Системный анализ общей конституции человека

ФИЗИОЛОГИЯ

УДК 572

СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ОБЩЕЙ КОНСТИТУЦИИ ЧЕЛОВЕКА

М.А. Негашева

Конституция в современном понимании — фундаментальная биологическая характеристика целостного организма — совокупность морфологических и функциональных признаков, унаследованных и приобретенных, относительно устойчивых во времени, определяющих особенности реактивности и резистентности организма к факторам среды (Руса-лов, 1979; Никитюк, 1991). Необходимость системного подхода к изучению целостности организма неоднократно подчеркивалась в общей биологии (Северцов, 1935; Шмальгаузен, 1938), антропологии (Рогинский, 1966; Хрисанфова, 1990; Никитюк, 1991), психологии (Русалов, 1979; Мерлин, 1986) и смежных областях знания (Левонтин, 1993; Ра-вич-Щербо и др., 2006).

Особенность системного подхода в конституции состоит в том, что каждая система исследуется с учетом внутренних связей между отдельными элементами и внешних связей с другими системами и объектами. Вопрос о тесноте и причинно-следственной структуре межсистемных связей является одним из основных при решении проблем конституции человека. К настоящему времени в антропологической литературе накоплено обширное количество данных о связях между двумя какими-либо аспектами конституции человека, например, установлены определенные зависимости между соматической и психофизиологической организацией (Акинщикова, 1977), морфофункциональной и биохимической индивидуальностью (Хрисанфова, 1990), соматическими особенностями и гормональным статусом (Бец, 2000), пальцевыми дерматоглифами и физическими способностями (Абрамова, 2003). Научная потребность в изучении структуры и значимости связей между тремя системами признаков (соматическими, дерматоглифическими и психологическими) в общей конституции человека, смысловая интерпретация биологического смысла этих связей обусловили актуальность исследования в данном направлении.

Материал и методы

Материалом для данного исследования послужили результаты комплексного антропометрическо-

го обследования 669 практически здоровых студентов различных факультетов МГУ (242 юноши и 427 девушек)1 в возрасте от 16 до 23 лет, включающие измерения 29 морфологических параметров тела и 11 размеров головы и лица. Отпечатки пальцев получены классическим методом с помощью типографской краски и обработаны по общепринятой методике (Cummins, Midlo, 1943). На дис-тальных фалангах пальцев рук определены типы кожных узоров: A — дуга, L — петля, W — завиток. Вычислялись дельтовый индекс (Дю = £L + + 2XW), характеризующий узорную интенсивность (чем больше дельтовый индекс, тем больше сложных узоров на пальцах рук), и гребневой счет на пальцах левой и правой руки.

Наряду с измерением традиционных морфологических признаков проводилось психологическое тестирование с применением компьютерной программы "Оптимист" для определения характерологических черт темперамента, ситуативных и личностных качеств. Программа "Оптимист" разработана профессором кафедры физиологии человека и животных биологического факультета МГУ А.Я. Капланом2 и содержит широко используемые в международной практике психодиагностические тесты, прошедшие специальную адаптацию для русскоязычного применения. Для опроса студентов использовались тесты: Г. Айзенка (оценка интро/экст-раверсии и нейротизма); Ч. Спилбергера (измерение ситуативной и базовой тревожности); Р. Кэттел-ла и Я. Стреляу (определение структуры и оценки характерологических черт темперамента) (Карлин-ская, 1999).

Статистическая обработка материала осуществлялась с помощью факторного анализа и метода канонических корреляций (пакет программ Statis-tica 6.0).

Результаты и их обсуждение

Для изучения особенностей совместной внут-ригрупповой изменчивости соматических, дермато-глифических и психологических признаков приме-

1 По данным генеалогического анкетирования обследованные юноши и девушки по национальности русские в третьем поколении.

2 Автор выражает благодарность профессору А.Я. Каплану за помощь в организации и проведении психологического тестирования, а также за консультативную помощь в интерпретации результатов психологических тестов.

нен факторный анализ, результаты которого представлены в табл. 1. Первый фактор для обоих полов описывает тенденцию изменчивости, при которой характерно одновременное увеличение или уменьшение всех соматических признаков, и является традиционным показателем микро/макросомии3. При этом вклад дерматоглифиче-ских и психологических признаков в изменчивость этого фактора минимален, поскольку нагрузки на эти параметры невелики и не превышают значений 0,11 (для девушек) и 0,28 (для юношей).

Второй фактор у обоих полов описывает тенденцию совместной изменчивости соматических и дерматоглифических признаков: с увеличением скелетных параметров возрастает интенсивность пальцевых узоров и уменьшается жировой компонент. Нагрузочные коэффициенты второго фактора на психологические признаки имеют невысокие по своему абсолютному значению величины и вносят минимальный вклад в изменчивость этого фактора.

Третий фактор у юношей и девушек преимущественно описывает особенности вариации дер-матоглифических признаков, выделяя индивидов с повышенной или пониженной интенсивностью пальцевых узоров. Расположение признаков в осях первых трех факторов у юношей и девушек иллюстративно представлено на рис. 1 и 2, на которых видно, что признаки, относящиеся к различным системам организма, располагаются относительно автономно друг от друга, и области трансгрессии этих систем не перекрываются.

Для изучения взаимосвязей между комплексами соматических размеров обобщенными дерматоглифическими показателями и характерологическими свойствами личности были рассчитаны канонические корреляции. Средний уровень корреляций между морфологическими подсистемами "тело" — "голова" приближается к значению 0,6 коэффициента канонической корреляции (р < 0,001) с максимальной величи-

Таблица 1

Результаты факторного анализа соматических, дерматоглифических и психологических признаков

Признаки Нагрузки на факторы

юноши девушки

1 2 3 1 2 3

Длина тела 0,33 0,45 -0,07 -0,39 0,64 -0,16

Ширина плеч 0,52 0,46 -0,37 -0,44 0,53 -0,15

Трансверзальный диаметр груди 0,77 0,04 -0,14 -0,66 0,33 -0,05

Сагиттальный диаметр груди 0,70 0,11 -0,20 -0,66 0,13 -0,08

Ширина таза 0,56 0,27 0,02 -0,58 0,32 -0,06

Обхват груди 0,94 -0,03 -0,07 -0,87 -0,07 0,03

Обхват талии 0,91 -0,18 0,05 -0,88 -0,14 0,08

Обхват бедер 0,90 -0,09 0,02 -0,92 -0,02 0,01

Обхват плеча 0,89 -0,05 -0,15 -0,85 -0,22 0,05

Обхват предплечья 0,85 0,15 -0,25 -0,79 -0,12 -0,05

Обхват бедра 0,88 -0,06 -0,10 -0,84 -0,12 0,03

Обхват голени 0,85 0,05 -0,09 -0,79 0,04 -0,07

Диаметр локтя 0,60 0,32 -0,21 -0,48 0,39 -0,17

Диаметр запястья 0,41 0,53 -0,29 -0,52 0,46 -0,15

Диаметр колена 0,74 0,27 0,00 -0,64 0,43 -0,03

Диаметр лодыжек 0,53 0,63 -0,15 -0,32 0,59 -0,12

Жировая складка под лопаткой 0,80 -0,39 0,16 -0,73 -0,39 0,03

Жировая складка на плече 0,76 -0,46 0,22 -0,70 -0,40 0,06

Жировая складка на предплечье 0,76 -0,41 0,16 -0,62 -0,51 0,02

Жировая складка на животе 0,76 -0,38 0,23 -0,70 -0,40 0,14

Жировая складка на бедре 0,78 -0,35 0,11 -0,60 -0,16 0,16

Жировая складка на голени 0,80 -0,38 0,12 -0,59 -0,15 0,08

Дельтовый индекс 0,28 0,49 0,69 -0,01 0,24 0,86

Гребневой счет на левой руке 0,27 0,52 0,71 -0,03 0,22 0,92

Гребневой счет на правой руке 0,26 0,54 0,70 -0,02 0,25 0,91

Сила и скорость возбуждения НС 0,01 0,06 -0,47 0,02 -0,22 0,18

Сила и скорость торможения НС 0,00 0,01 -0,37 0,11 -0,19 -0,12

Пластичность нервной системы 0,17 0,22 -0,32 0,04 -0,05 0,22

Суммарная изменчивость 45% 12% 9% 37% 11% 10%

ной для комплекса всех параметров тела, минимальной — для набора жировых складок. При изучении взаимосвязей между разными комплексами соматических признаков и набором обобщенных дерматоглифических показателей (дельтовый индекс, гребневой счет на левой и правой руке) только один из полученных коэффициентов кано-

3 Первый фактор у девушек по своему морфологическому смыслу является "зеркальным" отражением этого фактора у юношей, сохраняя основные тенденции изменчивости.

Рис. 1. Распределение факторных нагрузок на соматические, дер-матоглифические и психологические признаки в группе юношей

Рис. 2. Распределение факторных нагрузок на соматические, дер-матоглифические и психологические признаки в группе девушек

нической корреляции, отражающий взаимосвязь дерматоглифических признаков с комплексом скелетных размеров дистальных эпифизов конечностей у юношей, показал неслучайный характер (Яс = 0,3; р < 0,01).

В табл. 2 приведены коэффициенты канонической корреляции между наборами соматических признаков и комплексами психологических характеристик личности из тестов Г. Айзенка, Ч. Спил-бергера, Я. Стреляу и Р. Кэттелла, средний уровень которых равен 0,4 (р < 0,05). С помощью анализа множественных корреляций психологических показателей по набору признаков гребневого счета получены достоверные связи только для показателя силы и скорости процессов торможения из теста Я. Стреляу и показателя социальной пластичности из теста Р. Кэттелла (Я = 0,3; р < 0,05).

Коэффициенты канонической корреляции между комплексами соматических признаков и психологических характеристик из тестов Г. Айзенка

Соматические признаки

Все размеры тела

Скелетные размеры

Обхватные размеры

Жировые складки

Размеры головы и лица

Юноши

0,442

0,362

0,247

0,203

0,314

0,477

0,313

0,272

0,227

0,261

0,599

0,478

0,397

0,407

0,302

0,551

0,405

0,337

0,334

0,408

1

0,516*

0,351

0,293*

0,239

0,316

0,498

0,363

0,275

0,227

0,237

Примечание. * означает р < 0,05.

По результатам проведенного факторного анализа и анализа канонических корреляций можно сделать заключение об относительной автономности изменчивости соматических, дерматоглифических и психологических признаков в структуре общей конституции человека. Относительная независимость внутрипопуляционной изменчивости этих систем признаков характерна для обоих полов, что свидетельствует об устойчивости и закономерности выявленных тенденций. Отсутствие независимости систем организма неминуемо привело бы к потере "степеней свободы" в процессе эволюции, к элиминации тех или иных признаков, к усилению отбора и как следствие — к уменьшению полиморфизма.

В процессе жизнедеятельности под воздействием факторов внешней среды каждая из систем организма в собственных пределах реагирует на их изменения, но непрерывно взаимодействуя друг с другом. На рис. 3 представлена оригинальная модель взаимосвязей соматических, дерматоглифических и психологических признаков в структуре общей конституции человека.

Объяснение связей и возможных механизмов изменчивости — наиболее сложная задача в биологии. Межсистемные связи соматических и дерматоглифических признаков, по всей вероятности, можно объяснить особенностями морфогенеза. На 4—8-й неделе развития зародыша происходит последова-

Таблица 2

Девушки

0,518

0,367

0,278

0,238

0,337

0,527*

0,441

0,306

0,302

0,259

Рис. 3. Модель взаимосвязей различных систем признаков (соматических, дерматоглифических и психологических) в структуре общей конституции человека.

В правой части схемы указаны средние значения достоверных коэффициентов канонической корреляции между изученными системами признаков, полученные автором. В левой части схемы по литературным данным *И.В. Равич-Щербо и др. (2006); **В.И. Трубникова и В.М. Гиндилиса (1980); ***И.С. Гусевой (1986) приведены оценки влияния генетического и социально-экономического комплекса факторов на развитие и формирование рассматриваемых систем признаков

тельная закладка и формирование почек конечностей, фаланг пальцев рук и пальцевых подушечек. Этап гребнеобразования и формирования типов папиллярных узоров длится от 10—13-й до 22—24-й недели внутриутробного развития плода (Гусева, 1986; Хайруллин и др., 2005), к этому времени рельеф кожи достигает дефинитивной зрелости. В ряде работ, посвященных изучению формирования в эмбриогенезе кожных узоров, сообщается о зависимостях развития папиллярного рельефа от формы и величины волярных подушечек, особенностей ветвления нервов и размещения кровеносных сосудов в коже пальцев (Cummins, Mid-lo, 1943; Penrose, Ohara, 1973). Образование папиллярных гребней идет в общем русле тканевой и органной дифференцировки дистального отдела руки. По всей вероятности, именно этими мор-фогенетическими зависимостями можно объяснить полученные в нашем исследовании значимые взаимосвязи между гребневым счетом, дельтовым индексом и диаметрами дистальных эпифизов конечностей на фоне всех остальных корреляций соматических и дерматоглифических признаков. По всей видимости, индукторы, исходящие из очагов окостенения конечностей, стимулируют развитие пальцевых подушечек, размер и форма которых предопределит тип узора.

Поскольку дерматоглифический рисунок является финальной стадией формирования верхних конечностей и морфогенетически предельно отдален от основного соматического морфогенеза, не обладая ни обратным индукционным воздействием

на соматогенез, ни последовательным влиянием на развитие других органов в эмбриогенезе, постольку подавляющее большинство остальных соматодер-матоглифических связей имеет крайне малую величину и статистически случайный характер.

Вышеизложенной гипотезой можно также объяснить небольшие множественные корреляции между дерматоглифическими признаками и психологическими характеристиками личности (рис. 3). Несмотря на общность эмбрионального происхождения эпидермиса кожи и нервной системы из эктодер-мальных структур, механизм гребнеобразования (как было отмечено выше), сводится к разрешению мор-фогенетических взаимодействий между эпидермисом и подлежащим зачатком собственно дермы, т.е. формирование папиллярного рельефа зависит от формы и величины волярных подушечек (Гусева, 1986; Хайруллин и др., 2005). При этом морфогенез дерматоглифического рисунка предельно отдален не только от основного соматического морфогенеза, но и от генерализованного формирования центральной нервной системы: индивидуальный дерматоглифический рисунок возникает значительно раньше, чем начинается формирование расположения борозд и извилин конечного мозга — места локализации функциональных полей в коре больших полушарий (замена плодных прогибов неокортекса полушарий конечного мозга на настоящие борозды начинается на 29—30-й неделе (Савельев, 2002), а формирование полного набора постоянных борозд и извилин завершается к моменту рождения). Большая часть индивидуальных борозд и извилин III порядка, которые характерны для конкретного индивидуума, формируются в течение первого года жизни. Психофизиологические и характерологические особенности личности продолжают свое формирование на протяжении всего онтогенеза человека, испытывая весьма существенное влияние как эндогенных (нейрогумо-ральная регуляция), так и социально-экономических факторов. При этом содержательная сторона психики и характерологические особенности формируются преимущественно под влиянием социальных факторов, в то время как особенности пальцевых узоров (дерматоглифические рисунки) остаются неизменными на протяжении всего периода постнатального онтогенеза. Таким образом, низкая коррелированность дерматоглифического рисунка с психологическими особенностями обусловлена ав-тономизацией эволюции финального морфогенеза, который находится вне прямых эргонтических корреляций (Шмальгаузен, 1938).

Наиболее высокие взаимосвязи (R = 0,6) получены в нашем исследовании между соматическими признаками и размерами головы и лица (рис. 3), которые относятся к различным морфологическим подсистемам "тело" — "голова". По всей вероятности, относительно большой уровень корреляций обу-

словлен вкладом всех видов взаимосвязей: генетических, морфогенетических и эргонтических. По данным В.И. Трубникова и В.М. Гиндилиса (1980), разложение общей фенотипической дисперсии на ге-нотипические и средовые компоненты показало, что изменчивость подсистем "тело" — "голова" обусловлена преимущественно генетическими факторами и отражает существование общей генетической системы детерминации роста посткраниального скелета и черепа.

Наконец, относительно небольшие связи телосложения с психологическими признаками (И = 0,4) объясняются совершенно иными критериями внешней среды, оптимальными для реализации психогенетических особенностей индивида (Равич-Щербо и др., 2006), по сравнению с теми, в рамках которых происходит рост и физическое развитие детей до достижения дефинитивного соматического статуса. На рис. 3 по литературным данным (ЬоеЫт, 1992; Равич-Щербо и др., 2006) приведены обобщенные оценки наследуемости, что показывает отчетливое, хотя и не очень высокое влияние генотипа на особенности темперамента человека. Все это, а также малое взаимодействие генов, отвечающих за морфологические и психологические особенности индивида, является определяющим в относительной независимости внутрипопуляционной из-

менчивости этих систем. Результаты нашего исследования подтверждают мнение о том, что только при ослаблении генетических связей между системами признаков появляется возможность для возникновения стохастических связей с другими системами (Рогинский, 1966).

Таким образом, результаты нашего исследования межсистемных конституциональных связей с применением адекватных статистических методов анализа на антропологическом материале доказывают концепцию И.И. Шмальгаузена (1938) о том, что относительная автономность систем обусловливает интегрированность организма в целом. Интегрированность в нашем исследовании обеспечивается объединением соматической, дер-матоглифической и психологической систем признаков рядом эндогенных факторов. Конституция человека является фенотипическим отражением целостности организма и предполагает безграничное разнообразие внутривидового индивидуального полиморфизма.

* * *

Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 06—06—80249).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Абрамова Т.Ф. 2003. Пальцевая дерматоглифика и физические способности: Автореф. дис. ... докт. биол. наук. М.

Акинщикова Г.И. 1977. Соматическая и психофизиологическая организация человека. Л.

Б е ц Л . В . 2000. Антропологические аспекты изучения гормонального статуса человека: Автореф. дис. ... докт. биол. наук. М.

Гусева И.С. 1986. Морфогенез и генетика гре-бешковой кожи. Минск.

Карлинская И.М. 1999. Психодиагностические материалы. М.

Левонтин Р. 1993. Человеческая индивидуальность: наследуемость и среда. М.

Мерлин В.С. 1986. Очерк интегрального исследования индивидуальности. М.

Никитюк Б.А. 1991. Конституция человека // Итоги науки и техники. Сер. Антропология. 4. 5—151

Равич-Щербо И.В., Марютина Т.М., Григоренко Е.Л. 2006. Психогенетика. М.

Рогинский Я.Я. 1966. Методологические основы антропологии // Биол. науки. № 3 (35). 9—18.

Русалов В.М. 1979. Биологические основы индивидуально-психологических различий.

Савельев С.В. 2002. Стадии эмбрионального развития мозга человека. М.

Северцов А.Н. 1935. Морфобиологическая теория эволюции и теория филэмбриогенеза // Собр. соч. Т. 3. М.; Л. С. 345-528.

Трубников В.И., Гиндилис В.М. 1980. Многомерный генетический анализ антропометрических показателей. Построение генетически эффективного пространства // Вопр. антропологии. Вып. 65. 54-66.

Хайруллин Р.М., Никитюк Д.Б., Крикун Е . Н . 2005. Факторы изменчивости кожных узоров пальцев. Ульяновск.

Хрисанфова Е.Н. 1990. Конституция и биохимическая индивидуальность человека. М.

Шмальгаузен И.И. 1938. Организм как целое в индивидуальном и историческом развитии. М.; Л.

Cummins H., Midlo Ch. 1943. Fingerprints, palms and soles. An introduction to dermatoglyphics. Philadelphia.

Loehlin J.C. 1992. Genes and Environment in Personality Development. Sage.

Penrose L.S., Ohara P.T. 1973. The development of the epidermal ridges // J. Med. Genet. N 3. 201-208.

Поступила в редакцию 26.12.07

SYSTEMIC ANALYSIS OF GENERAL HUMAN CONSTITUTION

M.A. Negasheva

Connections between three systems of characteristics have been studies using materials of complex anthropological examination of 669 young men and girls at the age of 16—23 years old including measurement of 40 body, head and face parameters, fingerprinting results and determination of personal psychological characteristics based on Eysenck, Spielberger, Strelau and Cat-tell tests using different methods of multivariate statistics. The author suggested an original model of connections of somatic, dermatoglyphic and psychological features in the structure of general human constitution based on statistically significant canonical correlations (revealed by the author) and taking in consideration the degree of influence of genetic and social as well as economic complex of factors (based on the data from scientific literature) on development and formation of the investigated systems of characteristics. The results of work with the anthropological material, evidences of the conception stipulating relative autonomy of morphofunctional systems as an essential condition of integrity of the body in general are presented.