Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,682

«ГРАВИТАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ – АНТРОПОЛОГИЯ» В АНТРОПОГЕНЕТИЧЕСКОМ ОБОСНОВАНИИ ЗДОРОВЬЯ И НЕЗДОРОВЬЯ

Белкания Г.С. 1 Диленян Л.Р. 4, 2 Багрий А.С. 3 Рыжаков Д.И. 4 Кононец В.В. 2 Пухальская Л.Г. 5
1 Лаборатория медицинских экспертных систем «Антропос Системс Лэб.»
2 Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева
3 Винницкий Национальный медицинский университет имени Н.И.Пирогова
4 Нижегородская медицинская академия
5 Варшавский Медицинский Университет
С позиций гравитационной биологии и антропологии обосновывается значение биологического качества человека – прямохождения, как базовой адаптации организма к существованию в условиях земной гравитации. Значение этой адаптации в биологии человека, как прямоходящего существа, проявляется в характерной для него онтогенетической этапности становления и реализации антигравитационной функции основных систем организма и ростового процесса в целом. Также в характерном нозологическом профиле заболеваемости, который определенно связан с этими этапами на протяжении всего постнатального развития. С позиций развиваемого антропофизиологического подхода обосновывается возможность более целостного представления о жизнедеятельности организма человека во всем диапазоне его состояний – здоровье-нездоровье-предболезнь-болезнь.
болезнь
здоровье
антропофизиологический подход
энергообмен
речь
антигравитационная функция
прямохождение
онтогенез
антропология
гравитационная биология
1. Ажипа Я.И. Трофическая функция нервной системы. – М.: Наука, 1990. – С. 191.
2. Алексеев В.П. Становление человечества. – М., 1984. – 462 с.
3. Аршавский И.А. Закономерности индивидуального развития после реализации позы стояния //Очерки по возрастной физио¬логии. – М.: Медицина, 1967. – С.386-452.
4. Аршавский И.А. Основы возрастной периодизации // Возрастная физиология. – Л.: Наука, 1975. – С.5-67.
5. Аршавский И.А. Физиологические механизмы и закономерности ин¬дивидуального развития. – М.: Наука, 1982. – 270 с.
6. Багрий А.С., Белкания Г.С., Диленян Л.Р. Антропофизиологический подход как методологическая основа в разработке новых диагностических средств превентивной медицины и поддержки здоровья // Медицинский альманах. – 2013. – № 2(26). – С. 165-168.
7. Белкания Г.С. Функциональная система антигравитации. – М.: Нау¬ка, 1982. – 288 с.
8. Белкания Г.С., Дарцмелия В.А., Демин А.Н., Курочкин Ю.Н., Галустян М.И., Гвинджилия И.В. Антропофизиологическая основа формирования артериальной гипертонии у приматов // Физиологический журнал СССР. – 1988. – Т. 84, 11. – С.1664-1676.
9. Белкания Г.С., Дарцмелия В.А., Демин А.Н., Галустян М.В., Шеремент И.П., Курочкин Ю.Н., Неборский А.Т. Эмоциональное напряжение, постуральная регуляция кровообращения и некоторые противоречия в представлениях о патогенезе артериальной гипертонии // Успехи физиологических наук. – 1990. – Т. 21, 1. – С.78-96.
10. Белкания Г.С., Ткачук В.Г., Пухальска Л., Корольчук А.П. Антропофизиологический подход в биоритмологическом обеспечении здоровья. Сообщение 1. Прямохождение как синхронизатор суточного ритма кардиодинамики // Физическое воспитание студентов творческих специальностей. – Харьков: ХГАДИ (ХХПИ), 2003. – 3. – С. 11-34.
11. Белкания Г.С., Диленян Л.Р., Багрий А.С., Рыжаков Д.И., Пухальская Л.Г. Антропофизиологический подход в диагностической оценке состояния сердечно-сосудистой системы // Медицинский альманах. – 2013. – 4 (28). – С. 108-114.
12. Белкания Г.С., Пухальская Л.Г., Трумпикас М. Фило- и онтогенетическая адаптация к прямохождению – антропогенетическая модель роста, физического развития, старения и патологии человека // Физиология и здоровье человека. Научные труды I съезда физиологов СНГ. Сочи, Дагомыс 19–23.09.2005. – Т. 2, № 593. – С.208.
13. Белкания Г.С., Пухальска Л.Г., Диленян Л.Р. Основы валеологии и начала медицины. – Винница; Нижний Новгород; Варшава, 2009. – 500 с.
14. Белкания Г.С., Диленян Л.Р. Приглашение к дискуссии: что такое валеология? Профессиональная валеология и есть превентивная медицина. Сообщение 1 // Валеология. – 2012. – 2. – С. 14-18.
15. Белкания Г.С. Основы валеологии и начала медицины. Антропофизиологический аспект // PalmariumAcademicPublishing. Deutschland/Германия (2013-12-11). – ISBN-13: 978-3-659-98810-3. – 684 с.
16. Брагина Н.Н., Доброхотова Т.А. Функциональные асимметрии человека. – М.: Медицина, 1981. – 288 с.
17. Дильман В.М. Четыре модели медицины. – Л.: Медицина, 1987. – 288 с.
18. Жеденов В.Н. Сравнительная анатомия приматов. – М.: Высшая школа, 1962. – 626 с.
19. Иллингворт Р. Здоровый ребенок. Проблемы первых лет жизни. – Р.-на-Д.: Феникс, 1997. – 608 с.
20. Коржуев П.А. Силы гравитации и филогенез позвоночных животных // Успехи современной биологии. – 1965. – Т. 60, вып. 2/5. – С. 271-286.
21. Коржуев П.А. Эволюция скелета позвоночных животных и силы гравитации // Гравитация и организм. – М.: Наука, 1976. – Гл. 3. – С. 31-46.
22. Красногорский Н.И. Высшая нервная деятельность ребенка. – Л., 1958. – 319 с.
23. Ламонт К. Иллюзия бессмертия. – М.: Политиздат, 1984. – 286 с.
24. Лангмейер Й., Матейчик З. Психическая депривация в детском возрасте. – Прага: Авиценум, 1984. – 335 с.
25. Лорин-Эпштейн М.Ю. Конечные и предконечные илеиты, илеовальвулиты и илеомезентериты как факторы страданий илео-цеко-аппендикулярного перекрестка. (К анатомии, физиологии и патологии конечного и преконечного отрезков подвздошной кишки и брыжейки ее в связи с переходом к вертикальному передвижению) // Новый хирургический архив. – 1929. – Т. 19, кн. 76. – С.528-545.
26. Лорин-Эпштейн Ю.М. Рациональна ли интра- или экстраплевральная декомпрессия сердца при некоторых расстройствах компенсации, сопровождающихся увеличением размеров его. (Эволюционные предрасполагающие моменты в патологии сердца человека) // Русская клиника. – 1929. – Т.12, № 63-64. – С.116-137.
27. Мировая статистика здравоохранения 2012 // Всемирная Организация Здравоохранения. – Женева, 2013. – 180 с.
28. Педиатрия. Руководство / Под ред. Р.Е. Бермана, В.Л. Вогана; пер. с англ. – Кн. 1. Общие вопросы: развитие, питание, уход за ребенком. – М.: Медицина, 1991. – 704 с.
29. Пегов В.А. Возраст: воспитание и образование. Введение в экологию детства. Учебное пособие. – Смоленск, 1999. – 240 с.
30. Пегов В.А. Теоретическое и практическое обоснование возможных путей решения проблемы экологии детства: от «нормального» к здоровому // Теория и практика физической культуры. – 2000. – 9. – С. 49-52.
31. Плетнев Д.Д. Избранное / АМН СССР. – М.: Медицина, 1989. – 432 с.
32. Покровский В.И. Энциклопедический словарь медицинских терминов. – М.: Медицина, 2005. – 1591 с.
33. Поршнев Б.Ф. О начале человеческой истории (Проблемы палеопсихологии). – М.: Мысль, 1974. – 474 с.
34. Сепп Е.К. История развития нервной системы позвоночных. – М.: Meдгиз, 1959. – 428 с.
35. Смитт А.Г. Основы гравитационной биологии // Основы космической биологии и медицины. – Вашингтон; М.: Наука, 1975. – Т.2, кн.1. – С.141-176.
36. Тычкова Н.В., Диленян Л.Р., Белкания Г.С., Пухальская Л.Г., Рыжаков Д.И. Антропофизиологическая характеристика гравитационного градиента в вентиляции и перфузии легких // Вестник Ивановской медицинской академии. – 2013. – Т. 18, № 2. – С. 50-58.
37. Человек. Медико-биологические данные. (Публикация № 23 Между¬народной комиссии по радиологической защите). Коллектив авто¬ров. – М.: Медицина, 1977. – 496 с.
38. Шеррингтон Ч. (1906) Интегративная деятельность нервной системы / Пер с англ. – Л.: Наука, 1969. – 391 с.
39. Шмидт-Ниельсен К. Размеры животных: почему они так важны? – М.: Мир, 1987. – 259 с.
40. Фоули Р. Еще один неповторимый вид. Экологические аспекты эволюции человека. – М.: Мир, 1990. – 367 с.
41. Шпек О. Люди с умственной отсталостью. Обучение и воспитание / Пер. с нем. – М.: Издательский центр «Академия», 2003. – 432 с.
42. McAllen A.E. The Extra Lesson. Exercises in Movement, Drawing and Painting for helping Children in difficulties with Writing, Reading and Arithmetic. – London, 1980. – 78 p.
43. Brody S. Bioenergetics and Growth. – New York, 1945.
44. Feller E. Umgekehrte Orientation //Erziehungskunst, 1996, № 7-8, s. 673-675.
45. Gesell A.L., 1940 (приведено по: К.Ламонт, 1984).
46. Kleiber M. Further consideration of the relation between meta¬bolic rate and body sire. - In: Energy metabolism of forma animals. – News castle-on-Tyne: Orient. Press, 1968, p.505-511.
47. Pueschel S.M. Kindermit Down-Syndrom. Wachsenund Lerner. Marburg/Lahn, 1987.
48. Steppacher J. Psychomotorische Forderung bei leichter geistiger behinderung. Eine Studie zu einem Ubungsprogramm im basalen Fuktionsbereich. Berlin, 1987 (Приведено по Шпек О., 2003).
49. Taylor C.R., Schmidt-Nielson K., Raab J.L. Scaling of energetic cost of running to body size in mammals // American Journal of Physiology. 1970, 219, p. 1104.
50. Yakovlev P.I., Lecours A.R. Regional development of the brain in early life. – Ed. A. Minkowski. – Oxford, 1967, pp. 2-70 (приведено по: Ажипа Я.И., 1990).

Только человек сопротивляется направлению гравитации: ему постоянно хочется падать вверх.
Ф.Ницше

Жизнь – это медленно рождаться.
Антуан де Сент-Экзюпери

Мы не в состоянии избавиться от силы тяжести и поэтому навсегда останемся невежественными относительно ее роли в эволюции.
Ч. Дарвин

Рассматривая вопросы здоровья и нездоровья человека, следует учитывать его принципиальные отличия от всех остальных животных. Изучаемые в современной антропологии морфологические и психосоциальные базовые качества человека, как биологического вида [2,33], и с учетом эволюционной последовательности их проявления можно сформулировать в синтетическом понятии гоминидной триады – прямохождение, мозг и речь, из которых ключевым признаком биологии вида Homo является прямохождение. Эти признаки называются именно в той последовательности, в какой они формировались в эволюции Homosapiens.

Несколько миллионов лет назад – это прямоходящее существо, мозг которого по своим относительным размерам не отличался от остальных животных. Но владельцем этого мозга было существо, которое перемещалось на двух ногах (бипедия) и при полностью разогнутом туловище, длинная ось которого по гравитационной вертикали совпадала с длинной осью нижних конечностей (ортоградная поза). При этом важно подчеркнуть, что прямохождение – это не просто поза, а уникальная форма адаптации к жизни в условиях земной силы тяжести.

С момента зарождения жизни на нашей планете на протяжении многих миллионов лет происходило постепенное изменение большинства факторов внешней среды (состава атмосферы, температуры, атмосферного давления и др.); неизменным оставалось лишь действие гравитации. Все тела живой и неживой природы находятся под постоянным гравитационным влиянием планеты, которое стало существенным фактором развития растительного и животного мира на Земле.

Жизнь зародилась и долгое время существовала в воде, т.е. в среде, в которой противодействующие весу тела силы идеально распределены по всей его поверхности. В этих условиях ослабевает восприятие веса тела, что существенным образом уменьшает и проявление земной силы тяжести на организм. Постепенный переход живых существ от водной среды обитания к земноводному и наземному образу жизни привел к относительному усилению влияния гравитационных сил. Это влияние в дальнейшем прогрессировало параллельно изменению характера статики (от четвероногой к полувертикальной) и достигло максимума при прямохождении.

Живые существа активно взаимодействуют с гравитационным окружением. История развития наземных животных – это история преодоления силы тяготения. В результате произошло формирование мощного скелета и мышечной системы наземных позвоночных, обеспечивающих опорную функцию и реализацию позной и двигательной активности. В отношении именно этой функции (реакции, адаптации) был впервые использован термин «антигравитационная» [34,38].

Увеличение энергетических потребностей, что связано с относительным возрастанием влияния гравитационных сил на животные организмы в процессе их эволюционного развития, привело к направленным изменениям практически во всех системах организма [см. обзор, 7], включая модификацию системы газообмена [20,21,36]. Гравитация наложила свой отпечаток на весь обмен веществ животного организма, став существенным фактором его развития.

Прямостояние и прямохождение явились биологической базой для прогрессивного развития, прежде всего двигательных возможностей Человека прямоходящего. Это и усложнившаяся система ориентации в пространстве и поддержания равновесия в условиях относительного повышения центра тяжести и резкого уменьшения площади опоры при бипедии (двустопости). Это и освобождение пары передних (верхних) конечностей от примитивной функции опоры и возможность развития хватательной функции, а на ее основе формирование и прогрессивное развитие тонких дифференцированных движений кистью и пальцами. Все это и обеспечило многообразие поз и форм движений Человека. Начиная от естественного поведения, бытовой и хозяйственной деятельности и заканчивая спортом, искусством и наукой.

Двигательные возможности Человека прямоходящего явились основой для прогрессивного развития нервной и мышечной систем, а на их основе и прогрессивного развития мозга. Такое эволюционное накопление и привело к увеличению относительной массы мозга, функцией которого стала речь [33]. Особо следует подчеркнуть, что выразителем интеллектуальной составляющей речи являются опять-таки двигательные возможности. Это тонкая и сложно координированная работа нескольких десятков мимических мышц и не только их, учитывая экспрессивность человеческой речи.

Рассмотренная эволюционная последовательность изменений влияния земной гравитации на животные организмы, включая процесс становление сначала Человека Прямоходящего, а затем Человека Разумного, проявляется и в определенной этапности возрастного развития человека. Это проявляется в стереотипном формировании характерных поз и движений, подготавливающих ребенка к становлению у него стояния и прямохождения – по сути первого признака гоминидной триады (рис. 1).

Рис. 1. Этапы позной адаптации к земной гравитации у детей до года

Влияние земной гравитации на развитие плода минимально. Взвешенность плода в околоплодных водах обуславливает равномерное распределение силы тяжести по всей поверхности тела, которая равна площади опоры, а отсюда и минимальную гравитационную напряженность. Это определяет относительно слабое непосредственное влияние на плод силы тяжести.

Рождение ребенка – это начало формирование базовых биологических адаптаций к основным физическим условиям среды. После рождения ребенок полностью оказывается во власти гравитационных сил планеты. И если переход на легочный тип дыхания происходит практически сразу после рождения с первым криком ребенка, то адаптация к жизни в гравитационном поле Земли растягивается на годы, проходя характерные этапы, определяющие видовые особенности всего постнатального развития человека.

Если другие животные после рождения очень быстро осваивают позу стояния, а затем и передвижение на четырех конечностях (например, жеребенок и теленок), включая и детеныша самого крупного наземного млекопитающего – слоненка, то у человека этот процесс затягивается на более длительный период времени. Только к году, пройдя через поэтапное формирование характерных поз тела (рис. 1) и соответствующих форм двигательной активности, которые определяются как антигравитационные реакции [3,4,5], ребенок может самостоятельно и непродолжительно стоять и сделать первые шаги. Полное освоение прямохождения и устойчивой реализации основных локомоторных форм (ходьба, бег, прыжки и другие) с возможностью длительного поддержания вертикальной позы затягивается до 6–7 лет. Параллельно формируется и к этому возрасту закрепляется индивидуальный профиль функциональной (моторной, сенсорной, психической) асимметрии и схемы не просто тела, а постуральной модели человека как прямоходящего существа [16].

Это оказывается, действительно, очень длительный и трудный процесс формирования всего того, что принципиально отличает двигательный образ жизни Человека прямоходящего от остальных животных с четвероногой локомоцией. Практически любое животное можно обучить стоять и передвигаться на задних конечностях, но длительно (на протяжении многих часов) и так координировано, как это делает Человек, даже с грубыми неврологическими дефектами, например, при детском церебральном параличе или после перенесенного инсульта, недоступно ни одному виду животных. И, наконец, только у Человека формируется и закрепляется исключительно надежная регуляция кровообращения по гравитационному (гидростатическому) фактору, которая обеспечивает функционирование сердечно-сосудистой системы (CCC) в условиях прямохождения [8,11].

На рисунке 2 схематически показаны этапы относительных изменений влияния земной гравитации и напряженности организменной адаптации в процессе роста, физического развития и жизнедеятельности человека: 0 – пренатальное развитие (от оплодотворения яйцеклетки до рождения); 1 – формирование прямостояния (от рождения до 1 года); 2 – формирование основных локомоторных форм прямохождения (к 5 годам); 3 – способность длительного удержания тела в условиях прямостояния и прямохождения (к 7 годам); 4 – половое закрепление прямохождения и формирование полодифференцированных форм адаптации организма женщин и мужчин к гравитации (к 20–21 годам); 5 – репродуктивные и нозологические формы нарушения адаптации на протяжении первого и второго зрелого возраста (от 20–21 года до менопаузы у женщин и до 60 лет у мужчин); 6 – старение и амортизационные формы проявления адаптации к гравитации (после менопаузы у женщин и старше 60 лет у мужчин и до конца жизни).

Рис. 2. Этапы относительных изменений влияния земной гравитации и организменной адаптации к ним в процессе развития и жизнедеятельности человека

Помимо возрастных границ основных этапов, по шкале возраста цифрами обозначены дополнительные разграничительные даты в пределах выделенных этапов. По этапу 4 – дата 14–15 лет соответствует вхождению в период полового созревания, по этапу 5 – дата 35 лет разграничивает периоды 1-го и 2-го репродуктивного возраста, по этапу 6 – дата 70 лет разделяет фазу пострепродуктивного возраста до и после условного рубежа средней продолжительности жизни. В качестве последней принимается условная средняя продолжительность жизни при рождении от общей численности населения по данным ВОЗ [27]. Рассмотрим содержание этапов онтогенетической адаптации к земной гравитации в жизнедеятельности Человека как существа прямоходящего более подробно.

В процессе формирования основного биологического качества Человека – прямохождения со всеми его составляющими (ортоградная позная статика и бипедальные формы многообразных локомоций, гравитационный фактор кровообращения) влияние земной гравитации постоянно усиливается. Сначала – это скачкообразное усиление к 1 году, когда ребенок встал на ноги, а в дальнейшем перманентно в связи с ростовым увеличением линейных размеров и изменениями пропорций тела. Кроме того, усиление гравитационной напряженности связано и с увеличением жизненной экспозиции пребывания в вертикальном положении тела (стоя, сидя, при ходьбе).

Последующий период ростовой адаптации Человека к жизни в условиях земной силы тяжести совмещается с половым созреванием и завершением роста и физического развития (к 20–21 годам). Относительное усиление влияния земной гравитации на данном этапе развития связано с дальнейшими изменениями массы, линейных размеров и пропорций тела. Ростовой процесс продолжается, но уже в видоспецифических для человека условиях многообразия локомоторных форм прямохождения. Именно в этих условиях в процессе роста и физического развития происходит окончательное оформление характерной соматической конституции человека как прямоходящего существа.

Определенную нестабильность на этом этапе организменной адаптации к земной гравитации придает пубертатный скачок роста. Реальной для данного этапа является и перманентно увеличивающаяся суточная экспозиция гравитационной нагрузки в вертикальном положении тела в связи со значительным расширением деятельности в социальной сфере и в периоде активной жизнедеятельности (учеба, спорт, развлечения и т.д.) детей и особенно подростков.

Важнейшим содержанием этого этапа является половое закрепление характерных для прямоходящего Человека форм локомоций, а также полодифференцированных форм адаптации организма женщин и мужчин к гравитации. Речь идет не о различиях просто двигательного поведения, хотя и они очевидны, а имеются в виду конституциональные особенности двигательного обеспечения полового поведения и детородной функции. Это, прежде всего, изменения в организме женщины, подготавливающие его к длительному вынашиванию беременности.

После завершения процессов физического развития и формирования конституции тела, с вступлением в зрелый период жизни относительное усиление гравитационной напряженности связано преимущественно с увеличением суточной экспозиции пребывания в вертикальном положении тела в связи с повышающимся уровнем социально и репродуктивно мотивированной поисковой активности. Кроме того, это и наиболее продолжительный этап жизни человека, на протяжении которого реализуются репродуктивные и нозологические формы адаптации к земной гравитации. Для женщин это, прежде всего, беременность – состояние, при котором значительно и на протяжении достаточно продолжительного времени усиливается гравитационная нагрузка на организм женщины.

Это и нарушение суточного ритма с увеличением времени пребывания в вертикальной позе с укорочением периода лежания, включая нарушения естественной синхронизации по биоритму день-ночь. Все это дополнительно усиливает напряжение организма в режиме антигравитационного обеспечения [10], реально ведущее к развитию синдрома утомления [15].

Такое усиление антигравитационного напряжения реально на фоне нарастающей на протяжении второго репродуктивного возраста (старше 35 лет) заболеваемости. В этом отношении особому обсуждению подлежит рассмотрение основных неинфекционных заболеваний, типичных для нозологического профиля человека. Это, прежде всего, заболевания CCC – артериальная гипертония и гипотония, ишемическая болезнь сердца, нарушения мозгового кровообращения, недостаточность артериального и венозного кровообращения нижних конечностей. Кроме того, это дегенеративные заболевания позвоночника и крупных суставов, в первую очередь, тазового пояса и нижних конечностей. Это язвенная болезнь желудка и 12-перстной кишки, сахарный диабет и ряд других заболеваний.

С одной стороны, на фоне любых заболеваний дополнительно усиливается напряженность систем организма в режиме антигравитационного обеспечения. Отсюда широко практикующаяся врачебная рекомендация для болеющих людей – расширение постельного режима. С другой стороны, характерные для человека болезни являются проявлением особой (нозологической) формы адаптации к относительно усилившемуся влиянию земной гравитации [8,9,15], что рано или поздно приводит к дезадаптации. Такое жизненное антигравитационное напряжение организма на протяжении всего постнатального онтогенеза, взаимодействуя с факторами риска (средового и организменного происхождения), и определяет антропогенетическую основу процесса старе­ния, включая главные неинфекционные болезни, качество и продолжительность жизни человека. С этих позиций представляется целесообразным пересмотр определения термина «антропопатология» (греч. ánthropos – человек, греч. παθος – страдание, боль, болезнь и λογος – изучение), основанного на представлении о том, что развитие болезни у человека (будто бы у других животных иначе) не ограничивается локальным процессом, а оказывает влияние на весь организм [18,25,26,31,32]. Хотя уже тогда [25,26] и в последующее [18] время были достаточно обоснованные предпосылки связать определение «антропопатология» с прямохождением.

Иные возможности адаптации к гравитационной нагрузке при прямохождении определяются у человека в пострепродуктивном возрасте. На фоне старения существенно ослабляется возможность поддерживать уровень антигравитационного напряжения организма. Именно поэтому все большее время человек предпочитает находиться в покое, особенно в положении лежа.

Предложенные этапы постнатального онтогенеза Человека, ориентированные на его биологическое качество – прямохождение, позволяют по-иному рассматривать основные проявления его жизнедеятельности во всем диапазоне состояний – здоровье – нездоровье – болезнь, с учетом адаптации организма к земной гравитации.

Активное противодействие организма, особенно его опорно-двигательного аппарата и кровообращения, гравитационным силам требует соответствующего энергетического обеспечения. У наземных животных среднего размера расход энергии на уравновешивание механических условий окружающей среды составляет от 20 % до 27 % от общего расхода энергии. У более крупных животных с массой тела порядка 70 кг расход энергии выше и составляет в условиях одинаковой двигательной активности около 40 % от общей величины энергозатрат [46]. У человека же гравитационный компонент энергозатрат еще выше и составляет от 40 % до 50 % всей метаболической энергии [35], а при ослабленном (болезнью, утомлением, недоеданием) состоянии организма и выше. Именно поэтому общий уровень обмена у человека на протяжении всего постнатального онтогенеза относительно выше, чем у остальных животных.

На рис. 3 представлена композиция фрагментов логарифмических шкал возрастной зависимости метаболизма (калории/кг массы тела в сутки) у мелких (крысы – верхняя группа кривых) и крупных (овцы, свиньи, лошади, крупный рогатый скот – нижняя группа кривых) животных [43]. Данные по человеку (выделено темной зоной) приведены у женщин и мужчин [37] в положении лежа (соответственно нижняя и верхняя кривая) и промоделированы стоя (верхний край затемненной зоны) в соответствии с приростом показателей энергообмена при спокойном стоянии по отношению к уровню основного обмена. В ряду млекопитающих от мелких и до крупных животных общий уровень интенсивности обмена на единицу массы тела снижается. Эта закономерность проявляется и в пределах каждого вида животных, включая человека, на протяжении онтогенеза – сначала быстрое, а затем медленное снижение уровня метаболизма.

Рис. 3. Возрастная динамика основного обмена у человека и животных.

Если ориентироваться на стандартные условия определения у человека основного обмена, а это в положении покоя лежа, то и в этом случае общий уровень метаболизма у человека, как было отмечено выше [35,46], значительно выше, чем у животных, близких по массе тела. При этом следует иметь в виду, что сопоставимым с четвероногими животными условием определения основного обмена у человека является все же не лежание, а спокойное стояние. Поэтому если сравнивать интенсивность метаболизма человека с остальными животными с учетом этого условия (на рис. 3, верхний край затемненного профиля), то совершенно очевидно более высокий уровень обмена выявляется у человека.

Более высокая энергетическая стоимость прямохождения выявляется и по сравнительной оценке расходов кислорода у различных животных, включая человека [39]. По данным рис. 4 представлена цена бега, выраженная в количестве кислорода, необходимом для перемещения 1 кг массы тела на 1 км. Эти расходы закономерно снижаются с увеличением размеров тела: 1 – белая мышь, 2 – кенгуровая крыса, 3 – суслик, 4 – белая крыса, 5 – собака, 6 – человек, 7 – пони, 8 – лошадь. Данные по человеку (бег на двух конечностях) располагаются выше линии регрессии, по которой представлены млекопитающие, передвигающиеся на четырех конечностях. При соблюдаемой одной скорости бега для всех объектов исследования это свидетельствует о более высокой энергетической стоимости локомоции в условиях прямохождения. Бипедия оборачивается почти в два раза большим расходом энергии по сравнению с типичным для млекопитающих передвижением на четырех ногах [49].

Рис. 4. Потребление кислорода человеком и животными на единицу массы тела на 1 километр

В связи с такой высокой энергоемкостью антигравитационной функции животных организмов параллельное формирование у них гомотермии несомненно явилось прогрессивным морфогенетическим процессом, отражающим адекватное терморегуляционное обеспечение наземного существования организмов в гравитационом поле Земли. Высокая энергоемкость прямохождения как определяющего видового качества человека и соответствующее повышение теплопродукции потребовало формирование адекватного и более мощного, по сравнению с остальными животными, механизма теплоотдачи. Отсюда и уникальная у человека характеристика кожного покрова как основного эффекторного органа терморегуляторного обеспечения

Поэтому в эволюции человека – сначала прямохождение, затем рудиментация шерстного покрова и переключение на кожный кровоток, как основной механизм теплоотдачи при резко возросшей энергоемкости жизнедеятельности в условиях вертикального положения тела, а сапиенизация и все, связанное с ней, потом. В том числе и формирование характерных для человека форм поведенческой терморегуляции – от примитивной одежды, согревания у открытого очага и в жилище до антропогенного изменения жизненного пространства и формирования новых источников энергии на Земле и в Космосе. Другими словами – сначала надежный животный организм, обеспечивающий жизнедеятельность прямоходящего существа в уникальных условиях очень высокого, по сравнению с остальными животными, энергоемкого антигравитационного напряжения базовых функций организма – двигательной, циркуляторной и терморегуляторной. Модификация системы терморегуляции и достижение ее высокой степени эффективности у прямоходящего человека отражает значение энергетического напряжения и теплового стресса (внешнего и внутреннего происхождения) как фактора давления в эволюционном отборе гоминид [40].

Сложная и длительная позно-двигательная адаптация к земной силе тяжести в процессе формирования прямохождения у Человека является необходимой базой и для его психического развития.

На рис. 5 показаны имеющиеся в литературе данные по срокам миелинизации проводящих систем мозга человека [1,50]. Они наложены на этапы онтогенетической адаптации к земной гравитации в процессе становления прямохождения, начиная с внутриутробного периода – этапы 0, 1, 2, 3, 4. и 5 (см. рис. 2). Номерами сверху вниз обозначены различные проводящие пути: 1 – вентральные и 2 – дорсальные корешки спинного мозга, 3 – вестибуло-акустический тракт покрышки, 4 – медиальные лемниски, 5 – внутренняя и 6 – наружная часть нижних ножек мозжечка, 7 – верхние и 8 – средние ножки мозжечка, 9 – ретикулярная формация, 10 – ножки нижнего и 11 – верхнего двухолмия, зрительный нерв и тракт, 12 – таламический пучок Фареля Н1 и пучок Викдазира, 13 – лентикулярная петля, 14 – лентикулярный пучок Фареля Н2, 15 – зрительная радиация, 16 – соматосенсорная радиация, 17 – акустическая радиация, 18 – неспецифическая таламическая радиация, 19 – стриатум, 20 – пирамидный тракт, 21 – люмбо-мостовой тракт, 22 – свод, 23 – цингулюм, 24 – длинные комиссуральные пучки мозга, 25 – внутрикорковые ассоциативные связи.

Рис. 5. Возрастная динамика структурной организации проводящих путей мозга (по скорости миелинизации)

Очень важно, что именно только после состоявшегося перехода к прямохождению идет формирование речи – сложнейшего психомоторного выражения процесса сапиенизации ребенка. Поэтому становится понятной необходимость определенного уровня зрелости нервной системы для успешного психомоторного развития ребенка.

Не случайно, не просто соответствие, а фактически полное совпадение сроков завершения структурной организации большинства проводящих путей мозга [1,50] с наиболее важными первым (до 1 года) и вторым (до 5 лет) этапами онтогенетической адаптации к земной гравитации в процессе становления прямохождения (рис. 5). Это является свидетельством весьма интимных отношений между параллельным и взаимозависимым развитием нервной системы и характерных для человека позно-двигательных форм, как основы его дальнейшей сапиенизации. В онтогенезе, как и в эволюции, сначала идет формирование Homoerectus (Человека прямоходящего) и только затем Homosapiens (Человека разумного). Это и есть биологическая база для развития мозга и дальнейшего формирования такой психодвигательной реализации развития человека как формирование речи [33], без которой невозможно полноценное завершение процесса онтогенетической сапиенизации.

На рисунке 6 приводится этапная последовательность основных поз ребенка как проявление адаптации к земной силе тяжести в процессе становления у него прямостояния, а затем прямохождения и составленная на основе сводных данных [19,22,28] последовательность овладения сначала звуковыми компонентами, а затем и речью.

Рис. 6. Последовательность позной адаптации к земной гравитации в процессе формирования прямохождения и последующего развития речи у ребенка первых лет жизни

В первые 3 месяца – отдельные звуки, 6-7 месяцев – сочетание гласных звуков, 8 месяцев – отдельные слоги, 10 месяцев – складывание повторяющихся слогов и первое осмысленное слово, 1 год – несколько осмысленных слов, 1,5 года – около 10 слов, 2 года – около 400 слов, повторение произнесенных слов, составление предложений из двух-трех слов, говорит непрерывно; 2,5 года – использование слов «Я», «ты», «меня», называет предметы; 3 года – счет до трех, 4 года – счет до четырех, 5 лет – счет до 10.

К моменту освоения самостоятельного стояния словарный запас у ребенка составляет до 5 слов, после перехода к прямохождению и освоению характерных для человека основных локомоторных форм (ходьба, бег, повороты тела, приседания, прыжки) в вертикальном положении тела отмечается «информационный» скачок. В ближайший год словарный запас увеличивается на порядок, а к двум годам примерно до 400 слов, при этом ребенок уже осмысленно строит простые предложения из трех слов. Особое значение имеют определенные этапы в постнатальном онтогенезе, на протяжении которых происходит закрепление основных антропогенетических свойств морфофункционального комплекса организма, связанных с характерной для человека позной формой адаптации к силе тяжести.

Дети, которые по той или иной причине отстают не просто в своем физическом развитии, а, прежде всего, в связи с задержкой формирования прямостояния и прямохождения, отстают в развитии речи и в интеллектуальном развитии. Причем это не обязательно по причине болезней или повреждений скелета, мышечной или нервной системы. Ярким примером тому является поведение т.н. «диких» детей или «детей-волков» [23,24,45]. Известно, что практически во всех случаях нарушения психического и интеллектуального развития детей отмечается не просто задержка общего физического развития, а, прежде всего, формирования прямостояния и прямохождения [13,19,41,47]. Если такой ребенок в дальнейшем встанет на ноги, то он не реализует всех тех возможностей развития, которые должен и мог бы реализовать в соответствующий период своего развития [41]. Поэтому дети с умственной отсталостью существенно отличаются по развитию моторики [48], которая является важнейшей основой для развития человеческого интеллекта.

В эволюционном и онтогенетическом процессе сапиенизация без формирования прямохождения не могла бы осуществиться. Генотипическая способность к освоению прямохождения сама по себе не реализуется, и в этом отношении трудно переоценить инстинктивное обучение на основе подражания ребенком двигательному поведению окружающих его прямоходящих существ. Невозможно недооценивать и активное родительское обучение жизни в условиях прямохождения. Обучение жизни, так как все, чему человек научается за всю свою жизнь, в отличие от всех остальных животных реализуется им в процессе типичной для человека жизнедеятельности, основным условием которой является опять-таки прямохождение. В этом смысле прямохождение как генетически детерминированное основное биологическое качество человека становится определяющим фактором его роста и развития, а также основным физическим и социальным условием его жизнедеятельности. В этом отношении особенно важны первые 7 лет развития ребенка, включающие в себя не только формирование прямохождения как видоспецифического позного условия жизнедеятельности, а и всех основных двигательных форм поведения, характерных для человека. Двигательное развитие в первые 7 лет жизни ребенка является базовым для всего его психофизиологического развития [29,30,42,44].

Рассмотренное представление и на его основе предложенная этапность постнатального онтогенеза Человека, ориентированная на его биологическое качество – прямохождение, позволяет по-иному рассматривать основные проявления его жизнедеятельности во всем диапазоне состояний – здоровье – нездоровье – болезнь, как перманентно протекающую на протяжении всей жизни адаптацию к земной гравитации. Это является необходимым синтезирующим элементом, в устоявшихся на данный момент подходах о причинах и механизмах развития главных неинфекционных болезней, сопряженных со старением, т.н. четырех моделей медицины по В.М. Дильману [17]. Им сформулированы экологическая, генетическая, онтогенетическая и аккумуляционная модели. С эволюционных позиций обосновано рассмотреть и антропогенетическую модель. Это, на наш взгляд, вносит определенный конструктив в формирование теории медицины, а также в разработку средств и способов валеологической и медицинской (превентивной, лечебной) поддержки здоровья [6, 11,12,13,14,36].

Исходя из антропогенетического представления о природе Человека как прямоходящего существа, здоровье человека – это, прежде всего, последовательное и успешное формирование и закрепление признаков гоминидной триады (прямохождение, мозг, речь) с последующей успешной реализацией видовой репродуктивной и социальной миссии. Отсюда поддержка здоровья человека (или здоровый образ жизни) – это медико-биологическое, психологическое и социальное обеспечение успешного формирования и закрепления этих признаков у детей и подростков, с последующим – на протяжении всей жизни валеологическим и медико-биологическим обеспечением жизнедеятельности Человека в характерных только для него условиях прямохождения и во всем диапазоне его функциональных состояний – здоровье – нездоровье – предболезнь – болезнь.

Рецензенты:

Чичикин В.Т., д.п.н., профессор, заведующий кафедрой теории и методики физического воспитания и ОБЖ Нижегородского института развития образования, г. Нижний Новгород.

Трошин В.Д., д.м.н., профессор, профессор кафедры неврологии, нейрохирургии и медицинской генетики Нижегородской государственной медицинской академии, г.Нижний Новгород.


Библиографическая ссылка

Диленян Л.Р., Белкания Г.С., Диленян Л.Р., Багрий А.С., Рыжаков Д.И., Кононец В.В., Пухальская Л.Г. «ГРАВИТАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ – АНТРОПОЛОГИЯ» В АНТРОПОГЕНЕТИЧЕСКОМ ОБОСНОВАНИИ ЗДОРОВЬЯ И НЕЗДОРОВЬЯ // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 4.;
URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=13976 (дата обращения: 21.11.2018).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252