Коэффициент полового диморфизма длины тела взрослых как критерий социально-экологического благополучия

Введение

Т.И. Алексеева в концепции формирования и закрепления в поколениях на генетическом уровне адаптивных особенностей, соответствующих среде обитания, обосновала различия влияния факторов среды обитания, в том числе социальных и экономических условий, на размеры тела в зависимости от пола [1]. Некоторые авторы оценивали эти различия как результат эволюционного [2, 3] и адаптивного [4, 5] развития. Так, В.А. Геодакян сформулировал «экологическое правило дифференциации полов», согласно которому половой диморфизм как критерий эволюционной пластичности популяции растёт при ухудшении экологических условий, а в оптимальных условиях, напротив, снижается [5]. Однако оценивать выраженность половых различий антропометрических признаков можно лишь при достижении взрослого состояния, то есть практически при завершении ростовых процессов [6, 7].

Общий секулярный тренд проявляется в увеличении длины тела человека. По данным ВОЗ, в 1960-е годы средний рост мужчин в СССР составлял 168 см, женщин – 157 см, а в 2013 г. – 178 и 166 см соответственно, следовательно, за 50 лет рост и мужчин, и женщин увеличился примерно на 10 см [8]. Кросс-секционные и лонгитюдные исследования морфофизиологического статуса популяций, проживающих в различных климатогеографических условиях, многочисленны, но в основном они посвящены изучению антропометрических параметров в процессе роста и развития организма [9–14].

Работ, направленных на изучение антропометрических параметров взрослых лиц, относительно немного, в них рассматривались лишь отдельные регионы мира [15–18]. В Германии и странах Северной Европы восходящая тенденция роста замедляется (примерно на 2 см/десятилетие до середины XX века, в настоящее время – менее 1 см/десятилетие) [19]. Результаты недавних эпидемиологических исследований показали, что рост человека, возможно, приближается к верхнему пределу, за которым он не может увеличиваться даже при дальнейшем улучшении питания и здравоохранения.

Цель работы – изучить динамику стрессового влияния комплекса факторов на основе оценки полового диморфизма роста взрослого населения. Для достижения цели были решены следующие задачи: проведён сравнительный анализ роста одновозрастных выборок трёх когорт (условные старшее и среднее поколения ХХ века и младшее XXI), дана оценка стрессового влияния по величине коэффициентов полового диморфизма.

Материалы и методы

Для изучения роста взрослого населения использованы деперсонифицированные данные проведённых ранее исследований с шагом 20 лет, включавших представителей мужского и женского пола 1958–1961 годов рождения (1-е поколение) и 1979–1982 годов рождения (2-е поколение), а также результаты собственных измерений роста взрослого населения 2000–2004 годов рождения (3-е поколение). Критерии включения: на момент исследования возраст 18–22 года, 1-я, 2-я группы здоровья; родились в срочных родах одноплодной беременности; место рождения – южные районы Иркутской области и Республики Бурятия; постоянное проживание в промышленных центрах указанных субъектов Российской Федерации. Всего в исследование вошли 993 мужчин и 1557 женщин, из них численность (n): 1-го поколения – 410 и 625 человек соответственно; 2-го поколения – 423 и 518 человек; 3-го поколения – 160 и 414 человек. Измерение роста проводили в положении стоя с помощью ростомера с точностью 0,5 см в утренние часы.

Анализ данных выполнен с использованием программы Statistica 10. После оценки вариационных рядов на соответствие параметрическому закону распределения рассчитаны описательные характеристики: средняя арифметическая (М); её 95%-й доверительный интервал (ДИ); стандартное отклонение (СО); мода (Мо) и её частота в группе (%); минимальные и максимальные варианты с 95%-й вероятностью (2,5-й и 97,5-й процентили соответственно); коэффициент вариации (КВ, %). Изменение средних показателей (Δ) определено как разница величин последующего и предыдущего поколений. Проверка гипотез о равенстве средних и дисперсий проведена с помощью критерия Левена (Lev-t), уровнем значимости считали р < 0,017. Половой диморфизм в группах разных поколений отражал коэффициент (КПД), рассчитанный по формуле (1):

КПД (%) = Рм · 100 / Рж,                            (1)

где Рм – длина тела в мужской группе; Рж – длина тела в женской группе.

Величины КПД длины тела оценивались согласно H.M. Danzeiser [20], полагая, что КПД ≤ 106,8% соответствует слабому стрессу, 106,8 > КПД < 108% – умеренному стрессу, 108% и более – сильному стрессу.

Результаты

Характеристики мужских и женских групп в зависимости от поколения представлены в табл. 1.

Все представленные вариационные ряды малоизменчивы, однако коэффициент вариации у мужчин несколько больше, чем у женщин (3,8–4,79% против 3,53–3,78% соответственно). Изменение роста между 1-м [175,8 ДИ (172,0–173,6) см] и 2-м [176,9 ДИ (176,3–177,6) см] поколениями мужчин составило 4,2 см, различия статистически значимы (р = 0,000). При сравнении изучаемого параметра 1-го и 3-го [177,7 ДИ (176,5–178,5) см] поколений различия также значимы, Δ = 4,75 (р = 0,000). Средние величины роста 2-го и 3-го поколений были близки, Δ = 0,47 (р = 0,218). Наиболее часто в группе 1-го поколения встречался рост 170 см, во 2-м и 3-м поколениях Мо увеличилась до 180 см, но частота её составила 12,3 и 14,3% (р = 0,514). Минимальная величина роста (2,5-й процентиль) последовательно в поколениях изменялась в пределах от плюс 7 см в паре «1–2-е поколения» до минус 5 см в паре «2–3-е поколения». Процентиль 97,5 во всех поколениях мужчин составил 190 см.

В группах женщин изменение роста между 1-м [161,7 ДИ (161,2–162,2) см] и 2-м [164,1 ДИ (163,8–164,8) см] поколениями составило 2,4 см, различия статистически значимы (р = 0,001). При сравнении изучаемого параметра 1-го и 3-го [164,9 ДИ (164,2–165,5) см] поколений различия также значимы, Δ = 3,2 (р = 0,000). Как и у мужчин, средние величины роста 2-го и 3-го поколений женщин не имели статистически значимых различий, Δ = 0,8 (р = 0,118).

Наиболее часто в группе 1-го и 2-го поколений женщин встречался рост 160 см, частота 15,6 и 11,7% (р = 0,034). В 3-м поколении наиболее часто встречался рост 165 см; 2,5-й процентиль роста у женщин колебался в пределах 1–3 см, а 97,5-й был стабилен – 175 см.

Интервальная оценка преобладающих частот роста свидетельствует, что в 1-м поколении и у мужчин, и у женщин наблюдалось преобладание одной частоты. Так, у мужчин рост от 170 до 174 см отмечен в 28,5% случаев, тогда как смежные интервалы 165–169 и 175–179 см составили лишь 15–16%. У женщин чаще был зарегистрирован рост 160–164 см (34,4%), а в интервалах 155–159 и 165–169 см – в 21–22%. В последующих поколениях выявлены изменения: сдвиг частот в сторону увеличения модальности вариационных рядов (см. рисунок). Во 2-м и 3-м поколениях мужчин отмечены трёхмодальные ряды, где наибольшие частоты составляют 21–29%. Вариационные ряды роста женщин данных поколений имели бимодальный вид (частоты 26,9–27,9%).

КПД роста в поколениях отражал изменение суммарного воздействия среды обитания. Средние величины роста во 2-м поколении можно оценивать как умеренный стресс (табл. 2). Разнонаправленные изменения КПД выявлены в подгруппах лиц с низким и высоким ростом в 1-м и 3-м поколениях. Так, диморфизм между мужчинами и женщинами с низким ростом (величины вошли в первый квартиль вариационного ряда) выражен слабо (105,5 – в 1-м поколении и 106,7 – в 3-м). В те же периоды в группе с высоким ростом наблюдался высокий стресс (108,4 и 108,1).

Обсуждение

Активность процессов акселерации, проявляющаяся прежде всего увеличением роста, подробно описана в отечественной [4, 10, 14] и зарубежной [21, 22] литературе. Аналогичные результаты получены нами при компаративной оценке роста представителей поколений, родившихся в 1958–1962 и в 1979–1982 гг. При сравнении отмечено увеличение всех статистических характеристик. Так, у мужчин средняя величина роста увеличилась за первый период на 1,1 см, мода – на 10 см, рост в подгруппе Q1 – на 7 см; во второй – на 0,8 и 0 см. Вместе с тем минимальное значение роста в группе обследованных снизилось на 5 см. В группе женщин акселерация выражена слабее: средняя величина возросла на 2,4 см в первый период и 0,8 см – во второй; мода – на 0 и 5 см соответственно, минимальный рост – на 2 и 1 см. Как указывают German A. и Hochberg Z., базируясь на результатах собственных исследований и антропологических данных, подтверждается гипотеза женской устойчивости: вне зависимости от изменения среды вариативность показателей роста у женщин меньше, чем у мужчин [23]. Половой диморфизм в размерах тела более выражен, когда уровень жизни высок, а состояние здоровья положительно коррелирует с соотношением роста мужчин и женщин. При этом меньший рост мужчин в периоды экологического стресса приводил к меньшему половому диморфизму в размерах тела [5, 23].

Проведённая нами интегральная оценка выраженности влияния комплекса факторов во все рассматриваемые периоды по уровню полового диморфизма свидетельствует об умеренном среднегрупповом стрессе (КПД < 106,8). По мнению ряда авторов, интенсификация антропогенного стресса до определённого порога оказывает акцелерирующий эффект на соматический статус развивающегося организма, проявляющийся преимущественно у лиц мужского пола к 17-летнему возрасту, в отличие от ровесниц, что проявляется увеличением КПД [24–27]. Однако, как показали А.К. Горбачева и Т.К. Федотова, при дальнейшем росте антропогенной нагрузки воздействие переходит в дистресс. При этом выявляется децелерирующий эффект, в первую очередь у юношей, и снижение КПД [27].

Интересно рассмотреть изменение КПД в подгруппах, вошедших в крайние квартили по росту (I и IV). В подгруппе I квартиля у мужчин средний рост составил 162,8 см в 1-м поколении, 168,6 см – во 2-м, 168,2 см – в 3-м, то есть на 5,4 см в целом за 60 лет. По поколениям у женщин отмечено увеличение со 154 см в среднем в 1-м поколении до 156,8 см во 2-м и до 157,7 см – в 3-м, то есть на 3,7 см. В IV квартиле суммарный прирост выражен в меньшей степени: у мужчин – на 2,6 см (183,6 см – в 1-м поколении, 185,4 и 186,2 см – во 2-м и 3-м поколениях); у женщин – на 3 см (169,3; 172,1 и 172,3 см соответственно). Если в I квартиле (для лиц с низким ростом) КПД свидетельствовал о слабом стрессе в 1-м и 3-м поколениях и умеренном во 2-м, то для лиц с высоким ростом (IV квартиль) характерен высокий стресс. Такие оценки не противоречат данным о сниженных адаптивных возможностях высокорослых людей, их большей заболеваемости.

Ограничения полученных результатов, имеющих пилотный характер, связаны с оценкой коэффициента полового диморфизма как критерия общего стрессового воздействия. В работе не рассмотрены долевые вклады отдельных факторов среды обитания, образа жизни, генетических особенностей в формирование различий роста у лиц мужского и женского пола. Кроме того, мы не учитывали этнический состав контингента и включили в выборочные группы только городское население. Для снижения неопределённости оценок на следующем этапе планируется провести анализ приоритетных факторов, влиявших на организм в процессе роста и развития представителей 3-го поколения.

Заключение

Таким образом, соотношение роста мужчин и женщин можно рассматривать как индикатор комплексного влияния средовых, генетических и половых характеристик. В поколении родившихся в 1958–1961 гг. ХХ века преобладал рост 170–174 см у мужчин (зарегистрирован у 28,5% обследованных), 160–164 см у женщин (34,3%). В последующих поколениях вариативность роста увеличилась, причём у мужчин больше, чем у женщин: во 2-м и 3-м поколениях мужчин отмечены трёхмодальные ряды, у женщин – бимодальные. Половой диморфизм размеров тела более выражен в тех группах обследованных с высоким ростом, где коэффициент полового диморфизма в 1-м и 3-м поколениях был > 108, что свидетельствует о сильном стрессе.