увеличиться более, чем в 2 раза по сравнению с «базой» (ГЛ/ = 1,16, ХОЛ/ = 1,5 и ФН/ = 2,1).
Далее, для людей категории № 5 по сравнению с «базой» более чем в 8 раз выше риск аутоиммунных заболеваний, таких, как ревматизм, рассеянный склероз, бронхиальная астма и др.) и в 32 раза выше риск сердечно-сосудистых и онкологических болезней (ибо РИ/ = 8,5 и РРС/ = 32). Отметим, что подобный результат, когда небольшие изменения Hb-параметра сопровождаются очень значительными изменениями рисков заболеваний аутоиммунных, онкологических и сердечно-сосудистых, является весьма типичным для оценки здоровья с помощью соотношений подобия [3].
3. Посмотрим теперь, как повлияло лечение на здоровье больных внебольничной пневмонией. Из сравнения категорий №№ 5-6 (табл. 5) можно ожидать таких изменений их показателей здоровья:
‒ Hb-параметр увеличился с 0,64 (категория № 5) до 0,76 (категория № 6), а физиологический возраст (по сравнению с «базой») соответственно уменьшился с 36 до 14 лет. Это означает, что остальные показатели здоровья в среднем должны измениться так, словно больные внебольничной пневмонией, благодаря проведенному лечению, «помолодели» на целых 22 года (36 - 14 = 22).
‒ При этом их УЖЕЛ должна увеличиться примерно на 30 %, содержание в крови глюкозы (ГЛ/) - снизиться на 10 %, а холестерина (ХОЛ/) - на 25 % (ибо 0,84/0,65 ≈ 1,3, 1,16/1,06 ≈ 1,1, 1,5/1,2 ≈ 1,25).
‒ Нагрузка от приема углеводной пищи (ФН/) должна уменьшиться в 1,6 раза, риск аутоиммунных заболеваний - снизиться в 3,5 раза, а риск сердечно-сосудистых и онкологических болезней - в 8 раз (ибо 2,1/1,3 ≈ 1,6, 8,5/2,4 ≈ 3,5, 32/4 ≈ 8).
‒ Средняя продолжительность жизни этих больных после лечения должна увеличиться примерно на 14 лет (ибо - 7 - (-21) = 14). Это означает, что проведенное лечение внебольничной пневмонии как бы «подарило» таким больным, в среднем, лишние 14 лет жизни каждому.
Полученные результаты свидетельствуют о целесообразности использования предлагаемого метода анализа здоровья с помощью соотношений подобия.
Приложение
Соотношения подобия (по [3])
|
№ п/п |
Показатели здоровья |
Формулы для расчета |
|
0 |
Hb-параметр для «базы» |
Hb = Hb1 = 0,85 |
|
1 |
Расчетные параметры |
z = ln(Hb), z1 = ln(Hb/Hb1) |
|
2 |
Изменение физиологического возраста, лет (ИФВ) |
ИФВ = -125ln(z1) |
|
3 |
Относительная УЖЕЛ |
УЖЕЛ/ = exp(1,5·z1) |
|
4 |
Отн. содержание глюкозы (ГЛ/) |
ГЛ/ = exp(-z1/2) |
|
5 |
Отн. содержание холестерина (ХОЛ/) |
ХОЛ/ = exp(-1,5·z1) |
|
6 |
Отн. физиологическая нагрузка (НУ/) |
ФН/ = exp(-2,5·z1) |
|
7 |
Отн. риск аутоиммунных забол. (РИ/) |
РИ/ = exp(-7,4·z1) |
|
8 |
Отн. риск рака и ССЗ (РРС) |
РРС/ = exp(-15·z1) |
|
9 |
Изменение средней продолжительности жизни, лет (ИПЖ) |
ИПЖ = ПЖ(Hb) - ПЖ(0,85) если Hb = 0,85, ПЖ(Hb) = -45 + 226Hb - 100Hb2,
если Hb > 0,85, |
Список литературы
- Марчук Г.И. Математические модели в иммунологии. - 2-е ид. - М.: Наука, 1985.
- Марчук Г.И., Погожев И.Б. Зуев С.М. Гипотеза о подобии физиологических процессов // Докл. РАН. - 1997. - Т. 353, №2. - С. 264-266.
- Погожев И.Б. Беседы о подобии процессов в живых организмах. - М.: Наука, 1999. -224 с.
- Погожев И.Б., Агишев Т.Х. Определение и анализ персональных параметров системы регулирования содержания сахара в крови // Препр. ИВМ РАН. - М., 1991. - 48 с.
Рецензенты:
Гладилин Г.П., д.м.н., профессор, зав. кафедрой клинической лабораторной диагностики ГОУ ВПО «Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздравсоцразвития России», г. Саратов;
Авзалетдинов А.М., д.м.н., зав. отделением торакальной хирургии Клиник БГМУ, г. Уфа