Цель - создание единого онтогенетического метода определения биологического возраста.
Выбор физической работоспособности определяется несколькими факторами:
1. показатель имеет строгую направленность в онтогенезе (увеличивается в период созревания, снижается в период зрелости и старения);
2. признак отражает адаптационные возможности организма человека в целом;
3. методика обладает строгим порядком исполнения и интерпретации.
Характеристика групп обследуемых
Для обследования отбирались люди методом случайной выборки.
О состоянии здоровья испытуемых судили по анамнестическим данным, результатам предварительного медицинского осмотра и анализу историй болезней. Исключались из выборки те, кто имел в анамнезе инфаркты миокарда, инсульты и другие состояния декомпенсации физиологических систем.
Нами использована следующая возрастная классификация: дети младшего школьного возраста (7-12 лет), среднего школьного возраста (13-14 лет), старшего школьного возраста (15-17 лет), люди молодого (18-19 лет), зрелого (20-59 лет), пожилого (60-74 лет) и старческого (75-89 лет) возраста.
Всего обследовано 589 человек.
Методы исследования
Физическую работоспособность измеряли методом степэргометрии с нарастающей нагрузкой до достижения субмаксимально возможной частоты сердечных сокращений или появления общепринятых противопоказаний.
Исследование начиналось после 20-минутной адаптации испытуемого в положении сидя, после чего регистрировались изучаемые показатели. Начальная нагрузка составляла 100 кГм/мин, работа на каждой ступени продолжалась 4 минуты, отдых между нагрузками длился 3 минуты, прибавка нагрузки на каждой последующей ступени по 100 кГм/мин. До нагрузки, на каждой минуте нагрузки и восстановления регистрировалась электрокардиограмма и артериальное давление.
Для определения биологического возраста использовались показатели - субмаксимальная физическая работоспособность (ФР1), субмаксимальная физическая работоспособность на кг массы тела (ФР2); частота сердечных сокращений (ЧСС), систолическое (АДс) и диастолическое давление (АДд) на высоте нагрузки.
В таблице 1 представлена матрица для хронологического возраста и показателей физической работоспособности в период созревания.
У детей и подростков женского пола положительные достоверные корреляции выявлены между возрастом и физической работоспособностью в кГм/мин (высокая степень), с частотой сердечных сокращений на высоте нагрузки (умеренная степень) и систолическим артериальным давлением на высоте нагрузки (высокая степень). Не обнаружено корреляций с возрастом для физической работоспособности в кГм/мин/кг и диастолического артериального давления на высоте нагрузки.
Таблица 1. Корреляция хронологического возраста с показателями физической
работоспособности (7-17 лет)
|
У мальчиков и юношей положительные значимые корреляции зарегистрированы между возрастом и физической работоспособностью в кГм/мин (высокая степень), частотой сердечных сокращений на высоте нагрузки (умеренная степень), систолическим артериальным давлением на высоте нагрузки (заметная степень) и диастолическим артериальным давлением на высоте нагрузки (умеренная степень). Не отмечено корреляции с возрастом для физической работоспособности в кГм/мин/кг.
Разница в корреляциях касается только диастолического артериального давления на высоте нагрузки. Она значима для лиц женского пола и отсутствует у испытуемых мужского пола. Знаки корреляций для всех показателей не имели половых различий.
На основании метода множественной линейной регрессии предложены следующие формулы для определения биологического возраста по физической работоспособности в условных годах в период развития (7-17 лет):
1) БВ(женщин) = 0,4360 + 0,0186ФР1 - 0,5379ФР2 + 0,0404ЧСС + 0,0265АДс - 0,018АДд
Коэффициент множественной корреляции - 0,86; достоверность по критерию Дитера - Р<0,001;
2) БВ(мужчин) = -2,8866 + 0,0130ФР1 - 0,4273ФР2 + 0,0696ЧСС + 0,0144АДс + +0,0078АДд
Коэффициент множественной корреляции - 0,88; достоверность по критерию Фишера - Р<0,001.
В таблице 2 представлена матрица для хронологического возраста и показателей физической работоспособности в периоды зрелости и старения.
Таблица 2. Корреляция хронологического возраста с показателями физической
работоспособности (18-89 лет)
|
У женщин выявлены отрицательные достоверные корреляции между возрастом и физической работоспособностью в кГм/мин и кГм/мин/кг, частотой сердечных сокращений на высоте нагрузки (высокая степень), положительные значимые корреляции возраста и систолического артериального давления на высоте нагрузки (заметная степень), диастолического артериального давления на высоте нагрузки (умеренная степень).
У мужчин отрицательные значимые корреляции зарегистрированы между возрастом и физической работоспособностью в кГм/мин и кГм/мин/кг, частотой сердечных сокращений на высоте нагрузки (высокая степень). У них не отмечены корреляции с возрастом для систолического и диастолического артериального давления на высоте нагрузки.
Для определения биологического возраста в условных годах в периоды зрелости и старения (18-89 лет) созданы следующие формулы:
1. БВ(женщин) = 112,66 - 0,04ФР1 - 2,30ФР2 - 0,24ЧСС + 0,12АДс - 0,09АДд
Коэффициент множественной корреляции - 0,93; достоверность по критерию Фишера - Р<0,001;
2. БВ(мужчин) = 97,85 - 0,05ФР1 - 0,33ФР2 - 0,05ЧСС + 0,13АДс - 0,21АДд
Коэффициент множественной корреляции - 0,97; достоверность по критерию Фишера - P<0,001.
Избранные нами биомаркеры возраста отвечают всем требованиям, предъявляемым к показателям биологического возраста:
1. физическая работоспособность достоверно коррелирует с хронологическим возрастом, что доказывает ее направленность, закономерность и непрерывность изменений на протяжении онтогенеза;
2. изменения работоспособности достаточны по интенсивности в процессе онтогенеза;
3. данный признак легко измерим количественно;
4. именно работоспособность является ведущим инструментом оценки изменений адаптационных возможностей человека;
5. данные работоспособности стабильны и воспроизводимы;
6. физическая работоспособность отражает объективные характеристики функционального состояния человека;
7. измерения физической работоспособности безопасны для людей любого возраста.
В приведенных формулах величины вычисленных коэффициентов определяются их корреляцией с хронологическим возрастом, взаимной корреляцией (и в связи с этим -долей их независимого информационного вклада) и, наконец, их абсолютной величиной.
Все уравнения имеют высокие и достоверные коэффициенты множественной корреляции с хронологическим возрастом, что свидетельствует о достаточной информации о созревании, зрелости и старении, включенной нами в модели биологического возраста.
Математическая модель множественной регрессии открывает возможности определения среднего биологического возраста сопоставляемых групп населения, различающихся по полу, образу жизни, географическому положению, наличию факторов риска, применяемым гериатрическим воздействиям и т.д. При таком подходе систематическая ошибка вычисления биологического возраста, проявляющаяся в искажении показателей его на краях регрессии (в младшей возрастной группе он несколько завышен, в старшей - занижен по сравнению с хронологическим возрастом), не имеет существенного значения, так как она в равной степени представлена в оценке сравниваемых групп или субпопуляций.
В тех случаях, когда нужно определить точный биологический возраст индивидуума, нужно учитывать феномен “сужения”. Исходя из этого, прямое сопоставление вычисленного биологического возраста и хронологического возраста одного человека некорректно. Следует сопоставлять вычисленный биологический возраст с величиной должного биологического возраста, который характеризует популяционный стандарт темпа возрастных изменений. Обследовав человека, нужно сопоставить его биологический возраст со средним биологическим возрастом всех лиц данной возрастной группы.
С целью сравнения темпов возрастных изменений у женщин и мужчин, а также для установления должного биологического возраста в отдельных возрастных группах, были рассчитаны средние величины его для всех возрастных групп (таблица 3).
Таблица 3. Хронологический и биологический возраст (7-89 лет)
|
Примечание: * - Р<0,05-0,001 достоверность различий биологического возраста между женщинами и мужчинами одной возрастной группы.
Средний хронологический возраст испытуемых во всех группах не имел достоверных различий, что позволило анализировать биологический возраст в разных половых группах с высокой степенью надежности.
У детей 7 лет мальчики были значимо старше девочек (1,36 условных года), в 8-11 лет темп созревания для тех и других оставался одинаковым, в 12 и 13 лет девочки становились старше мальчиков (12 - на 1,28; 13 - на 1,31 условных года), в 14-17 лет темп созревания снова выравнивался. Женщины 18-19 лет достоверно старше мужчин этого возраста (на 3,87 условных года). Противоположная тенденция отмечена для периода зрелости - во всех группах мужчины имели значимо больший биологический возраст по сравнению с женщинами (20-29 - на 13,10; 30-39 - на 8,54; 40-49 - на 5,28; 50-59 - на 6,41 условных года). При старении (60-74, 75-89) в темпе возрастных изменений различий не выявлено.
Для сравнения ведущей тенденции темпа возрастных изменений мы воспользовались соотношением квадратов коэффициентов множественной корреляции, так как одному году хронологического возраста соответствует R2 биологического возраста. При таком подходе соотношение R2 мужчин: R2 женщин показывает, во сколько раз темп возрастных изменений больше или меньше темпа женщин.
Как свидетельствуют полученные данные, соотношение в периоде созревания составило 1,04; в периоде зрелости и старения 1,09. Темп возрастных изменений выше у мужчин по сравнению с женщинами во все периоды онтогенеза.
В соответствии с обоими методами (биологический возраст и квадрат коэффициентов множественной регрессии) установлена единая закономерность: женщины имеют более медленный темп возрастных изменений в периоды созревания, зрелости и старения по сравнению с мужчинами. Наиболее ярко эта закономерность проявляется на этапе зрелости - 20-59.
Таким образом, большей продолжительности жизни женщин соответствует более низкий темп их изменений во времени. Это доказывает, что влияние факторов, связанных с физиологией пола, является ведущим по вкладу в процесс старения организма.
Чувствительность онтогенетического метода к половым различиям возрастных изменений позволяет утверждать, что разработанный метод определения биологического возраста по физической работоспособности, отражающий адаптационные возможности организма, является инструментом объективной оценки темпа развития, зрелости и старения человека и позволяет судить об эффективности различных факторов в изменении скорости онтогенеза.