Генотип-средовые соотношения в изменчивости показателей вегетативных реакций

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Контрольная работа

Генотип-средовые соотношения в изменчивости показателей вегетативных реакций



1. Генотип и среда как факторы межиндивидуальной изменчивости кожно-гальванической реакции человека

сердечнососудистый генотип изменчивость гальванический

Исследования КГР

Кожно-гальванический рефлекс (КГР) или вызванные кожные вегетативные потенциалы характеризуют электрические свойства кожи, связанные, главным образом, с активностью потовых желез, которые, в свою очередь, находятся под контролем симпатической нервной системы.

Ориентировочная или оборонительная реакция сопровождается понижением сенсорных порогов, приостановкой текущей физической активности и усилением мышечного тонуса. Эту сложную реакцию сопровождает множество физиологических изменений, в том числе изменение электрической активности мозга, сужение сосудов конечностей, различные изменения сердечного ритма и дыхания. В норме при повторении раздражителя ориентировочная реакция быстро ослабевает вплоть до полного исчезновения. Замедленное привыкание к физиологически нейтральным стимулам свидетельствует о ригидности ВНС, повышенной тревожности или психических отклонениях. Например, у шизофреников привыкание происходит значительно медленнее, чем у людей с нормальной психикой. В общем случае КГР может рассматриваться как показатель неспецифической нервно-психической напряженности и эмоциональности.

• Исследования кожно-гальванической реакции начались в конце 19 века К. Фере и И.Р. Тархановым.

• Известно, что КГР возникает как компонент ориентировочной реакции при изменениях во внешней среде и имеет большую амплитуду при большей неожиданности, значимости и интенсивности стимула. При повторном предъявлении стимула КГР снижается, что связано с привыканием.

• Генетические исследования КГР начались в 60-70 гг. 20-го века. С. Вандерберг и др. не выявили достоверных различий у монозиготных и дизиготных близнецов по амплитуде КГР на разные стимулы.

КГР в состоянии покоя

• Все немногочисленные работы, посвященные анализу КГР в состоянии покоя, были проведены с использованием близнецового метода.

• Первое генетическое исследование электрической активности кожи было проведено в 1934 году К. Карменом. В этой работе было установлено, что внутрипарное сходство МЗ близнецов по частоте и амплитуде КГР выше, чем сходство ДЗ близнецов.

• Высокое внутрипарное сходство МЗ по амплитудным и временным характеристикам КГР было обнаружено и в ряде других исследований, что свидетельствует о влиянии наследственных факторов на индивидуальные различия по этой характеристике.

У. Хьюм, изучая наследуемость параметров КГР на звуки и холодовое воздействие, обнаружил умеренный вклад наследственных влияний в изменчивость амплитуды и скорости привыкания КГР на звук 95 дБ, для тех же параметров КГР на холодовое воздействие влияний генотипа установить не удалось.

В целом ряде исследований было установлено: МЗ близнецы по сравнению с другими парами близких родственников имеют более высокое внутрипарное сходство по таким показателям КГР, как амплитуда, латентный период и скорость привыкания, что дало основание говорить о влиянии генотипических факторов на межиндивидуальную изменчивость и этих показателей, и реакции в целом. МЗ близнецы также более схожи, чем ДЗ, по показателям времени восстановления КГР после воздействия и скорости роста КГР до максимального значения.

Исследование Д. Ликкена, 1988

• В работе принимали участие 36 пар МЗ близнецов, выросших вместе, 43 пары ДЗ, 42 пары разлученных МЗ близнецов в возрасте 16-56 лет.

• Параметры КГР на громкие звуковые стимулы исследовались на большой выборке близнецов, часть которых с раннего детства воспитывалась в разных семьях.

• Анализировались следующие показатели: максимальная амплитуда КГР, средняя амплитуда КГР в первых четырех пробах, показатели снижения амплитуды по мере привыкания и ряд других.

• При этом учитывались не только абсолютные значения амплитуды КГР, но и относительные, которые определялись как частное от деления амплитуды каждой отдельно взятой реакции данного испытуемого к максимальному значению амплитуды, зафиксированной у него через 3 с после первого предъявления звукового сигнала интенсивностью 110 дБ.

• Было обнаружено, что дисперсия параметров КГР в значительной степени обусловлена генотипом. Коэффициенты корреляции, характеризующие внутрипарное сходство МЗ близнецов, превышали оценки внутрииндивидуальной стабильности КГР.

• Воспроизводимость параметров КГР характеризуется коэффициентами корреляции от 0,5 до 0,6. Сходство КГР у МЗ близнецов оказалось даже выше, чем сходство КГР у одного и того же человека при повторных регистрациях. У ДЗ близнецов аналогичные коэффициенты были значительно ниже.

• Наиболее значительные различия были получены для абсолютных показателей, в этом случае сходство ДЗ близнецов было намного ниже, чем МЗ.

• Подобная разница позволяет относить абсолютные значения параметров КГР к категории признаков, которые Д. Ликкен назвал эмерджентными. Они определяются не семейным сходством, а уникальными особенностями сочетания генов конкретного генотипа.

• При использовании относительных значений сходство МЗ близнецов примерно в два раза превышало сходство ДЗ, что свидетельствует об аддитивном действии генов.

• С точки зрения авторов, различия в характере генетических влияний - эмерджентный для абсолютных и аддитивный для относительных оценок амплитудных параметров КГР - объясняются разной природой данных показателей.

• При этом подразумевается, что абсолютная амплитуда КГР определяется большим числом факторов и отражает не только реактивность ЦНС на внешнее воздействие, но и некоторые побочные эффекты (например, она зависит от числа потовых желез в месте приложения электрода и др.). При вычислении относительных величин посторонние влияния исключаются, что и приводит к изменению соотношения компонентов наследуемости.

Наследуемость параметров КГР

Показатели	Генетическая	Общая среда	Индивидуальная среда
Абсолютная крутизна наклона кривой КГР	70,3	5,2	24,5
Число предъявлений стимула до исчезновения ответа	40,7	00	58,3
Средняя амплитуда КГР из первых четырех проб	59,1	00	40,9
Максимальная амплитуда КГР	56,0	00	44,0
Относительная амплитуда КГР (отношение средней к максимальной)	54,1	00	34,8

По данным Д. Ликкена, в изменчивость параметров КГР существенный вклад вносит и индивидуальная среда (табл.), что, по-видимому, неслучайно, поскольку динамика КГР тесно связана с ориентировочно-исследовательской активностью индивида и особенностями его эмоционального реагирования, которые в онтогенезе претерпевают существенные изменения.

КГР при ориентировочной и оборонительной реакциях (Зловский Р. и др., 1976)

• Кроме показателей КГР в состоянии покоя (фоновых), в ряде работ изучалась КГР в экспериментальных ситуациях, вызывающих ориентировочную (Ор) и оборонительную (Об) реакции.

• Обе эти реакции сопровождаются множеством физиологических изменений.

• КГР представляет собой «ключевой» компонент Ор, отражающий значимость ситуации и «запускающий» Ор (Кочубей Б.И., 1983).

• Имеются экспериментальные данные, свидетельствующие о том, что наследственные факторы лежат в основе индивидуальных различий показателей КГР при угашении ориентировочной реакции (привыкание Ор) на звук и при оборонительной реакции, вызванной громким звуком.

• Для Ор и Об коэффициенты наследуемости составляют 1,0 и 0,62 соответственно.

Исследование Б.И. Кочубея (1983, 1988)

• Испытуемым предъявляли звуки различного тона и интенсивности, вызывающие либо ориентировочную, либо оборонительную реакции, и фиксировали различные параметры КГР (по Тарханову).

• Результаты, полученные Б.И. Кочубеем (1983, 1988), также подтвердили факт влияния генотипа на характеристики электрокожной активности при ОР и Об. Поскольку КГР является ключевым компонентом Ор, т.е. отражает сам факт активации функциональной системы Ор, то, возможно, полученные данные позволяют говорить и о наследственной детерминации индивидуальных особенностей Ор.

Индивидуальные особенности привыкания КГР

• Интересны результаты изучения КГР в ситуации угашения ориентировочной реакции при повторении стимула - изучения «привыкания ОР».

• Привыкание реакции на новый стимул является важнейшим механизмом адаптации, его можно рассматривать и как простейшую модель обучения. Эта важнейшая характеристика связана с различными психологическими особенностями человека. Индивидуальные особенности ориентировочной реакции связаны с обучаемостью, когнитивными стилями, особенностями темперамента.

• Как показали работы Д. Ликкена и др. (1988), Б.И. Кочубея (1983) индивидуальные особенности привыкания КГР имеют выраженный наследственный компонент. По данным Б.И. Кочубея, вклад неаддитивных генетических факторов в межиндивидуальные различия по скорости привыкания КГР на звуки) Дб (Ор) и 105 Дб (ОбР) составляет 74% и 53% соответственно.

2. Генетические исследования деятельности сердечно-сосудистой системы

Индикаторы работы сердечнососудистой системы

• Артериальное давление (АД);

• Частота сердечных сокращений (ЧСС);

• Сила сокращений сердца;

• Минутный объем сердца - количество крови, которое сердце проталкивает в одну минуту;

• Региональный кровоток (показатели локального распределения крови).

Артериальное давление

• Артериальное давление является одной из основных характеристик состояния сердечно-сосудистой системы, в первую очередь - системы регуляции и состояния артериального сосудистого русла.

• Различают систолическое артериальное давление и диастолическое артериальное давление.

Систолическое артериальное давление

· «Верхнее» давление - это давление крови на стенки артерии, регистрируемое во время сокращения сердца. «Верхнее» давление еще называют максимальным давлением или систолическим давлением (от слова систола - сокращение сердца) или сердечным давлением.

· Для данного физиологического состояния «верхнее» давление - это максимальная регистрируемая величина давления крови на стенки артерии.

· В состоянии покоя у здоровых нетренированных мужчин в возрасте 20-35 лет максимальное давление равно примерно 115-125 миллиметров ртутного столба (мм. рт. ст.). У здоровых нетренированных женщин того же возраста - 110-120 мм. рт. ст. У высококвалифицированых спортсменов некоторых специализаций (например, бегунов на длинные и средние дистанции, лыжников, пловцов и др.) максимальное артериальное давление в покое может быть снижено до 100 мм. рт. ст. и даже ниже. Это вызвано уменьшением сопротивления сосудов току крови, что обусловлено низким сосудистым тонусом.

· У детей максимальное давление ниже, чем у взрослых, так как их сердце слабее и не может выталкивать кровь с той же силой, что и сердце взрослого человека. С возрастом максимальное давление в состоянии покоя повышается (у пожилых людей до 140-150 мм. рт. ст.), что связано с уменьшением эластических элементов в артериях и, соответственно, способности артерий растягиваться под действием большой порции крови.

Диастолическое артериальное давление

• Минимальная величина, до которой падает давление крови на стенки артерий, и является «нижним» давлением. «Нижнее» давление еще называют минимальным давлением или диастолическим давлением (от слова диастола - расслабление сердца) или сосудистым давлением.

• Для данного физиологического состояния «нижнее» давление - это минимальная регистрируемая величина давления крови на стенки артерии.

• В состоянии покоя у здоровых нетренированных мужчин в возрасте 20-35 лет величина минимального артериального давления равна приблизительно 65-80 мм. рт. ст. (у спортсменов может быть ниже). У здоровых нетренированных женщин того же возраста - 60-75 мм. рт. ст. У детей минимальное давление ниже, чем у взрослых, а у пожилых людей оно повышается примерно до 90 мм. рт. ст.

Оценка наследуемости показателей работы сердечно-сосудистой системы

• ЧСС - от 0 до 70%;

• Показатели давления - от 13 до 82% (систолического) и от 0 до 64% (диастолического), в среднем - 54%.

• При переходе от молодого к зрелому возрасту оценка наследуемости показателя диастолического давления снижается (от 68 до 38%).

Исследование природы межиндивидуальной дисперсии реактивных изменений ЧСС (Е.И. Соколов и др.)

• У 24 пар МЗ и 19 пар Дз близнецов исследовали показатели систолического, диастолического и общего давления, ЧСС и показатели кровенаполнения сосудов головного мозга (реографический индекс).

• Использовались три экспериментальные ситуации (покой, психоэмоциональная нагрузка и 10 минут после нее). Нагрузка - интеллектуальная деятельность в условиях дефицита времени с действием отвлекающего раздражителя (свет, звук).

• Оценки наследуемости растут при эмоциональной нагрузке.

Исследование Д. Бумсма

• Изучалась природа межиндивидуальной вариативности уровня давления крови в зависимости от напряженности ситуации у 160 пар близнецов 14-21 года;

• 2 ситуции: покоя и при выполнении задач, включающих регистрацию времени реакции и вычисления в уме.

• У женщин наследуемость уровня систолического и диастолического давления выше при нагрузках. У мужчин увеличение наследуемости наблюдалось только для систолического давления.

Наследуемость ЧСС (С. Вандерберг, 1965; А. Шапиро и др., 1968; В. Хьюм, 1973; Е.Л. Сергиенко, 1965)

• Обнаружено большее сходство реактивных изменений ЧСС в ответ на сенсорные стимулы и при нагрузках в парах МЗ близнецов по сравнению с ДЗ.

• Межиндивидуальная вариативность показателей ЧСС при максимальной нагрузке зависит от наследственных факторов, а индивидуальные особенности ЧСС в покое зависят от средовых факторов.

Исследование Р. Сомсена и соавторов

· Изучалось влияние генетических факторов на форму реактивных изменений ЧСС при выполнении заданий у 11 пар МЗ и 11 пар ДЗ близнецов. Задания были связаны с регистрацией времени простой двигательной реакции и вычислением в уме (более стрессогенная ситуация). Различия в наследуемости показателей ЧСС обусловлены работой симпатической и парасимпатической систем.

· Парасимпатическая активация вызывает замедление сердечного ритма, которое сопровождает ориентировочную реакцию. Симпатическая активация вызывает учащение сердечного ритма. Мышечное напряжение сопровождается учащением ЧСС.

· ЧСС в задаче на время реакции определяется в основном активностью парасимпатической системы, а при задаче, связанной с вычислениями в уме - в большей степени симпатической системы. Эффекты симпатической активации в большей степени обусловлены генотипом, чем аналогичные эффекты парасимпатической системы.

Исследования наследуемости ЧСС (Кочубей Б.И.)

• 22 пары МЗ и 21 пара ДЗ близнецов. Изучалась ЧСС в условиях ориентировочно-исследовательской и ориентировочно-оборонительной реакции. Для ориентировочной реакции характерно замедление сердечного ритма, связанное с работой парасимпатической системы, блуждающего нерва.

• Для оборонительной реакции характерно учащение ритма, обусловленное симпатической активацией, что свидетельствует об установке испытуемого на избегание стимула.

• Звук 80 Дб вызывал ориентировочную реакцию, а в 105 Дб - оборонительную. Значительный генетический компонент присутствовал для увеличения ЧСС в ответ на звук в 105 ДБ и отсутствовал на звук в 80 ДБ.

• При ориентировочной реакции важная роль в вариативности ЧСС принадлежит средовым факторам, а при оборонительной - генетическим.

Исследования максимального потребления кислорода (МПК)

• МПК обусловливает успешность в легкоатлетических видах спорта.

• Среднепопуляционная величина МПК - около 40 ± 4-5 мл/мин/кг, у спортсменов международного класса величина МПК достигает 70-80 мл/мин/кг.

• МПК мало тренируем, не меняется в онтогенезе и высоко наследственно детерминирован. МПК может использоваться для прогнозирования спортивной успешности.

• Исследования, проведенные методом близнецов и суммированные В.Б. Шварцем, дали оценки наследуемости 0,66-0,93, и, кроме того, обнаружено сходство в парах родители х дети. Автор приходит к выводу, что, хотя тренировки могут поднять МПК, «пределы роста, по-видимому, лимитированы индивидуальным генотипом».

Ученые из Санкт-Петербургского НИИ физической культуры опубликовали работы по анализу полиморфизмов генов ACE, AGT, AGT2R1, NOS3, ACTN3, AMPD1, VDR и PPARб у 577 спортсменов, специализирующихся в основных олимпийских видах спорта и 2 работы по питанию и заболеваниям спортсменов с учетом генетической предрасположенности. В результате исследований были выявлены определенные аллели генов, ассоциирующихся с теми или иными физическими качествами и заболеваниями.

Гронская А.С. из Кубанского государственного университета физической культуры, спорта и туризма провела работу по выявлению критериев успешности действий в футболе. Было предположено, что таковыми могут являться следующие параметры: профиль моторной асимметрии, наличие большого количества сложных узоров на дистальных фалангах пальцев рук, высокие показатели интенсивности узоров и суммарного гребневого счета и особенности распределения пальцевых узоров.

Украинскими учеными был определен целый комплекс дерматоглифических признаков в качестве генетических маркеров при отборе детей к занятиям определенными видами двигательной деятельности. Так, в тестировании они предлагают использовать типы узоров пальцев, количество гребешков на отдельных пальцах рук, основные ладонные углы, длину между пальцевым и осевым трирадиусами и количество гребешков между пальцевыми трирадиусами. Довольно оригинальное исследование было проведено Соболевым В.Л. из Национального университета физического воспитания и спорта Украины. 257 спортсменов, специализирующихся в 27 видах спорта были визуально обследованы по критериям физиогномики и пяти специальным упражнениям, которые отражают характер жизненной моторики человека. Полученные данные были сопоставлены с результатами компьютерной электрокардиографии для установления истинной предрасположенности к работе определенной физиологической мощности. В итоге Соболев В.Л. предложил несколько экспресс-диагностических тестов. Так, например, при прыжке в длину с разбега определяется толчковая нога, которая совпадает с ведущей «нагруженной» стороной тела: толчковая правая - предрасположенность к скоростно-силовой работе; толчковая левая - предрасположенность к работе на выносливость.



Литература

1. Практикум по валеологии для высших учебных заведений / Под ред. Г.А. Кураева. Ростов-на-Дону: ООО ЦВВР, 2011. 252 с.

2. Равич-Щербо И.В., Марютина Т.М., Григоренко Е.Л. Психогенетика. М.: Аспект-пресс, 2009.

Размещено на Allbest.ru