Имя материала: Психогенетика

Автор: И.В. Равич-Щербо

2.наследуемость показателей функционирования сердечно-сосудистой системы

 

Показатели работы сердечно-сосудистой системы используются в психофизиологии как источник информации об изменениях, происходящих в организме в связи с различными психическими процессами и состояниями.

Индикаторы активности сердечно-сосудистой системы включают: частоту сердечных сокращений (ЧСС); силу сокращений сердца, т.е. силу, с которой сердце накачивает кровь; минутный объем сердца - количество крови, проталкиваемое сердцем в одну минуту; артериальное давление (АД); региональный кровоток - показатели локального распределения крови.

В целом ряде исследований, выполненных на близнецах, было показано влияние генотипа на индивидуальные особенности ЧСС, а также давления крови в состоянии покоя и при различных нагрузках (табл. 15.3).

По данным разных авторов, оценки наследуемости ЧСС и кровяного давления варьируют в широких пределах: для показателей ЧСС от 0 до 70\%, для показателей давления от 13 до 82\% (систолического) и от 0 до 64\% (диастолического), составляя в среднем 50\% [84, 141, 200, 201]. Степень наследственной обусловленности показателей кровяного давления, по-видимому, может изменяться с возрастом: отмечается тенденция к снижению влияния наследственных факторов на уровень диастолического давления у взрослых при переходе от молодого к зрелому возрасту (от 68 к 38\%), что происходит за счет увеличения влияния несистематической среды. Вероятно, существуют так-.же половые различия в наследуемости показателей систолического и диастолического давления, но одназначно определить характер этой зависимости пока не представляется возможным.

Ввиду того, что показатели работы сердечно-сосудистой системы существенно и закономерно изменяются в условиях деятельности, особый интерес представляют исследования природы межиндивидуальной дисперсии реактивных изменений ЧСС, давления и других показателей такого рода, точнее их изменений, которые возникают в ходе выполнения различных задач.

Одно из наиболее развернутых исследований в этом плане было проведено Е.И. Соколовым с соавторами [141]. У 24 пар МЗ близнецов и 19 пар ДЗ они регистрировали показатели давления (систолического, диастолического и общего), ЧСС, а также показатели кровенаполнения сосудов головного мозга (реографический индекс). Перечисленные показатели регистрировались в трех экспериментальных ситуациях: покое, при психоэмоциональной нагрузке и через 10 мин после нее. Нагрузка - интеллектуальная деятельность в условиях дефицита времени с действием отвлекающего раздражителя (свет, звук).

 

                                                                                                                                         Таблица 15.3

Наследуемость показателей работы сердечно-сосудистой системы

(по данным разных авторов)

Автор, год публикации

Испытуемые, возраст (в годах)

Условия

Показатели

Генетический анализ

Основные результаты

1

2

3

4

5

6

Дж. Мазер и др. (J.Mather et al.), 1961

34 пары МЗ

19 пар ДЗ

29

покой

QRS-QT-интервалы в ЭКГ, ЧСС

дисперсионный анализ

по QRS-QT-интервалам МЗ более похожи, чем ДЗ; по ЧСС сходство одинаково

С. Ванденберг (С. Vandenberg et al.), 1965

 

 

вспышка, стук, звонок

ЧСС

дисперсионный анализ

МЗ более похожи, чем ДЗ

А. Шапиро и др. (A. Shapiro et al.), 1968

ПпарМЗ 12парДЗ

25

тест Струпа, болевые стимулы

давление, ЧСС

дисперсионный анализ

МЗ более похожи, чем ДЗ

В. Хьюм (W. Hume), 1973

 

 

покой, звук 95дб  1000 Гц, холодовое воз действие

ЧСС

внутриклассовые корреляции

отсутствие наследуемое™ ЧСС

 

 

1

2

3

4

5

6

В. Клисорас и др. (V. Klissouras et al.), 1973

23 пары МЗ

1б пар ДЗ

9-52

физическая нагрузка

ЧСС

внутриклассовые корреляции

показатель наследуемости 0,58

Л. Сергиенко,

1975

24 пары МЗ

26 пар ДЗ

12-17

физическая нагрузка

ЧСС

внутриклассовые корреляции

показатель наследуемости 0,58

П.Звольский и др. (Р. Zvolsky et al.), 1976

15 пар МЗ 19парДЗ 18-19

покой, напряжение (стресс

частота пульса

внутри клвесовые корреляции

наследуемость не зависит от ситуации; Н в диапазоне 0,6-0,9

М.Фейнлейб и др. (.M.Feinleib et al.), 1977

250 пар МЗ

264 пары ДЗ

42-56

покой

давление

дисперсионный анализ

показатели наследуемости для систолического давления 0,60; для диастолического - 0,61

Е. Соколов с соавт., 1980

24 пары МЗ

15 парДЗ

17-53

покой (1), напряжение (2), отдых (3)

давление, ЧСС

внутриклассовые корреляции

показатели наследуемости для систолического давления: 0,47, 0,81, 0,81; для диастолического - 0,73, 0,77, 0,53; для ЧСС: 0,20, 0,78, 0,70

 

Б. Кочубей,

1983

22 пары МЗ 21 параДЗ 17-29

звук 80 дБ,100 дб, 1000 Гц

ЧСС, интенсивность привыкания

дисперсионный анализ

наследуемость ЧСС на звук 105 дБ (G составляет 45\%) и интенсивности привыкания на звук 80 дБ (G - 42\%)

 

Р. Сомсен и др. (R. Somsen et al.), 1985

ПпарМЗ

11 пар ДЗ

15-18

задачи на время реакции, вычисления в уме

ЧСС

внутриклассовые корреляции

при вычислении в уме МЗ близнецы более похожи, чем ДЗ

 

Б. Дито (В. Ditto), 1987

36 пар сиблингов

покой, вычисление в уме, действие холода

ЧСС

метод подбора моделей

большее сходство ЧСС и показателей давления в покое; меньшее сходство реактивных изменений

 

Б. Дито (В. Ditto), 1988

40 пар МЗ

 40 пар ДЗ

задачи разного типа

ЧСС, давление

внутриклассовые корреляции

наследуемость реактивных изменений показателей от 0 до 0,80 в зависимости от характера задачи

 

Д. Бумсма и др. (D. Boomsma et al.), 1990

70 пар МЗ

90 пар ДЗ

16-17

покой, задачи

ЧСС, давление

метод подбора моделей

наследуемость в покое 25\%; при выполнении задачи 50\%

 

Т. Бушар (Т. Bouchard et al".), 1990

34 пары МЗ, росших вместе 49 пар разлученных МЗ

покой

респираторно-синусная аритмия

систолическое давление, ЧСС

внутриклассовые корреляции

все показатели наследуемы для давления г^д разлученных 0,6 для ЧСС т^д разлученных 0,4

 

 

Общим результатом является тот факт, что все перечисленные показатели обнаружили наибольшую величину наследуемости (по Хольцингеру) в условиях интеллектуальной деятельности, т.е. при психоэмоциональной нагрузке (рис. 15.1; 15.2),

В то же время отмечаются существенные различия в изменениях показателей наследуемости систолического и диасто-лического давления в зависимости от состояния организма. Для систолического давления Н в покое составляет 0,47, при нагрузке - 0,81, после нагрузки - 0,79; для диастолического - соответственно 0,73; 0,77; 0,53. Поскольку уровень давления крови при нагрузке достоверно повышался, то можно считать, что изменчивость всех компонентов, определяющих величину систолического давления крови при эмоциональном напряжении, детерминируется генетическими факторами. Наследуемость механизмов диастолического давления не обнаруживает столь значительной связи с функциональным состоянием организма, оставаясь высокой и в покое, и при нагрузке.

Рис. 15.1. Изменение коэффициентов внутриклассовой корреляции в группе монозиготных (rмз), дизиготных (rдз) близнецов и коэффициента Хольцингера (Н) для систолического, диастолического и среднего давления и  частоты сердечных сокращений в покое (фон), во время психоэмоциональной нагрузки (РП) и через 10 мин отдыха (отдых). РП- рабочий период [по 141].

1 - rмз; 2 - rдз; 3- Н.

Наряду с этим в некоторых исследованиях не обнаружено столь отчетливых различий наследуемости давления крови, характерного ДЛй покоя и функциональной нагрузки. Примером служит исследование Д. Бумсма с соавторами, в котором изучалась природа межиндивиду' альной вариативности уровня давления крови в зависимости от напряженности ситуации. Давление регистрировали у 160 пар близнецов в возрасте 14-21 года в покое и при выполнении задач, включающих регистрацию времени реакции и вычисления в уме [200]. Результаты получились неоднозначными. Оценка наследуемости уровня систолического и диастолического давления у женщин была выше при нагрузках, у мужчин же увеличение наследуемости наблюдалось только для систолического давления. Более того, диастолическое давление мужчин при нагрузках зависело от генотипа в меньшей степени, чем в покое. В состоянии покоя в изменчивости систолического давления у обоих полов и диастолического давления у женщин наблюдалось влияние систематической среды, однако при функциональных нагрузках это влияние снижалось. Многомерный дисперсионный анализ данных позволил заключить, что и в покое, и при функциональных нагрузках природа генетических и средовых влияний остается неизменной.

В целом ряде работ было обнаружено большее сходство реактивных изменений частоты сердечных сокращений в ответ на сенсорные стимулы и при нагрузках в парах МЗ близнецов по сравнению c ДЗ (табл. 15.3). В связи с этим широкое распространение получило мнение, что межиндивидуальная вариативность показателей частоты cердечных сокращений (ЧСС) при максимальной нагрузке зависит от наследственных факторов, тогда как индивидуальные особенности ЧСС в покое зависят, как правило, от факторов среды. Наряду с этим, однако, имеются и противоположные наблюдения.

 

                        

Рис. 15.2. Динамика коэффициентов внутриклассовой корреляции в группе монозиготных (rмз), дизиготных (rдз) близнецов и коэффициента Хольцингера (Н) для реографического индекса (РИ) и времени кровенаполнения сосудов головного мозга (ее) в покое (фон), во время психоэмоциональной нагрузки (РП) и через 10 мин отдыха (отдых) [по 141].

1 - rмз; 2 - rдз; 3 - Н.

 

Прежде, чем обсудить эти расхождения, следует указать, что сама "о себе динамика ЧСС при выполнении заданий разного рода имеет ^однозначный характер. При предъявлении задания и в ходе его выполнения возможно как ускорение, так и замедление ЧСС. В качестве иллюстрации можно привести исследование Р.Сомсена со соавторами, в котором изучалось влияние генетических факторов на форму реактивных изменений ЧСС при выполнении разных заданий у 11 пап МЗ и 11 пар ДЗ близнецов [409]. Предварительно было установлено что текущие изменения ЧСС имеют характерный паттерн, который зависит от особенностей задачи и этапа ее решения. Задания были связаны с регистрацией времени простой двигательной реакции и вычислением в уме. В заданиях на время реакции при предъявлении предупреждающего сигнала наблюдалось замедление ЧСС, затем ускорение, а перед предъявлением пускового сигнала - опять замедление. При этом авторы отмечают высокую межиндивидуальную вариативность паттерна изменений ЧСС, хотя у каждого испытуемого он оставался стабильным. Тем не менее достоверных различий между МЗ и ДЗ близнецами по данному признаку в этих условиях выявлено не было. В другом случае простая двигательная реакция перемежалась заданиями на вычисление в уме. С точки зрения авторов, в таком случае возникала более напряженная, стрессогенная ситуция. В этой ситуации сходство паттерна ЧСС-реакции оказалось достоверно больше у МЗ близнецов, чем у ДЗ. Предположительно, различия в наследуемости паттерна реактивности ЧСС могут иметь две причины. Во-первых, при больших нагрузках и стрессе показатели ЧСС оказываются более стабильными, поэтому низкая оценка наследуемости ЧСС-реакции при выполнении относительно простого задания может быть обусловлена большей ошибкой измерения. Вторая причина - различная наследуе-мость показателей, обусловленных активностью симпатической и парасимпатической систем.

Изменения показателей работы сердечно-сосудистой системы находятся под контролем симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы, причем те и другие влияния по-разному действуют на физиологические показатели, в частности на ЧСС. Парасимпатическая активация вызывает замедление сердечного ритма, которое сопровождает, например, ориентировочную реакцию, возникающую при предъявлении новых умеренных по интенсивности стимулов, или просто внимательное их рассматривание. Известно, что ЧСС в задаче на время реакции также определяется в основном активностью парасимпатической системы, а при задаче, связанной с вычислениями в уме, - в большей степени симпатической системы. Симпатическая активация, напротив, ведет к увеличению частоты сердечных сокращений и повышению мышечного напряжения. Данные эффекты тесно связаны, поэтому любое мышечное напряжение сопровождается усилением ЧСС. Значимость этой связи наиболее выпукло обозначена в теории кардиосома-тического сопряжения Р. Обриста, в соответствии с которой ритм сердца и уровень мышечного напряжения взаимообусловлены: при ослаблении мышечного напряжения замедляется ритм сердца, и наоборот.

Полученные Р. Сомсеном данные позволяют предположить, что эффекты симпатической активации в большей степени обусловлены генотипом, чем аналогичные эффекты парасимпатической системы.

К сходным выводам пришел и Б.И. Кочубей [84] в процессе изучения изменений ЧСС в ситуациях ориентировочно-исследовательской и ориентировочно-оборонительной реакций на звуки разной интенсивности у 22^ пар МЗ и 21 пары ДЗ близнецов.

Как уже отмечалось, для ориентировочной реакции характерно замедление сердечного ритма. Оно обусловлено действием блуждающего нерва (парасимпатическая система), а психологическим выражением соматических эффектов является «обращенность» человека вовне. Для оборонительной реакции, наоборот, характерно учащение ритма, обусловленное симпатической активацией. Оно свидетельствует об установке испытуемого на избегание стимула. По данным Б.И. Кочубея, стимул 80 дБ вызывал уменьшение ЧСС, а при привыкании ориентировочной реакции наблюдалось относительное учащение ритма. Звук 105 дБ, напротив, сопровождался увеличением ЧСС, а при его повторении отмечалось относительное снижение ЧСС. Значительный вклад генетических факторов наблюдался при увеличении ЧСС в ответ на тон 105 дБ (оборонительная реакция - ОбР) и отсутствовал в изменениях ЧСС в ответ на тон 80 дБ (ориентировочная реакция - Ор). Величина привыкания, наоборот, была обусловлена генотипом только при тоне 80 дБ. Таким образом, генетические влияния наблюдались в ситуациях, когда ведущую роль играла симпатическая регуляция сердечного ритма (угашение Ор и первая реакция при ОбР), тогда как в ситуациях, характеризующихся преобладанием парасимпатических влияний, вариативность ЧСС определялась преимущественно средовыми влияниями.

При изучении деятельности автономной нервной системы используются показатели, отражающие взаимодействие и меру согласованности в работе сердечно-сосудистой и дыхательной систем организма. Одним из таких показателей является респираторная синусная аритмия (РСА). Она отражает циклические изменения ЧСС, сопровождающие дыхание. ЧСС обычно увеличивается при выдохе и уменьшается при вдохе. Чем больше амплитуда изменения ЧСС, тем выше РСА. Считается, что высокий уровень РСА свидетельствует о хорошем контроле ЧСС со стороны парасимпатической нервной системы (вагусный контроль). Выраженный вагусный контроль ЧСС и, следовательно, высокая РСА рассматриваются как признак хорошей регуляции в деятельности сердечно-сосудистой и автономной нервной систем.

Д. Бумсма с коллегами исследовали влияние средовых и генотипи-ческих факторов на межиндивидуальную вариативность РСА в покое и при выполнении задач двух типов - на время реакции и вычисления в уме [201]. Методом подбора моделей было установлено, что при аьшолнении задач приблизительно 50\% общей дисперсии объясняюсь генетическими факторами, тогда как в покое - около 25\%. Описанию данных более всего соответствовала генотип-средовая модель, включающая случайный средовой и аддитивный генетический компоненты дисперсии. Влияния систематической среды на дисперсию РСА обнаружено не было. Было также установлено, что дисперсия РСА в покое и при выполнении задач имеет общую генетическую основу, т.е. определяется действием одних генетических факторов.

В работе эстонских исследователей [132, гл. VI] на большой выборке близнецов (153 пары) была установлена наследственная обусловленность деятельности систем кровообращения и дыхания лишь в условиях больших физических нагрузок. В состоянии покоя и при умеренных усилиях средовые влияния преобладали над генотипическими.

Было также установлено значительное влияние факторов генотипа на межиндивидуальную вариативность некоторых параметров кровообращения и максимального потребления кислорода (МПК) при выполнении спортивных движений. Исследования МПК оказываются наиболее интересными. Этот показатель (от которого в решающей мере зависит успешность в циклических видах спорта) одинаков в разных этнических группах, не меняется в онтогенезе, мало тренируется и оказывается высоко генетически детерминированным [310]. Если учесть, что спортсмены международного класса имеют показатели МПК, значительно превышающие их среднепопуляционную величину, то, по-видимому, индивидуальный уровень МПК может служить информативным признаком при прогнозировании спортивной успешности.

 

Страница: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 | 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 | 100 |