Структура распределения размеров тела у детей в процессе роста

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Научно-исследовательский институт и Музей антропологии

им. Д.Н. Анучина

03. 00. 14 - Антропология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Структура распределения размеров тела у детей

в процессе роста

ФЕДОТОВА ТАТЬЯНА КОНСТАНТИНОВНА

Москва 2008

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте и Музее антропологии имени Д.Н. Анучина Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова

Официальные оппоненты:

- доктор биологических наук, член-корреспондент РАЕН Мартиросов Эдуард Георгиевич

- доктор биологических наук, профессор Сонькин Валентин Дмитриевич

- доктор биологических наук Саливон Инесса Ивановна

Ведущая организация - Институт этнологии и антропологии РАН

Защита диссертации состоится “3”октября 2008 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д501.001.94 Московского Государственного университета им. М.В. Ломоносова по адресу: 103009 г. Москва, Моховая ул. д. 11, НИИ и Музей антропологии МГУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИИ и Музея антропологии МГУ.

Автореферат разослан “ ” 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Сухова Алла Владимировна

Актуальность исследования

Внимание отечественных и зарубежных исследователей к изучению морфологической структуры популяции неслучайно и знаменательно. Внутригрупповая устойчивость морфологической структуры популяции по существу означает устойчивость индивидуальной морфологической специфики в пределах широкого возрастного диапазона. Явление межгрупповой стабильности структуры популяций свидетельствует о специфике паттернов роста и развития отдельных популяций при сравнении их друг с другом. Таким образом, мы имеем дело с явлением канализированности процессов роста как основным механизмом динамики возрастных процессов. Понятие «канализированность» было впервые предложено генетиком Уоддингтоном (1947), и, по мнению И.И. Шмальгаузена (1964), фактически тождественно понятиям «авторегуляция» развития и, как высшее проявление авторегуляции, «автономность» развития на базе наследственных факторов.

В ауксологии термин «канализированность роста» обозначает специфику процесса роста в нормальных условиях в пределах определенного «канала» или участка перцентильной сетки (Антропологический словарь, 2003). Канализированность роста предполагает наличие генетических регуляторных механизмов, удерживающих процессы роста и развития в определенных рамках, или «эндогенность роста» (Антропологический словарь, 2003).

При методически корректном и многомерном изучении явлений устойчивости и перестроек структуры популяции мы можем нащупать подходы к долгосрочному прогнозу индивидуальной траектории онтогенетического развития и своевременной коррекции неблагоприятных перспектив. Мониторинг индивидуального роста и развития ребенка с выходом в практику педиатрии являлся актуальной задачей возрастной антропологии (ауксологии) с момента ее возникновения почти столетие назад. Его актуальность только увеличивается с течением времени в связи с нарастанием антропогенной плотности среды: экологического и информационного стрессов, двигательного голода или гиподинамии, ослабления факторов отбора в «цивилизованной» урбанизированной среде за счет успехов медицины, снимающих избирательную смертность новорожденных, и культурологгических факторов, заменяющих избирательную фертильность экономическими стратегиями планирования семьи.

Отдельные исследования, касающиеся изучения стабильности и перестроек структуры распределений морфологических признаков и причин этой стабильности (Afifi, 1985; Szczotka, 1985; Kaplovwitz et al., 1991; Пурунджан и др., 1997, 2000) представляют достаточно мозаичную картину, рассматривая ограниченные возрастные интервалы, очень лаконичный набор соматических параметров, обычно длину и массу тела, и отдельные факторы, содействующие эффекту стабильности межиндивидуальных и межгрупповых вариаций морфологического статуса. Чаще всего такие исследования проводятся с привлечением классического Т-факторного анализа, примененного к сериям продольных данных (Petersen, 1959; Szczotka, 1971, 1985; Cronk, Read, 1981; Cronk et al., 1982, Berkey, Kent, 1985; Дерябин, 2000). Основной итог этих немногочисленных исследований, касающихся детской части популяции, можно сформулировать следующим образом. Наиболее общие показатели соматического статуса детей школьного возраста, в первую очередь длина и масса тела, являются устойчивыми индивидуальными характеристиками, сохраняющими стабильный «центильный уровень» сквозь весь интервал наблюдений. Такая же устойчивость характерна и для картины межгруппового разнообразия у детей и подростков. В грудном и раннем возрасте (от 0 до 36 месяцев) индивидуальная соматическая специфика здоровых детей в значительной степени связана с такими факторами как масса тела при рождении, характер и качество вскармливания, определяющими компенсаторный характер роста, что, по-видимому, не позволяет говорить об устойчивости как доминирующем свойстве индивидуальной соматической специфики на этом возрастном интервале. При этом для детей до 6 лет с серьезными генетическими нарушениями (синдром Дауна) отмечается наличие устойчивых ростовых каналов уже с 3х-месячного возраста. Приведенные положения легли в основу методологии исследования.

В настоящей работе предпринята попытка системного исследования проблемы морфологической структуры популяции у детей. Системность подхода обеспечивается привлечением к анализу данных, охватывающих широкий возрастной диапазон, большой блок размеров тела, достаточно информативно описывающих все три компонента сомы - эндо-, экто- и мезоморфный; широкий набор факторов, способствующих формированию соматического разнообразия, большой спектр современных биометрических методов, а также рассмотрением внутригруппового и межгруппового уровня изменчивости.

В работе рассматривается широкий возрастной диапазон от рождения до 17 лет, т.е. отрезок постнатального онтогенеза от момента старта почти до достижения дефинитивного статуса. Основное внимание сосредоточено на возрастном интервале 3 - 17 лет, но ряд анализов охватывает и возраст до 3 лет. Возможно, оптимальным материалом для решения наших задач были бы сквозные продольные серии данных от 0 до 17 лет. Однако сбор такого материала ограничен как личным, так и профессиональным временем исследователей. Поэтому весь исследуемый возрастной интервал «разбит» на более узкие возрастные периоды: школьный возраст 8 - 17 лет, включающий периоды второго детства и пубертатный согласно современной возрастной периодизации, дошкольный возраст 3 - 7 лет, примерно соответствующий периоду первого детства, грудной и ранний возраст от рождения до 3 лет. Не исключено, что благодаря такому вынужденному приему «дробного» анализа мы не только не упустили некоторых важных закономерностей, но смогли более рельефно зафиксировать основополагающие механизмы онтогенеза, поскольку рассматриваемые отдельно возрастные периоды являются одновременно и качественно самостоятельными. Так, период онтогенеза от 8 до 17 лет, школьный возраст, проходит под знаком двух мощных формообразующих факторов - пубертатный скачок роста и связанные с ним гормональные перестройки и систематическая интеллектуальная нагрузка, постоянно нарастающая с увеличением антропогенной плотности среды в «цивилизованном» мире. Ростовые процессы у детей дошкольного возраста протекают на гораздо более умеренном гормональном фоне и, по крайней мере, до недавнего времени, были в определенном смысле «изолированы» от информационного стресса окружающей среды. Именно скачком в более плотное информационное школьное пространство и объяснялось полуростовое ускорение соматического развития детей при подготовке к школе и в начале школьного обучения еще в 1970-ые годы. Сегодня качественная граница между школьниками и дошкольниками или сильно размыта. В связи с усложнением школьных программ систематическая подготовка детей к школе начинается в 4 - 5 лет. Кроме того, ниша развития современных дошкольников, семейная микросреда, насыщена высокотехнологичными предметами быта и развивающими играми. В США приветствуется знакомство детей с компьютером уже с возраста 2 года (Лоу, 2004); некоторые московские старшие дошкольники, по данным нашего анкетирования родителей, проводят за компьютером иногда несколько часов в день. Таким образом, современные дошкольники становятся неофитами в информационно плотной среде.

Возраст от рождения до 3 лет является с точки зрения биологии и психологии развития настоящим «окном возможностей» (Крайг, Бокум, 2006). Он наиболее интересен с точки зрения изучения каналов роста и поиска той возрастной точки, которую уверенно можно назвать началом устойчивой онтогенетической траектории. По мнению ведущих специалистов в области ауксологии (Бунак, 1964, Таннер, 1968, Воляньски, 1976) о существовании устойчивого индивидуального канала роста следует говорить не ранее, чем в 3 - 4 года.

Объектом исследования являются данные антропологического изучения целого ряда детских выборок России и бывшего СССР, собранных продольными и поперечными методами, в широком возрастном диапазоне от 0 до 17 лет; в том числе несколько серий по детям Москвы в исторической динамике за последние несколько десятилетий (вторая половина ХХ столетия - начало Ш тысячелетия).

Цель исследования состоит в изучении явлений стабильности и перестроек структуры распределений размеров тела и определяющих их факторов.

Предметом исследования является выявление основополагающих механизмов онтогенеза, в частности, устойчивости индивидуального морфологического статуса в процессе роста или канализированности ростовых процессов.

Задачи исследования:

1. Изучить явления устойчивости и перестроек структуры межиндивидуальных распределений большого набора отдельных признаков и их комплексов на возрастном интервале 3 - 17 лет; решить аналогичную задачу для межгрупповых распределений признаков на интервале 3 - 17 лет;

2. Проанализировать специфику процессов перестройки внутригрупповых распределений скелетно-мышечных размеров тела и показателей жироотложения на интервале 3 - 17 лет;

3. Исследовать специфические закономерности возрастной динамики скелетно-мышечных размеров тела и показателей жироотложения на интервале 0 - 17 лет; тело возраст биологический соматический

4. Изучить внутригрупповые связи соматического развития детей с набором критериев биологического возраста (половое созревание у школьников, моторный и зубной возраст у дошкольников) на интервале 1 - 17 лет на базе нескольких продольных серий данных;

5. Исследовать коррелированность внутригрупповых вариаций соматического развития детей с большим набором показателей здоровья на интервале 3 - 15 лет на базе нескольких серий данных;

6. Изучить эпохальную специфику соматического статуса современных детей Москвы 3 - 17 лет 2005 - 2006 гг. обследования в сравнении с московскими детьми, обследованными в 1960х, 1970х, 1980х т 1990х годах;

7. Изучить влияние большого набора биологических, семейных, социальных, экологических факторов на соматическое развитие детей 3 - 15 лет на модели выборки детей Москвы 2005 - 2006 гг. обследования.

Методическая основа исследования состоит в привлечении большого набора методов современной многомерной статистики, использовании оригинальных алгоритмов биометрического анализа данных продольного и поперечного обследования детей и организации собственного развернутого обследования современных московских детей для исследования основополагающих механизмов онтогенеза.

Научная новизна и практическая ценность. Впервые в отечественной и мировой литературе средствами классического Т-факторного анализа и разработанными на его основе биометрическими методами изучено явление устойчивости и перестроек структуры индивидуальных распределений большого набора соматических размеров и их комплексов у детей 3 - 17 лет в процессе роста. Таким образом, фактически описано явление канализированности как основного механизма динамики ростовых процессов как в случае отдельно рассматриваемых размеров тела, так и в случае их комплексов. Аналогичная задача решена и для анализа структуры межгрупповых распределений признаков.

Выявлена связь интегративных характеристик, описывающих явления устойчивости и ее нарушений на внутригрупповом уровне, с набором показателей биологического возраста (интегративный показатель полового созревания у подростков, построенный на базе двух частных параметров у мальчиков и четырех у девочек; зубной возраст, филиппинский тест, моторное развитие у дошкольников). Проведен подробный анализ набора показателей биологического возраста детей младше 7 лет, позволивший оценить степень их взаимной сопряженности и взаимозаменяемости. Аналогично на межгрупповом уровне изучены связи перестроек распределений размеров тела со временем наступления полового созревания.

Проанализирована связь большого блока показателей здоровья от момента беременности до момента обследования с вариациями соматического статуса детей. Выявлен кумулятивный эффект заболеваемости на процессы роста и развития, свидетельствующий, что вклад в соматический статус ребенка вносят не столько отдельные заболевания, сколько вся их совокупность (медицинский анамнез) к моменту обследования. Показана неслучайно большая коррелированность соматического развития с функциональными показателями (артериальное давление, уровень гемоглобина) сравнительно с заболеваемостью.

Проанализирована возрастная динамика асимметричности распределений большого набора соматических размеров на интервале 3 - 17 лет, описывающая перестройки распределений отдельных размеров тела. Выявлена специфика перестроек внутригрупповых распределений показателей жироотложения и скелетно-мышечного развития, а также особенности перестроек структуры распределений признаков на интервале 3 - 7 и 8 - 17 лет. Результаты хорошо совпадают с итогами Т-факторных анализов для разных признаков.

Описана специфика возрастной динамики большого набора размеров тела с привлечением анализа возрастной динамики нормированных приростов средних уровней отдельных размеров тела по специальной методике на основе дивергенции Кульбака. Это позволило выявить известную автономность разных компонентов сомы в процессе роста, в частности, немонотонный характер динамики роста жироотложения на возрастном интервале 0 - 17 лет, особенно взрывной рост жироотложения в первые месяцы после рождения, отличный от медленного монотонного паттерна приростов размеров скелетно-мышечной системы. Эти результаты также хорошо согласуются с итогами факторных анализов, выявивших известное отсутствие сопряженности как устойчивых уровней, так и перестроек комплексов признаков, характеризующих разные компоненты сомы. Выявленные закономерности отражают специфику функционального назначения отдельных компонентов телосложения.

Выявлена специфика микроэволюционных процессов соматического статуса современного человека в антропогенной среде высокой плотности на модели детских популяций Москвы 3 - 17 лет за последние десятилетия с 1960-х по 2006 гг. и соматическое своеобразие детей мегаполиса начала третьего тысячелетия, в частности, неслучайное увеличение уровней подкожного жироотложения в отсутствии значимой динамики скелетного развития.

Рассмотрена связь соматического статуса ребенка с множественным набором параметров среды, всего 59 показателей, в том числе возраст и социальный статус родителей, жилищные условия, семейный уклад (курение в доме, интенсивность пользования компьютером), обстоятельства раннего онтогенеза, медицинский анамнез, экология места жительства и прочее. Анализ структуры внешнесредовых параметров позволил определить те из показателей, которые наиболее информативны как факторы формирования фенотипического разнообразия детей в процессе роста, в частности, образовательный уровень родителей.

Работа выполнена на стыке таких разделов антропологии как ауксология, биология человека, антропоэкология, прикладная антропология, отчасти этническая антропология, и разделов медицины - возрастная физиология и гигиена. Полученные результаты могут быть реализованы в педиатрии для корректной оценки индивидуального соматического статуса ребенка и в системе школьного образования для совершенствования индивидуального подхода к обучению. Некоторые результаты используются при чтении курсов лекций ан биологическом факультете МГУ и в практике педиатрии.

Отдельные результаты работы вошли в сборник аналитических материалов и научно-методических разработок «Реализация городской целевой программы «Здоровье детей Москвы на 2002 - 2005 годы» в Южном административном округе города Москвы».

Основные положения, выносимые на защиту

1. Стабильность структуры внутригрупповых и межгрупповых распределений размеров тела у детей 3 - 17 лет и устойчивость индивидуальной морфологической специфики как основной механизм динамики ростовых процессов;

2. Особенности возрастной динамики и перестройки структуры распределений размеров тела, характеризующих жироотложение и локомоторный аппарат,

3. Обусловленность индивидуальной соматической специфики и явлений стабильности и перестроек структуры распределений размеров тела вариацией биологического возраста (индивидуальными темпами развития),

4. Специфика эпохальной динамики популяции московских детей 3 - 17 лет за последние десятилетия с 1960-х по 2006 годы;

5. Характер влияния факторов ниши развития ребенка (экология мегаполиса, социальный статус родителей, семейная среда, заболеваемость) на соматическое развитие детей.

Апробация работы. Результаты работы представлены и доложены на следующих отечественных и зарубежных научных совещаниях и форумах: 17й конференции молодых ученых биологического факультета МГУ; Конференции «Современная антропология медицине и народному хозяйству», Таллин, октябрь 1988; III Конгресс этнографов и антропологов России, Москва, 8 - 11 июня 1999; V Бунаковских чтениях, Москва 2001; IV Международном конгрессе во интегративной антропологии, Санкт-Петербург 2002; 13-м Конгрессе Европейской антропологической ассоциации, Загреб 2002; XII Международной научно-практической конференции «Экология человека в постчернобыльский период, Минск, ноябрь 2004; Х Съезда педиатров России «Пути повышения эффективности медицинской помощи детям», февраль 2005; Х Конгрессе педиатров России «Актуальные проблемы педиатрии, Москва, февраль 2006; Российско-японском симпозиуме по физиологической антропологии «Изменчивость морфологических признаков в процессе адаптации к условиям окружающей среды», Москва, июнь 2005; Заседании антропологической секции МОИП 3 марта 2006; Научно-практической конференции с международным участием «Профессиональное гигиеническое обучение. Формирование здорового образа жизни детей, подростков и молодежи», Москва, май 2006; Научно-практической конференции с международным участием «Актуальные вопросы эволюционной, возрастной и экологической морфологии», Белгород, октябрь 2006; VI Бунаковских чтениях, Москва 2006; ХI Конгрессе педиатров России «Актуальные проблемы педиатрии», февраль, 2007; Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы физической и социокультурной антропологии», Минск, июнь 2007; VII Конгрессе этнографов и антропологов России «Многоэтничные общества и государства», Саранск, июль 2007; научно-методических совещаниях НИИ и Музея антропологии МГУ 7 февраля 2002, 14 декабря 2002, 5 февраля 2003, 2 феврале 2005 года.

Диссертационная работа апробирована на заседании научно-методического Совета НИИ и Музея антропологии МГУ 4 июня 2007 года.

Публикации. По теме исследования опубликовано 45 работ, в том числе 6 монографий.

Структура и объем работы. Диссертация изложены на 590 страницах текста и состоит из введения, трех частей, включающих 13 глав, заключения, выводов, списка литературы и приложения, содержащего иллюстративные материалы и вынесенного в отдельный том. Работа иллюстрирована 123 рисунками и 116 таблицами. Библиографический список включает 629 работ, в том числе 406 на русском и 223 на иностранных языках.

Основное содержание диссертации

Часть 1. «МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ИССЛЕДОВАНИЯ» состоит из двух глав.

В главе 1 «РОСТОВЫЕ ПРОЦЕССЫ У ДЕТЕЙ (литературный обзор)» обсуждается целый ряд вопросов роста и развития детей и подростков в возрасте от рождения до 17 лет, связанных с контекстом диссертации. В частности, широкий спектр факторов, сопутствующих и содействующих формированию индивидуальной соматической специфики и определяющих явления устойчивости и перестроек структуры популяции на разных этапах онтогенеза: обстоятельства пренатального и раннего постнатального роста, влияние социальных (семейных) и экологических факторов, связь соматического статуса с состоянием здоровья. Особое внимание уделено особенностям раннего постнатального онтогенеза, возраст от 0 до 3 лет, как наименее разработанного с антропологической точки зрения, и факторам и содержанию секулярных изменений соматотипа, как одному из наиболее неоднозначных явлений в кругу ауксологических проблем.

В главе 2 «МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ» описывается привлеченный для целей работы материал и биометрические методы, использованные для анализа данных.

Для изучения закономерностей внутригрупповой изменчивости использованы несколько лонгитудинальных (продольных) и поперечных серий данных.

I. Антропологическое обследование детей, организованное и осуществленное автором при участии аспирантки кафедры антропологии биофака МГУ Горбачевой А.К. Проводилось в течение 2005 2006 гг. в детских садах и школах трех административных округов г. Москвы: Южного, Восточного и Западного. Возраст обследованных колеблется в широких пределах от 3 до 17 лет. Объем материала, вошедшего в разработку, более 2500 человек. 91% обследованных детей русские, 99,7% москвичи по рождению.

Для оценки соматического статуса детей использовалась классическая антропометрия (Бунак, 1941) с измерением массы и длина тела, высоты передней остисто-подвздошной точки как длины нижней конечности, высоты верхнеберцовой точки как длины голени, диаметров плеч и таза, обхватов головы, груди, талии, бедер, бедра, голени, плеча, предплечья, жировых складок под лопаткой, на трицепсе, на талии и голени.

Для характеристики заболеваемости и социально-культурных обстоятельств жизни ребенка проводился подробный сбор медицинских и посемейных данных. Часть сведений копировалась из индивидуальных медицинских карт, другая собиралась методом анкетирования родителей. Анкета включала компактный набор корректных вопросов, уместных в реалиях сегодняшнего дня, в условиях социально-экономического напряжения нашей жизни и усиления потенциальных этнических конфликтов.

Некоторые показатели (развитие моторики и характер кормления ребенка на первом году жизни, частота простудных заболеваний, индивидуальные приоритеты в школьных дисциплинах и дополнительных занятиях) получены в продублированном виде по результатам анкетирования родителей и по объективным данным медицинских карт и документов о школьной успеваемости. Их практически полное совпадение свидетельствовало о достаточной объективности и надежности собранного материала.

Перечень 61 признака, характеризующего медицинские, социальные, бытовые и другие обстоятельства жизни детей, включал следующие позиции.

Обстоятельства пренатального и раннего постнатального онтогенеза: характер течения беременности и родов, порядок беременности и родов, курение матери во время беременности, длина и масса тела ребенка при рождении, характер вскармливания ребенка в грудном периоде, показатели моторного возраста (время освоения позы сидя, стоя и прямохождения, в месяцах) и зубного возраста (время прорезывания первого молочного зуба в месяцах), заболеваемость на первом году жизни, отдельно учитывалось наличие невропатологий, рахита, анемии, аллергии (диатезы, дисбактериозы), респираторных заболеваний, прочих заболеваний. Следует также заметить, что не во всех анамнезах содержались сведения о степени доношенности ребенка. Для того чтобы при проведении внутригрупповых анализов наверняка отделить одиночнорожденных детей с нормальным весом при рождении от недоношенных и близнецов, мы ориентировались по величине 10-го центиля веса тела новорожденных из нормативов, рекомендуемых в современных педиатрических методических пособиях (Голубева и др., 2002) Соответствующие величины в этих пособиях для мальчиков и девочек 2,7 кг и 2,6 кг соответственно. Мы остановились на значении веса 2,8 кг, поскольку близнецы с весом при рождении 2,7 кг в нашем материале встречались. Величина десятого центиля нередко выбирается верхней границей малого веса новорожденных в популяционных обследованиях, задающего с большой вероятностью неблагоприятную физиологическую программу на перспективу (Kozel et al, 2001).

Показатели заболеваемости в дальнейшем вплоть до момента обследования: группа здоровья на момент обследования, наличие в анамнезе и диагнозе ортопедических нарушений, невропатологий, логопедических нарушений, ЛОР-заболеваний, кардиопатологий, эндокринных нарушений, гастроэнтерологических нарушений, аллергий, нефропатологий, нарушений зрения, наличие возможной наследственной отягощенности, частота простудных заболеваний, число перенесенных к моменту обследования инфекционных заболеваний, устойчивость нервной системы у дошкольников (быстрая утомляемость, нарушения сна), систолическое и диастолическое артериальное давление и показатели крови (гемоглобин, лейкоциты, СОЭ) на момент обследования.

Показатели семейно-бытовой среды ребенка: жилищные условия - наличие отдельной квартиры, собственной комнаты у ребенка, удельный метраж в пересчета на члена семьи; число других детей в семье, возраст отца и матери на момент рождения ребенка, образование и профессиональный статус отца и матери; время, проводимое ребенком на воздухе (прогулки) и за компьютером, пассивное курение у дошкольников (наличие курящих членов семьи), интенсивность общения с родителями (помощь в учебе, совместная работа по дому и досуг), общение с домашними животными, дополнительные занятия помимо школы и детского сада - посещение спортивных секций и художественных кружков, персональные занятия с репетитором (логопед, репетиторы по предметам школьной программы), занятия лечебной физкультурой;

Характер увлечений ребенка: любимый школьный предмет (гуманитарный, естественно-научный, математика, иностранные языки, физкультура и т.д.), предпочитаемая форма досуга (прогулки, чтение, телевизор, компьютер; игры, в том числе, конструирование, лепка, рисование, вышивание); Любимый жанр книг (сказки, научно-популярная литература, классическая литература, приключенческая, фантастика).

В дополнение к медицинскому анамнезу и анкетированию родителей для школьников собирались сведения о двигательных способностях, предоставленные преподавателями физической культуры и входящие в набор стандартных спортивных тестов для школьников: бег на 30 метров в секундах для детей всех возрастов с 1-го по 11-й классы, прыжки в длину с места также для всех школьников, бег на 1000 метров в минутах для девочек и мальчиков с 5-го по 11-й классы, наклоны туловища из положения сидя для девочек всех возрастов (количество), подтягивание на перекладине для мальчиков средней и старшей школы с 5-го по 11-й класс. Кроме того с одобрения завучей школ нами выписывались средние семестровые оценки за 2 триместра текущего учебного года по основным школьным учебным дисциплинам. Все признаки из приведенного перечня, имеющие альтернативную форму вариации и номинальную форму изменчивости, кодировались в баллах.

Для оценки степени влияния экологического стресса на соматический статус детей сравнивались выборки дошкольников, проживающих в двух экологически контрастных районах Москвы - Восточном и Южном административных округах, соответственно относительно экологически благоприятном и крайне экологически неблагоприятном.

II. Продольная серия данных 1982 - 1991 годов, численностью 121 мальчик и 125 девочек г.Москвы возраста 8 - 17 лет из личного архива д.б.н. Ю.А.Ямпольской. Обследование проводилось по стандартной антропометрической методике (Бунак, 1941). Для анализа закономерностей динамики структуры популяции этой серии данных были выбраны следующие размерные признаки: массы тела, длина тела, ноги, туловища, ширина плеч и таза, поперечный и продольный диаметры груди, обхваты груди и головы, жировые складки под лопаткой, на передней поверхности плеча, на талии, животе, показатель динамометрии. Для оценки биологического возраста рассматривались признаки полового созревания - подмышечное и лобковое оволосение у мальчиков и девочек, развитие грудной железы у девочек. При этом использовалась трехбалльная шкала. Для девочек оценивался возраст появления первых регул, оцениваемый с точностью до месяца.

III. Продольное обследование детей 3 - 7 лет, проведенного 1974 - 78 гг. в детских садах г. Москвы из личного архива к.б.н. Т.В.Панасюк. Оно охватило 210 мальчиков и 159 девочек, которым при начале наблюдения было 3 года. Как это обычно бывает при проведении подобных наблюдений впоследствии в ходе ежегодных обследований количество детей, участвовавших в лонгитудинальном исследовании, несколько уменьшилось. Кроме этого, в отдельные поло-возрастные группы детей были также включены данные по индивидам, для которых имелись наблюдения лишь для части возрастных точек.

Антропометрическая программа включала набор стандартных признаков: масса тела, длина тела, корпуса, руки, ноги (высота передней подвздошно-остистой точки, акромиальный и тазогребневой диаметры, ширину локтя, запястья, колена, лодыжки, обхваты груди, плеча, предплечья, бедра, голени, трансверзальный и сагиттальный диаметры груди, жировые складки под лопаткой, на трицепсе, бицепсе, животе, бедре, голени, , обхват головы, продольный и поперечный диаметры головы. Всего 27 показателей.

По данным индивидуальных медицинских карт учитывались длина и масса тела при рождении и показатели развития моторики (возраст освоения позы сидя, стоя, прямохождения в месяцах) и зубной возраст (время появления первого зуба в месяцах) в грудном периоде. Также оценивалось количество молочных и постоянных зубов в возрасте 6 лет. В качестве дополнительной характеристики морфологической зрелости использовался филиппинский тест в его измерительной модификации (Brander, 1940; Humel, 1942; Neute, 1959; Grimm, 1959).

Рассматривались следующие показатели заболеваемости из данных медицинского анамнеза. Для каждой возрастной группы 3, 4, 5 и 6 лет учитывалось наличие или отсутствие текущих респираторных, кожных и инфекционных заболеваний. В первую группу были объединены риниты, фарингиты, катары верхних дыхательных путей, грипп, бронхиты, пневмонии и другие аналогичные заболевания. К группе кожных заболеваний были отнесены диатезы, экземы, нейродермиты. В категорию инфекционных болезней включались такие детские инфекции как: корь, скарлатина, ветрянка, паротит (свинка) и др. Дополнительно, по медицинским картам учитывалось наличие этих же заболеваний на первом году жизни ребенка. Наличие каждой из этих болезней в каждой из пяти годовых возрастных групп (1, 3, 4, 5 и 6 лет) кодировалось баллом 1, отсутствие - баллом 0. Таким образом, были образованы 15 бинарных признаков, содержащих информацию об этих трех группах болезней. Кроме этого были образованы три аналогичных альтернативно варьирующих признака, описывающих наличие сердечно-сосудистых, желудочно-кишечных заболеваний и рахита в возрасте 1 год и на всем интервале 3 - 6 лет.

IV. Поперечные серии данных 1973 - 74 гг. обследования, собранные в детских садах, яслях и роддомах г. Москвы (русские); г. Алма-Ата, г. Джамбул и области (казахи); г. Фрунзе, с. Талдысу и с. Боконбаевское (киргизы) из личного архива к.б.н. В.М.Кранс. Возраст русских детей от 0 до 7 лет, возраст казахских и киргизских детей от 1 месяца до 7 лет. Общая численность обследованных более 6 тысяч человек.

Антропометрическая программа включала общепринятые размеры, из которых в рассмотрение в группе детей г. Москвы вошли следующие признаки: масса и длина тела, длина стопы, высота остисто-подвздошной точки (длина ноги), акромиальный и тазо-гребневой диаметры, обхваты запястья, лодыжки, шеи, груди, талии, плеча, предплечья, бедра, голени, жировые складки под лопаткой, на трицепсе, бицепсе, груди, животе, бедре, голени, трансверзальный и сагиттальный диаметры груди. Всего 24 показателя.

Продольные размеры тела у детей до одного года измерялись в положении лежа, после одного года - в положении стоя. Для уменьшения влияния ошибок измерений высота над полом остисто-подвздошной точки расценивалась как длина нижней конечности. Вследствие этих же соображений мы воздержались от рассмотрения ростовых процессов длины верхней конечности и ее сегментов.

Помимо соматических размеров на момент обследования для московских детей до 3х-летнего возраста собраны дополнительные антропологические, медицинские и семейные данные: показатели биологической (моторной и зубной) зрелости - возраст освоения позы сидя, позы стоя, прямохождения, возраст прорезывания первого зуба, число зубов в возрасте 1 год; уровень соматической зрелости (длина и масса тела) ребенка при рождении. Из количественных показателей, не имеющих отношения собственно к ребенку, учитывались возраст отца и матери на момент рождения ребенка, порядок беременности у матери, порядок родов у матери (фактически какой по счету ребенок в семье); удельный метраж жилья, приходящийся на члена семьи. Остальные показатели, имеющие качественную и, как правило, дихотомическую форму варьирования, кодировались в баллах: характер родов, характер вскармливания ребенка в грудном периоде, социальное положение отца и матери.

У детей казахской и киргизской национальности из-за небольшого количества наблюдений или отсутствия в программе измерений набор антропометрических признаков не включал: массу тела, обхваты лодыжек и голени, жировые складки, измеренные на груди и на голени.

Для изучения закономерностей межгрупповой изменчивости привлечены следующие материалы.

V. Для проведения межгруппового анализа на возрастном интервале 8 - 17 лет использованы данные литературных публикаций по детским и подростковым выборкам русских (Арон, 1940, Властовский, 1976; Соловьева и др., 1977; Зенкевич и др, 1977; Миклашевская и др., 1988, 1992), белорусских (Саливон и др, 1989), карельских (Година и др., 1992), польских (Roznowski, 1984), чехословацких (Komenda, Klementa, 1978), абхазских (Миклашевская и др., 1988), грузинских (Миклашевская и др., 1979, 1988), киргизских (Миклашевская и др., 1988), хакасских (Перевозчиков и др., 1987), якутских (Властовский, 1984), тувинских, монгольских (Алексеева и др., 1998) детей и подростков, а также - кубинских мальчиков европейского происхождения и мулатов (Риверо де ла Калье, Мартинес, 1983), всего 26 серий данных по мальчикам и 27 по девочкам общим объемом более 10 тысяч человек. Блок соматических размеров, вошедших в анализы, включал длины тела, корпуса, руки и ноги, диаметры плеч, таза и груди, массу тела, обхваты груди, плеча, бедра и голени, жировые складки под лопаткой, на трицепсе и животе.

VI. Для проведения межгруппового анализа на возрастном интервале 3 - 7 лет кроме перечисленных выше в пункте IV выборок детей Москвы, киргизов и казахов привлечен материал из архивов НИИ и Музея антропологии МГУ, собранный на протяжении 1977 - 84 гг. в детских садах гг. Москвы, Баку, Еревана, Тбилиси и Кутаиси, Ташкента, Таллинна и Тарту при участии автора. Всего 9 выборок общим объемом около 10 тысяч человек. В анализ были включены признаки, присутствовавшие во всех выборках: длины тела и ноги, диаметры плеч и таза, обхваты груди талии и бедра, жировые складки, измеренные под лопаткой и на трицепсе.

VII. Для проведения эпохальных сравнений соматического статуса детей привлечены материалы продольных наблюдений по школьникам Москвы 1960 - 69 гг. (Властовский, 1976, Ужви, Ямпольская, 1977), материалы продольных наблюдений по школьникам 1982 - 91 гг. (Ямпольская, 2000), продольно-поперечных наблюдений по школьникам 1968 - 72 гг. (Соловьева и др., 1976), материалы поперечного обследования школьников в 1996 - 99 гг. (Година и др., 2003), материалы поперечного обследования дошкольников 1973 - 74 гг. (Кранс, 1979), материалы продольных наблюдений дошкольников 1974 - 78гг. (Панасюк, 1984).

В работе использован большой набор биометрических методик и некоторые оригинальные методические приемы. Классический Т-факторный анализ, основанный на его результатах вторичный факторный анализ индивидуальных и групповых оценок Т-факторов для внутри- и межгрупповых анализов. Канонический анализ и метод многомерного шкалирования при изучении межгрупповой изменчивости на интервале 3 - 7 лет; все необходимые вычисления по проведению этих анализов в отдельных поло-возрастных группах детей проводились с использованием написанной В.Е.Дерябиным программы КАНОКЛАС (для MS-DOS). Корреляционный анализ для изучения связей соматических параметров с количественно варьирующими внешними признаками, его разновидность точечно-бисериальные корреляции для изучения аналогичных связей с бмнарными качественными признаками. Вычисление корреляционного отношения (Урбах, 1964) для оценки связи с номинальными признаками, необходимые расчеты осуществлялись с помощью специально написанной В.Е. Дерябиным компьютерной программы. Ковариационный анализ (Аффифи, Эйзен, 1982) для рассмотрения вариации размеров тела детей по градациям социальной принадлежности родителей с учетом образовательного уровня родителей. Дискриминантный анализ (Афифи, Эйзен, 1982) для оценки межгрупповых различий выборок больных и здоровых детей по комплексу размеров тела. Анализ возрастной асимметричности распределений размеров тела. Анализ возрастной динамики суммарных нормированных приростов размеров тела на базе дивергенции Кульбака (Кульбак, 1967); вычисления скоростей изменений величин признаков и накопленных уровней этих скоростей осуществлялись с использованием специально написанной для MS-DOS компьютерной программы CULBAK (Дерябин, 2004). Для оценки эпохальной динамики соматического статуса в отдельных половозрастных группах детей использовалось проведение однофакторных дисперсионных анализов с последующим осуществлением парных множественных сравнений по Шеффе, необходимые вычисления проведены с использованием программы ТЕСТ, написанной В.Е. Дерябиным. При проведении эпохальных сравнений использовались графики специального вида, где нулевому уровню соответствовали материалы 2005 - 2006 гг., соответственно прочие серии данных размещались выше или ниже в зависимости от содержания эпохальных изменений. Для выборки 2005 - 2006 гг. обследования с целью увеличения числа наблюдений ряд анализов проводился в объединенных группах 3 - 7, 8 - 11, 12 - 15 лет, примерно соответствующих периодам, первого, второго детства и подростковому. Объединению подвергались предварительно стандартизованные величины размеров тела. Аналогичное объединение проводилось при работе с материалами по детям от рождения до 3х лет 1970-х гг. обследования. Для изучения связей соматического развития с другими показателями биологического возраста использовались специально рассчитанные интегративные показатели биологического возраста, в частности, интегративный показатель полового созревания на интервале 8 - 17 лет, учитывающие совокупность его частных проявлений, в основе которых лежат методы многомерного анализа данных (Дерябин, 1990, 2000, 2003). При изучении связей соматического статуса детей с показателями микросоциальной среды проводился предварительный анализ описывающей ее структуры факторов по аналогии с методическими приемами, использованными ранее в научной практике (Wolanski, 2003).

Часть 2 «СТРУКТУРА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗМЕРОВ ТЕЛА» содержит 7 глав.

В главе 3 «СТАБИЛЬНОСТЬ СТРУКТУРЫ МЕЖИНДИВИДУАЛЬНЫХ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ РАЗМЕРОВ ТЕЛА У ДЕТЕЙ 8 - 17 ЛЕТ» на модели продольной выборки детей 8 - 17 лет 1982 - 91 гг. обследования методами Т-факторного анализа выявлены три важнейших свойства структуры распределений разных размеров тела. Они описываются первыми тремя Т-факторами и совместно учитывают более 90% вариации каждого из анализируемых размеров сквозь весь интервал наблюдений 8 - 17 лет. Нагрузки на первые три фактора представлены на рисунке 1. Для более наглядной графической интерпретации морфологического содержания Т-факторов в работе использованы специальные графики возрастных изменений нормированных значений размеров тела, описывающих индивидуальную динамику факторов у детей, имеющих предельно большие и предельно малые их величины (рис.2).

Основной чертой, проявляющейся в структуре распределений рассмотренных размеров тела на интервале 8 - 17 лет, является индивидуальная устойчивость морфологического статуса, отражающая стабильность основных свойств этих распределений. Это приводит к приблизительному сохранению места, занимаемого отдельными детьми в распределениях признаков среди их хронологических сверстников в течение всего периода 8 - 17 лет. Такая черта ростовых процессов описывается первыми Т-факторами, и ей соответствует примерно 80 - 90% общей вариации признаков.

Рисунок 1. Нагрузки разных возрастных групп девочек на первые три Т-фактора у массы тела (1, 2, 3) и обхвата груди (4, 5, 6)

Относительная стабильность морфологического статуса большинства индивидов, дополняется явлениями, связанными с неодинаковой скоростью роста у отдельных детей в разные моменты времени. Наиболее важной особенностью этих дополнительных воздействий для рассмотренных размеров тела является стохастическое влияние большого числа причин, модифицирующих со временем морфологический статус отдельных индивидов. Для одних детей с несколько уменьшенной скоростью ростовых процессов это приводит в течение всего возрастного отрезка 8 - 17 лет к тому, что они постепенно и сравнительно монотонно смещаются в область меньших величин признаков. У других детей с более быстрыми ростовыми процессами наблюдаются обратные явления, приводящие к сдвигу их места в распределениях признаков в область больших величин по сравнению с теми, которые они имели в 8 - 9 лет (рис.2 b,d).

Кроме явлений нестабильности ростовых процессов, приводящих к изменениям морфологического статуса у отдельных индивидов, для всех рассмотренных признаков проявляются также циклические изменения этого статуса. Хронологически они связаны с пубертатным периодом и при их осуществлении происходит лишь временная модификация места, занимаемого отдельными индивидами в распределениях признаков. К концу подросткового интервала морфологический статус восстанавливается практически без существенных его изменений по сравнению с допубертатным состоянием. У акцелерированных детей наблюдается кратковременное увеличение нормированных уровней признаков в начале-середине пубертаса, у ретардированных - уменьшение в это время и увеличение в его конце. Участие процессов, модифицирующих морфологический статус индивида в распределениях признаков и приводящих к перестройкам структуры этих распределений, выражается очень небольшими долями изменчивости, соответствующих этим явлениям второго и третьего Т-факторов, имеющими значения всего 2 - 13%, и должно быть признано явно второстепенным по сравнению с явлениями стабильности этого статуса у основной массы детей.

а

b

с

Рисунок 2. Линии динамики нормированных значений массы тела у мальчиков, имеющих: а предельно малые и предельно большие величины первого Т-фактора, b - предельно малые значения второго Т-фактора, c - предельно большие значения второго Т-фактора.

Для преодоления известной одномерности Т-факторного анализа и выявления устойчивых комплексов размеров тела в процессе роста индивидуальные оценки Т-факторов для разных размеров подвергались вторичному факторному анализу с применением R-.техники. Наиболее важным из явлений согласованности стабильности структуры распределений для разных признаков оказывается коррелированность стабильного для разных возрастных точек индивидуальных уровней размеров тела, отражающих развитие костно-мускульной системы. Величина этих уровней обнаруживает определенную связь с признаками полового созревания. Акцелерированные дети имеют в разных возрастах устойчиво более высокие значения перечисленных признаков, ретарданты - более низкие их величины. Аналогичная корреляция для стабильных уровней развития подкожного жироотложения также проявляется, но в этом случае не обнаруживается существенных связей с уровнем полового созревания.

Другая закономерность коррелированности для разных признаков структуры их распределений заключается в существовании связей протекания медленных перестроек этой структуры на всем возрастном интервале 8 - 17 лет. Она описывается вторыми Т-факторами и отражает длительное и относительно монотонное смещение одних детей в зону больших нормированных значений признаков, и аналогичную противоположную динамику для других индивидов. Эти процессы согласованны для признаков развития скелетно-мышечной системы и связаны с уровнем полового созревания, когда несколько большая в течение всего интервала наблюдения 8 - 17 лет скорость ростовых процессов, параллельно проявляющаяся для скелетно-мышечных размеров тела, также немного связана с акцелерированностью протекания процессов полового созревания. Аналогичная согласованность монотонных перестроек структуры распределений характерна и для признаков развития жироотложения, хотя в данном случае связей с уровнем полового созревания не наблюдается.

Третья по степени важности закономерность проявляется в том, что циклические перестройки во время пубертатного периода также оказываются согласованными для разных размеров тела. Так, третьи Т-факторы, отражающие такие перестройки, обнаруживают заметную коррелированность для скелетных размеров тела и связанность с уровнем полового созревания. Поэтому временное увеличение нормированных значений этих размеров тела в первой половине и середине подросткового периода проявляется согласованно и наблюдается у детей с акцелерированным вариантом развития. Напротив, параллельное уменьшение нормированных значений этих соматических признаков в первой половине пубертаса с последующим переходом в область больших величин этих значений в конце подросткового периода свойственно ретардированным индивидам. Аналогичные явления свойственны и признакам жироотложения, но связь их с процессами полового созревания не прослеживается. Закономерности, выявленные для выборки 1982 - 91 гг., хорошо совпадают с результатами аналогичных анализов для продольной выборки 1960 - 1969 гг.

В главе 4 «СТАБИЛЬНОСТЬ СТРУКТУРЫ МЕЖИНДИВИДУАЛЬНЫХ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ РАЗМЕРОВ ТЕЛА У ДЕТЕЙ 3 - 7 ЛЕТ» на материалах продольного обследования московских детей 1974 - 78 гг. с применением тех же биометрических приемов, что и на интервале 8 - 17 лет, выявлено два важнейших свойства структуры распределений отдельных размеров тела.

Основной чертой, проявляющейся в структуре распределений рассмотренных размеров тела на интервале 3 - 7 лет, также является индивидуальная устойчивость морфологического статуса, приводящая к стабильности основных свойств этих распределений. Это приводит, в целом, к сохранению места, занимаемого отдельными детьми в распределениях признаков для их хронологических сверстников в течение всего периода наблюдений 3 - 7 лет. Такая черта ростовых процессов описывается первыми Т-факторами, и ей соответствует примерно 58 - 94% общей вариации признаков.

Относительная стабильность морфологического статуса большинства индивидов, дополняется явлениями, связанными с неодинаковой скоростью роста у отдельных детей в разные моменты времени на интервале наблюдений 3 - 7 лет. Наиболее важной особенностью этих дополнительных воздействий для рассмотренных размеров тела является, вероятно, стохастическое влияние большого числа влияний, модифицирующих со временем морфологический статус отдельных индивидов. Для одних детей с несколько уменьшенной скоростью ростовых процессов это приводит в течение всего возрастного отрезка 3 - 7 лет к тому, что они смещаются в область меньших нормированных величин признаков. У других детей с более быстрыми ростовыми процессами наблюдаются обратные явления, приводящие к сдвигу их места в распределениях признаков в область больших величин по сравнению с теми, которые они имели в 3 - 4 года. Второй Т-фактор описывает существенно меньшую сравнительно с первым долю изменчивости признаков от 4% до 20%.

Индивидуальные оценки значений Т-факторов, найденных для разных признаков, демонстрируют картину непрерывного унимодального распределения. Для первых Т-факторов, полученных для скелетных размеров тела, форма этих распределений близка к нормальному виду. Первые Т-факторы, найденные для признаков, характеризующих развитие подкожного жироотложения или для размеров тела, зависящих от жирового компонента, в распределениях проявляется заметная правосторонняя асимметрия. В распределениях индивидуальных значений вторых Т-факторов, найденных для разных размеров тела проявляется форма, близкая к нормальной модели. Этот результат резко противоречит представлениям о существовании некоей качественной специфики ростовых процессов для детей, принадлежащих к разных "типам конституции", или соматотипам, или соматическим вариантам, выделенных по иному принципу. Непрерывность и унимодальность вариации индивидуальных значений Т-факторов, найденных для разных размеров тела, и описывающих закономерности вариации их ростовых процессов, не позволяет эмпирически обоснованно говорить об объективном существовании сколько-нибудь отчетливых границ между каналами роста для детей, относящихся к каким-либо соматическим категориям.

При проведении вторичного R-факторного анализа индивидуальных оценок Т-фак-торов, полученных для разных признаков, выявлен целый ряд согласованных для разных размеров тела закономерностей стабильности и возрастных перестроек их распределений. Выявлена взаимная скоррелированность черт стабильности для разных возрастных точек индивидуальных уровней размеров тела, связанных с развитием скелета и мускулатуры. Аналогичная, закономерность была обнаружена и для признаков развития подкожного жироотложения.

Для перестроек с возрастом структуры межиндивидуальных распределений отдельных признаков, описывающих развитие мышечной системы, также была найдена взаимная согласованность. Сходные закономерности скоррелированности возрастных перестроек распределений были обнаружены и для жировых складок, а также для диаметров мыщелков конечностей. Возрастные перестройки структуры распределений длин корпуса и нижней конечности имеют противоположное направление.