СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО ВОЗРАСТА У ЧЕЛОВЕКА ИЛИ ЖИВОТНОГО Российский патент 2017 года по МПК A61B5/00 A61B5/02 

Изобретение относится к биологии, медицине и гериатрии, а именно к способам исследования влияния окружающей среды на человека и животных, и может быть использовано для определения у них биологического возраста и скорости старения при различных состояниях организма, оценки уровня здоровья и управления этими показателями жизнедеятельности, оценки качества профилактических и лечебных процедур.

Определение биологического возраста (БВ) - одна из актуальнейших задач в биологии, медицине и гериатрии для оценки интенсивности старения, уровня здоровья организмов и управления этими состояниями [10]. Биологический возраст является интегральным показателем уровня индивидуального здоровья человека, характеризующим функциональные, регуляторные и адаптационные особенности организма. Известна высокая чувствительность большинства показателей БВ к внешним воздействиям, целенаправленно применяемым для снижения БВ [10]. Это открывает перспективы к использованию показателей биологического возраста для активизации профилактического направления в медицине.

Однако существующие способы определения биологического возраста и скорости старения организмов, в количественном и качественном отношениях более применимые для человека, имеют ряд недостатков, и это приводит к необходимости поиска новых, более информативных аналогов. Основными недостатками существующих способов определения биологического возраста являются:

- не все способы учитывают состояние наиболее значимо коррелируемой с возрастом сердечно-сосудистой системы организма;

- не все способы применимы при различных процессах жизнедеятельности (мышечный покой, выполнение какой-либо трудовой операции в производственных и домашних условиях, стресс, нарушение здоровья в стадиях обострения и декомпенсации и др.) и в ранние постнатальные периоды онтогенеза, что препятствует сравнительному изучению влияния этих процессов на организм;

- имеют видовую избирательность в предназначении, то есть способы, применяемые для человека, неприменимы для животного, или применяемые на каком-либо виде животных неприменимы для представителей других видов.

Например, нет способа определения биологического возраста у человека, применимого ко всем его возрастным группам [4]. Разработанные в целях создания единого онтогенетического метода способы определения биологического возраста (в лаборатории онтогенеза Пермской государственной медицинской академии) четыре новых метода определения биологического возраста организма по физической работоспособности, умственной работоспособности, физической и умственной работоспособности, биоэлектрической активности головного мозга неприменимы для детей раннего периода развития и для животных. Неприменим для детей раннего периода развития специальный метод определения биологического возраста детей и подростков по асимметрии их костного скелета [3].

Известный способ определения биологического возраста по В.П. Войтенко [6] неприменим для изучения текущего влияния на биологический возраст видов жизнедеятельности человека и факторов трудового процесса, поскольку измеряется в состоянии, отвлеченном от их непосредственного воздействия.

Известен способ определения энтропии в организме человека или животного, основанном на измерении величины открытости организма атмосфере [12], заключающийся в определении относительной по отношению к массе тела массы сердца в % (X), числа сердечных сокращений (А) и содержания кислорода в альвеолярном воздухе легких в % (Co₂), и проведении расчета энтропии (α) в % по формуле: α=(0,25/Т)⋅Co₂; где число 0,25 - соответствует времени полного насыщения эритроцита циркулирующей крови в организме кислородом, поступающим в дыхательные пути из атмосферы, сек; Т - время полного оборота эритроцита с током циркулирующей крови в сек, при этом Т=[(0,44⋅75)/(X⋅А)]⋅21,5, где число 0,44 - среднестатистическая относительная к массе тела человека масса его сердца в %, для которой характерно время полного оборота циркулирующей крови за 21,5 сек при нормируемой частоте сердечных сокращений (ЧСС) 75 уд./мин; число 21,5 - время полного оборота циркулирующей крови у человека при ЧСС 75 уд./мин, сек.

В настоящее время универсальный характер понятия энтропии общепризнан и она плодотворно используется во многих областях знаний. Для живых (открытых термодинамических систем) энтропия является универсальным показателем их жизнеспособности, зависящей как от энтропии, вызываемой необратимыми процессами в системе, так и от энтропии, перенесенной через границы системы в результате взаимодействия ее с окружающей средой [2, 11]. Имеются данные [8] о наличии тесной связи между энтропией в организме и его биологическим возрастом и теоретические доказательства [11] убыли энтропии в организме соответственно обратному течению времени и, наоборот, - прибыли энтропии в организме соответственно прямому течению времени. Из этих данных следует, что, во-первых, организмы с меньшей энтропией в любой точке на оси времени обладают большими перспективами в плане продолжительности жизни. И наоборот, организмы, у которых энтропия в данный момент времени выше, имеют меньше шансов прожить долгую жизнь. Во-вторых, между ожидаемой продолжительностью жизни индивида, как величиной абсолютной, и его биологическим возрастом, как величиной относительной фактически прожитым годам, имеется обратная связь.

Из приведенного материала видно, что на энтропию в живых системах, а значит и на их биологический возраст, влияют генетический, средовой и поведенческий факторы. И на человека «третий» фактор (самоуправление своим здоровьем) имеет более широкое влияние, чем на животных, благодаря имеющейся у него возможности применения знаний, направленных на укрепление здоровья и достижение долголетия.

Однако данным способом определения энтропии в организме человека или животного [12] нельзя определить их биологический возраст, поскольку способ имеет другое назначение и недостаточен для определения биологического возраста.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения (прототипом) является способ определения биологического возраста у человека (Патент RU 2503404 С1, 10.01.2014) [16], который имеет то же назначение, что и заявленный способ. Он заключается в измерении показателей кардиогемодинамики у человека, находящегося в горизонтальном положении на спине, через 3-5 минут покоя (адаптации) в этом положении. Биологический возраст указанным способом может измеряться в рамках фактического возраста у мужчин от 30 до 90 лет и у женщин от 20 до 65 лет. В результате прототип имеет существенные ограничения в области его применения для человека на этапах онтогенеза организма, при различных положениях исследуемого в пространстве и физиологических функциональных состояниях. Способ непригоден, например, для определения биологического возраста у человека при выполнении им какой-либо работы. Тем самым, прототип не позволяет изучать текущее влияние стресс-факторов, вызывающих физиологические состояния напряжения и перенапряжения, на биологический возраст человека, а значит, и не дает ему возможности своевременно защититься от вредного воздействия этих факторов на организм в режиме обратной биологической связи.

Таким образом, недостаточная степень универсальности (применимости для животных и человека, и при различных физиологических состояниях индивидов), является основным недостатком имеющихся способов измерения биологического возраста. Выявленный недостаток сдерживает развитие и применение этого инструмента в исследовании влияния окружающей среды на человека и животных, ограничивает область его применения, не позволяет получать сопоставимые результаты и находить у особей разных видов их объединяющие и разделяющие закономерности.

На основании изложенного задачей изобретения является создание универсального способа определения биологического возраста у человека или животного при различных физиологических состояниях на этапах онтогенеза после рождения на основе измерения величины энтропии в организме и обеспечение получения сопоставимых результатов.

Указанная задача решается в заявляемом способе определения биологического возраста у человека или животного (индивида) путем технического решения следующего содержания: если индивидом является человек, то определяют относительную к массе тела массу сердца в % (X), число сердечных сокращений (А), содержание кислорода в альвеолярном воздухе легких в % (Co₂), среднюю продолжительность жизни в регионе проживания индивида в данный период времени (Д_{статистическая}), фактический возраст (Д_ф), проводят расчет энтропии в % (α) по формуле: α=(0,25/Т)⋅Co₂, где Т=[(0,44⋅75)/Х⋅А]⋅21,5 и ожидаемой средней продолжительности жизни (Д_{о средняя}) по произведению числа 5,262 на обратное значение энтропии (α) и прибавлению к полученной величине количества лет, получаемых в результате вычитания из Д_{статистическая} 31,3 лет для мужчин и 33,3 лет для женщин, далее определяют биологический возраст (Б, лет) по формуле: Б=(Д_{о средняя}/Д_ф)^-1⋅Д_{статистическая}. А если индивидом является животное, то определяют относительную к массе тела массу сердца в % (X), число сердечных сокращений (А), содержание кислорода в альвеолярном воздухе легких в % (Co₂), среднюю продолжительность жизни в регионе проживания индивида в данный период времени (Д_{статистическая}), фактический возраст (Д_ф), проводят расчет энтропии в % (α) по формуле: α=(0,25/Т)⋅Co₂, где Т=[(0,44⋅75)/Х⋅А]⋅21,5 и ожидаемой средней продолжительности жизни (Д_{о средняя}) по произведению числа 5,262 на обратное значение энтропии (α), далее определяют биологический возраст (Б, лет) по формуле: Б=(Д_{о средняя}/Д_ф)^-1⋅Д_{статистическая}.

Основанием для предлагаемого технического решения задачи изобретения являются результаты проведенного нами исследования энтропии (α) у 12 различных видов животных, которая сопоставлялась с имеющимися в литературе статистическими данными о средней продолжительности жизни (Д_{статистическая}) вида этих животных. Указанные результаты приведены в табл. 1.

На основе приведенных в табл. 1 данных было получено следующее уравнение степенной регрессии, характеризующее зависимость между энтропией (α) и статистическими данными о средней продолжительности жизни (Д_{статистическая}) у рассматриваемых видов животных:

где 5,1845 - эмпирический коэффициент;

R² - величина достоверности аппроксимации между Д_{статистическая} и энтропией (α).

В целях упрощения математического выражения (1) нами разработана формула 2 с коэффициентом корреляции r Д_{статистическая} / Д_{о средняя}=0,996; P<0,001, согласно которому:

где 5,262 - эмпирический коэффициент;

R² - величина достоверности аппроксимации между Д_{о средняя} и энтропией (α).

Полученная зависимость продолжительности жизни вида животного от энтропии в организме позволяет объяснить считающееся парадоксальным долгожительство грызуна «Голый землекоп» (Heterocephalus glaber) исключительно обитанием этого млекопитающего в трудно проветриваемых подземных условиях (туннели диаметром 2-4 см, глубиной до 2 м, длиной до 5 км) с предельно низким содержанием O₂ во вдыхаемом воздухе от 8 до 12% (в среднем 10%) и смертельной для многих других животных концентрацией СО₂ (10%). Имеются данные о содержании на поверхности кожи и слизистых оболочках у этих грызунов высоких концентраций углекислоты [Шиндер А. Животное, не чувствующее боли // Еженедельник 2000. - 27.06-03.07.2008. №26 (420)], которые у других видов животных не наблюдаются. Указанные условия существования голого землекопа приводят к крайне низким концентрациям O₂ в альвеолах легких (3,5%) и по представленным в табл. 1 данным более чем в 8 раз уменьшают энтропию в его организме в сравнении с другими равными по массе видами грызунов, что, по-видимому, и приводит к существенному (более чем в 15 раз) увеличению длительности жизни особей этого их вида. В доступной нам литературе указанный феномен долгожительства Heterocephalus glaber объясняется с позиций генетики приобретенным особым свойством его организма, но это еще не характеризует саму первопричину (внешнюю причину) образования и закрепления этого свойства у данного вида грызуна. Из полученных результатов следует, что (при прочих равных условиях) продолжительность жизни организма есть, скорее всего, средневзвешенная величина, определяемая длительностью его состояний в процессе онтогенеза, характеризуемых интенсивностью взаимодействия эритроцитов циркулирующей крови с атмосферным кислородом (по их соединению и разъединению).

Однако, на основании анализа литературы [7] следует считать неверным перенесение закономерностей животного мира на понимание проблем человеческого долголетия, детерминируемого, прежде всего, социально-экономическими факторами (уровнем медицинского обеспечения, безопасностью труда и эффективностью отдыха, материальной обеспеченностью и духовным комфортом). Поскольку социально-экономические условия жизни Homo sapiens существенно изменились за время его эволюции, то измерение ожидаемой средней продолжительности жизни (Д_{о средняя}) современного человека с применением выявленной и отраженной в формуле 2 закономерности нуждается в дополнении, учитывающем влияние этих условий на долголетие. Средняя продолжительность жизни человека в Палеолите (2,6 миллиона лет назад), когда условия его жизни мало отличались от животных, была равна 31 году [5], что соответствует результату, получаемому для человекообразных обезьян, например, для мужской особи гориллы:

α(для гориллы)=(0,25 с / 21,5 с)⋅14,4%=0,167%;

Д_{о средняя}=5,262⋅0,167^-1=31,5 года.

Принимая во внимание расчеты Б.Ц. Урланиса [13, 14], в которых он статистически доказывает влияние социально-экономических условий труда и быта на продолжительность жизни человека, мы скорректировали формулу 2, преобразовав ее в формулу 3, учитывающую эти условия:

где К - ожидаемое количество лет прожития человека за счет социально-экономических условий в регионе в данный период времени проживания (определяется вычитанием из известных статистических данных о средней продолжительности жизни в регионе в данный период времени проживания (Д_{статистическая}) 31,3 лет для мужчин и 33,3 лет для женщин), лет.

При этом величина К в формуле 3 определялась с применением известных физиологических нормативов и имеющихся демографических показателей о средней продолжительности жизни человека. Так, например, если учесть, что у взрослого человека концентрация O₂ в альвеолярном воздухе в норме равна 14,4% [1] и (при массе сердца от общей массы тела характерной для мужчин 1/215 и для женщин 1/250 и средней ЧСС для мужчин 72 уд./мин и для женщин 78 уд./мин в состоянии мышечного покоя) период полного оборота циркулирующей крови в организме равен соответственно 21,4 с и 22,7 с, то энтропия (α) и Д_{о средняя} составляют:

α=(0,25 с / 21,4 с)⋅14,4%=0,168% (для мужчин);

Д_{о средняя}=5,262⋅0,168^-1=31,3 года (для мужчин);

α=(0,25 с / 22,7 с)⋅14,4%=0,158% (для женщин);

Д_{о средняя}=5,262⋅0,158^-1=33,3 лет (для женщин).

Тогда при средней продолжительности жизни (Д_{статистическая}) в России в 2011 году (по данным Росстата) 64,3 лет для мужчин и 76,1 лет для женщин, ожидаемое количество лет прожития за счет социально-экономических условий (К) в регионе в данный период времени (в 2011 году) проживания россиянина составлял:

К=(Д_{статистическая})-31,3 лет = 64,3 лет - 31,3 лет = 33,0 лет (для мужчин);

К=(Д_{статистическая})-33,3 лет = 76,1 лет - 33,3 лет = 42,8 лет (для женщин).

Приведем примеры определения биологического возраста у человека и животных заявляемым способом, например, для условий проживания в России в 2011 году.

Пример 1. У мужчины в возрасте 40 лет с нарушением сердечно-сосудистой и дыхательной систем ЧСС в состоянии мышечного покоя равна 95 уд./мин, при выполнении работы средней тяжести - 130 уд./мин, концентрация O₂ в альвеолярном воздухе, измеренная газоанализатором ПГА-12 в последних порциях выдохнутого воздуха, равна 16,1%. Следовательно, энтропия по величине открытости организма атмосфере при указанных состояниях будет равна (с учетом массы сердца для мужчин 0,46%):

- (в состоянии мышечного покоя) α₁=(0,25 с / 16,2 с)⋅16,1%=0,25%;

- (в состоянии выполнения работы средней тяжести) α₂=(0,25 с / 11,9 с)⋅16,1%=0,34%;

Ожидаемая средняя продолжительность жизни (Д_{о средняя}) данного мужчины с нарушениями сердечно-сосудистой и дыхательной систем при соответствующих состояниях будет равна:

- (в состоянии мышечного покоя) Д_{о средняя 1}=(5,262⋅0,25^-1)+(64,3 лет - 31,3 лет)=54,0 лет;

- (в состоянии выполнения работы средней тяжести) Д_{о средняя 2}=(5,262⋅0,34^-1)+(64,3 лет - 31,3 лет)=48,5 лет.

Следовательно, биологический возраст (Б) этого мужчины соответствует следующим параметрам:

- (в состоянии мышечного покоя) Б₁=(54,0 лет / 40 лет)^-1⋅64,3 лет=47,6 лет;

- (в состоянии выполнения работы средней тяжести) Б₂=(48,5 лет / 40 лет)^-1⋅64,3 лет=53,1 лет.

Скорость старения организма (V) при указанных состояниях будет равна:

- (в состоянии мышечного покоя) V₁=(47,6 лет / 40 лет)=1,19 (то есть за календарный год жизни организм биологически проживает 1,19 лет, что характеризует ускорение темпа старения на 19%);

- (в состоянии выполнения работы средней тяжести) V₂=(53,1 год / 40 лет)=1,33 (то есть за календарный год жизни организм биологически проживает 1,33 лет, что характеризует ускорение темпа старения на 33%).

Пример 2. У водителя автобуса в возрасте 45 лет в период совершения им дорожно-транспортного происшествия (аварии) ЧСС равна 140 уд./мин, концентрация O₂ в альвеолярном воздухе, измеренная газоанализатором ПГА-12 в последних порциях выдохнутого воздуха, равна 17,3%. Следовательно, энтропия по величине открытости организма атмосфере у водителя автобуса в период нервно-эмоционального стресса, вызванного дорожной аварией, будет равна:

α=(0,25 с /11,0 с)⋅17,3%=0,39%.

Ожидаемая средняя продолжительность жизни (Д_{о средняя}) водителя автобуса, обусловленная влиянием внезапно возникшего у него указанного нервно-эмоционального стресса, будет равна:

Д_{о средняя}=(5,262⋅0,39^-1)+(64,3 лет - 31,3 лет)=46,5 лет.

Следовательно, биологический возраст водителя автобуса (Б) в период нервно-эмоционального стресса равен:

Б=(46,5 лет / 45 лет)^-1⋅64,3 лет=62,2 лет.

Скорость старения организма (V) водителя автобуса в период нервно-эмоционального стресса будет равна:

V=(62,2 лет / 45 лет)=1,38 (то есть за календарный год жизни организм в процессе указанного нервно-эмоционального стресса биологически проживает 1,38 лет, что характеризует ускоренный на 38% темп его старения).

Пример 3. У мужчины в возрасте 57 лет, регулярно тренирующего свой организм к недостатку O₂ и избытку СО₂, ЧСС в состоянии мышечного покоя равна 54 уд./мин, среднесуточное содержание альвеолярного О₂ равно 12,9%. Следовательно, достигнутая им энтропия по величине открытости организма атмосфере будет равна:

α=(0,25 с / 28,56 с)⋅12,6%=0,110%.

Ожидаемая средняя продолжительность жизни будет равна:

Д_{о средняя}=(5,262⋅0,110^-1)+(64,3 лет - 31,3 лет)=81 год.

Биологический возраст (Б) этого мужчины равен:

Б=(81 год / 57 лет)^-1⋅64,3 лет=45,2 лет;

Скорость старения организма (V) будет равна:

V=(45,2 лет / 57 лет)=0,79 (то есть за календарный год жизни организм биологически проживает 0,79 лет, что характеризует замедление скорости старения на 20%).

Пример 4. У мужчины Н. в возрасте 52 года с массой сердца 0,47%, находящемся на лечении в стационаре Екатеринбургского медицинского научного центра профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий с диагнозом хронический профессиональный бронхит 2-й степени, ЧСС и содержание альвеолярного О₂ в состоянии мышечного покоя до и после однократной процедуры 15-минутной лечебной ингаляции парами шалфея составляли соответственно 83 и 77 уд./мин, 18,0 и 16,2%.

Следовательно, энтропия по величине открытости организма (α) больного Н. атмосфере в периоды перед (α₁) и после (α₂) лечебной ингаляции будет равна:

α₁=(0,25 с /18,2 с)⋅18,0%=0,25%;

α₂=(0,25 с /19,6 с)⋅16,2%=0,21%.

Ожидаемая средняя продолжительность жизни (Д_{о средняя}) больного Н., обусловленная физиологическим состоянием организма перед (Д_{о средняя 1}) и после (Д_{о средняя 2}) лечебной ингаляции, будет равна:

Д_{о средняя 1}=(5,262⋅0,25^-1)+(64,3 лет - 31,3 лет)=54,0 лет;

Д_{о средняя 2}=(5,262⋅0,21^-1)+(64,3 лет - 31,3 лет)=58,0 лет;

Следовательно, биологический возраст (Б) больного Н. в периоды перед (Б₁) и после (Б₂) лечебной ингаляции будет равен:

Б₁=(54,0 лет / 52 года)^-1⋅64,3 лет=61,9 лет;

Б₂=(58,0 лет / 52 года)^-1⋅64,3 лет=57,7 лет;

Скорость старения организма (V) больного Н в периоды перед (V₁) и после (V₂) лечебной ингаляции будет равна:

V₁=(61,9 лет / 52 года)=1,19;

V₂=(57,7 лет / 52 года)=1,11.

То есть, организм больного Н. в период перед приемом лечебной процедуры за календарный год жизни проживал 1,19 лет (что характеризует ускоренный на 19% темп его старения), а в период после приема лечебной процедуры проживал 1,11 лет (что наряду с эффективностью благотворного влияния лечебной процедуры характеризует замедление, но все же ускоренный на 11% темп старения организма).

Пример 5. У новорожденного мальчика ЧСС равна 150 уд./мин, масса сердца в общей массе тела равна 0,89%, концентрация O₂ в альвеолярном воздухе составляет 17,8%. Через года, 1 год и через 3 года ЧСС и содержание O₂ в альвеолярном воздухе ребенка уменьшились до 130, 120 и 110 уд./мин, 17,3, 17,2 и 16,8% соответственно, а относительная масса сердца к 3 году жизни уменьшилась до 0,5%. Следовательно, энтропия по величине открытости организма атмосфере составляет:

- у новорожденного α=(0,25 с / 5,31 с)⋅17,8%=0,84%,

- через года после рождения α=(0,25 с / 6,13 с)⋅17,3%=0,70%,

- через год после рождения α=(0,25 с / 6,64 с)⋅17,2%)=0,65%;

- через 3 года после рождения α=(0,25 с / 12,9 с)⋅16,8%=0,32%.

Ожидаемая средняя продолжительность жизни при указанных физиологических состояниях будет равна:

- у новорожденного Д_{о средняя}=(5,262⋅0,84^-1)+(64,3 лет - 31,3 лет)=39,3 лет,

- через года после рождения Д_{о средняя}=(5,262⋅0,70^-1)+(64,3 лет - 31,3 лет)=40,5 лет,

- через год после рождения Д_{о средняя}=(5,262⋅0,65^-1)+(64,3 лет - 31,3 лет)=41,1 лет,

- через 3 года после рождения Д_{о средняя}=(5,262⋅0,32^-1)+(64,3 лет - 31,3 лет)=49,4 лет.

Биологический возраст (Б) равен:

- у новорожденного в первый день Б=(39,3/0,0027)^-1⋅64,3 лет=1,61 день,

- через года после рождения Б=(40,5/0,5)^-1⋅64,3 лет=0,79 лет,

- через год после рождения Б=(41,1 /1)^-1⋅64,3 лет=1,56 лет,

- через 3 года после рождения Б=(49,4/3)^-1⋅64,3 лет=3,91 лет.

Скорость старения организма (V) равна:

- у новорожденного в первый день V=1,61 дня / 1 день=1,61 (в первые сутки организм проживает 1,61 суток),

- через года после рождения V=0,79 лет / 0,5 лет=1,58, (через года после рождения организм за сутки проживает 1,58 суток),

- через год после рождения V=1,56 лет /1 год=1,56; (через год после рождения организм за сутки проживает 1,56 суток),

- через 3 года после рождения V=3,91 лет / 3 года=1,30 (через 3 года после рождения организм за сутки проживает 1,30 суток).

Таким образом, с возрастом скорость старения детского организма замедляется. Наибольшая скорость старения наблюдается в первый год жизни, в течение которого организм ребенка проживает 1,61-1,56 лет. К третьему году скорость старения уменьшается до 1,30 лет за календарный год.

Пример 6. У слона в возрасте 20 лет (этот вид животных имеет среднюю продолжительность жизни (Д_{статистическая})) 65 лет и относительную массу сердца 0,6%; [9]) в состояниях мышечного покоя и при выполнении физической работы по перемещению грузов ЧСС составляет 30 и 60 уд./мин соответственно, концентрация О₂ в альвеолярном воздухе 14,4%. Следовательно, энтропия по величине открытости организма слона атмосфере при этих состояниях будет равна:

- (в состоянии мышечного покоя) α₁=(0,25 с / 39,4 с)⋅14,4%=0,091%;

- (в состоянии выполнения работы) α₂=(0,25 с /19,7 с)⋅14,4%=0,183%).

Ожидаемая средняя продолжительность жизни этого слона будет равна:

- (в состоянии мышечного покоя) Д_{о средняя}=(5,262⋅0,091^-1)=57,8 лет;

- (в состоянии выполнения работы) Д_{о средняя}=(5,262⋅0,183^-1)=28,7 лет.

Биологический возраст (Б) слона равен:

- (в состоянии мышечного покоя) Б=(57,8 лет / 20 лет)^-1⋅65 лет=22,5 лет;

- (в состоянии выполнения работы) Б=(28,7 лет / 20 лет)^-1⋅65 лет=45,3 лет.

Скорость старения организма слона (V) будет равна:

- (в состоянии мышечного покоя) V=(22,5 лет / 20 лет)=1,12;

- (в состоянии выполнения работы) V=(45,3 лет / 20 лет)=2,26.

Следовательно, у слона в состоянии мышечного покоя биологический возраст меньше, чем в процессе выполнения работы, при которой скорость старения организма возрастает и составляет 2,26 лет, проживаемых за 1 календарный год.

Пример 7. У домового воробья в возрасте 0,5 лет ЧСС в состоянии мышечного покоя равна 460 уд/мин, а в полете - 950 уд/мин (этот вид животных имеет среднюю продолжительность жизни (Д_{статистическая})) 1,2 лет и относительную массу сердца 1,5%; [9]), концентрация O₂ в альвеолярном воздухе 14,4%. Следовательно, энтропия по величине открытости организма домового воробья атмосфере при этих состояниях будет равна:

- (в состоянии мышечного покоя) α₁=(0,25 с /1,03 с)⋅14,4%=3,49%;

- (при полете) α₂=(0,25 с / 0,50 с)⋅14,4%=7,20%.

Ожидаемая средняя продолжительность жизни этого воробья будет равна:

- (в состоянии мышечного покоя) Д_о=(5,262⋅3,49^-1)=1,51 лет;

- (при полете) Д_{о средняя}=(5,262⋅7,20^-1)=0,73 лет.

Биологический возраст (Б) воробья равен:

- (в состоянии мышечного покоя) Б=(1,51 лет / 0,5 лет)^-1⋅1,2 лет=0,40 лет;

- (при полете) Б=(0,73 лет / 0,5 лет)^-1⋅1,2 лет=0,82 лет.

Скорость старения организма воробья (V) будет равна:

- (в состоянии мышечного покоя) V=(0,40 лет / 0,5 лет)=0,80;

- (при полете) V=(0,82 лет / 0,5 лет)=1,64.

Следовательно, у воробья в состоянии мышечного покоя биологический возраст меньше, чем в процессе полета, при котором скорость старения организма возрастает и составляет 1,64 лет, проживаемых за 1 календарный год.

Таким образом, в заявляемом способе определения биологического возраста у человека или животного решена изобретательская задача: биологический возраст у человека и животных определяется при различных физиологических состояниях на этапах онтогенеза после рождения на основе измерения величины энтропии в организме и обеспечивается получение сопоставимых результатов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бабский Е.Б., Зубков А.А., Косицкий Г.И., Ходоров Б.И. Физиология человека. - М.: Медицина, 1966. - С. 117, 143.

2. Бауэр Э.С. Теоретическая биология. Росток. 2002. - 352 с.

3. RU Патент №2102924, МПК A61B 5/16, A61B 5/02. Способ определения биологического возраста человека. Белозерова Л.М., опубл. 27.01.1998.

4. Белозерова Л.М. Онтогенетический метод определения биологического возраста человека. Успехи геронтологии, 1999. - выпуск 3, ПГМА.

5. Бужилова А.П. К вопросу о семантике коллективных захоронений в эпоху палеолита. В кн.: Этиология человека и смежные дисциплины. Современные методы исследований. Под ред. Бутовской, М.: Ин-т этиологии и антропологии, 2004. С. 21-35.

6. Войтенко В.П., Токарь А.В., Полюхов A.M. Методика определения биологического возраста человека // Геронтология и гериатрия. 1984. Ежегодник. Биологический возраст. Наследственность и старение. - Киев, 1984. - С. 133-137.

7. Гаврилов Л.А., Гаврилова Н.С. Биология продолжительности жизни. М.: Наука. 1991. - 280 с.

8. Герасимов И.Г. Использование энтропийных характеристик для оценки биологического возраста и функционального состояния организма // Пробл. старения и долголетия. - 1996. - 6, N 1-2. - С. 32-35.

9. Жеденов В.Н. Легкие и сердце животных и человека, 2 изд., М., 1961. - 478 с.

10. Позднякова Н.М., Прощаев К.И., Ильницкий А.Н., Павлова Т.В., Башук В.В. Современные взгляды на возможности оценки биологического возраста в клинической практике // Фундаментальные исследования. - 2011. - №2 - С. 17-22.

11. Пригожин И. От существующего к возникающему. М.: Наука, 1985. - 328 с.

12. RU Патент №2533846, МПК A61B 5/02. Способ определения энтропии в организме человека или животного. Устьянцев С.Л., Устьянцева Л.С., опуб. 20.11.2014 г., Бюл. №32.

13. Урланис Б.Ц. Увеличение продолжительности жизни в СССР // Социальные исследования: Сб. - М.: Наука, 1965. - С. 151, 153.

14. Урланис Б.Ц. Этюд о возрасте // Неделя. - 1966. - №40.

15. Шиндер А. Животное, не чувствующее боли // Еженедельник 2000. - 27.06-03.07.2008. №26 (420).

16. RU 2503404 С1, 10.01.2014 г.

Группа изобретений относится к биологии, медицине и гериатрии. Определяют относительную к массе тела массу сердца в %, число сердечных сокращений, содержание кислорода в альвеолярном воздухе легких в %, среднюю продолжительность жизни в регионе проживания индивида в данный период времени (Д_{статистическая}), фактический возраст (Д_ф). Проводят расчет энтропии в %. Если индивидом является человек, то ожидаемую среднюю продолжительность жизни (Д_{о средняя}) определяют по произведению числа 5,262 на обратное значение энтропии и прибавлению к полученной величине количества лет, получаемых в результате вычитания из Д_{статистическая} 31,3 лет для мужчин и 33,3 лет для женщин. Если индивидом является животное, то ожидаемую среднюю продолжительность жизни (Д_{о средняя}) определяют по произведению числа 5,262 на обратное значение энтропии. Далее определяют биологический возраст по заявленной формуле. Группа изобретений позволяет определить биологический возраст у человека и животных за счет определения энтропии. 2 н.п. ф-лы, 7 пр.

1. Способ определения биологического возраста у индивида, отличающийся тем, что если индивидом является человек, то определяют относительную к массе тела массу сердца в % (X), число сердечных сокращений (А), содержание кислорода в альвеолярном воздухе легких в % (Co₂), среднюю продолжительность жизни в регионе проживания индивида в данный период времени (Д_{статистическая}), фактический возраст (Д_ф), проводят расчет энтропии в % (α) по формуле: α=(0,25/Т)⋅Со₂, где Т=[(0,44⋅75)/Х⋅А]⋅21,5, и ожидаемой средней продолжительности жизни (Д_{о средняя}) по произведению числа 5,262 на обратное значение энтропии (α) и прибавлению к полученной величине количества лет, получаемых в результате вычитания из Д _{статистическая} 31,3 лет для мужчин и 33,3 лет для женщин, далее определяют биологический возраст (Б, лет) по формуле: Б=(Д_{о средняя}/Д_ф)^-1⋅Д_{статистическая}.

2. Способ определения биологического возраста у индивида, отличающийся тем, что если индивидом является животное, то определяют относительную к массе тела массу сердца в % (X), число сердечных сокращений (А), содержание кислорода в альвеолярном воздухе легких в % (Co₂), среднюю продолжительность жизни в регионе проживания индивида в данный период времени (Д_{статистическая}), фактический возраст (Д_ф), проводят расчет энтропии в % (α) по формуле: α=(0,25/Т)⋅Со₂, где Т=[(0,44⋅75)/Х⋅А]⋅21,5, и ожидаемой средней продолжительности жизни (Д_{о средняя}) по произведению числа 5,262 на обратное значение энтропии (α), далее определяют биологический возраст (Б, лет) по формуле:

Б=(Д_{о средняя}/Д_ф)^-1 ⋅Д_{статистическая}.