CC BY
2
Summary. Examination of trained (43 skiers) and untrained senior schoolchildren (31 young males); low-order students-skiers (110 girls) and untrained students (17 girls); high-order students-skiers (n = 39) and students not going in for sports (n = 60) established that in school children and female students of both groups, the cellular and humoral immunogical changes were mainly seasonal: in spring versus autumn, a considerable reduction in the concentration of immunoglobulins (Ig) G, M, and A and circulating immune complexes (CIC) was attended by a significant B-immunity system increase. In the high-order skiers, the time course of changes in immuno-
logical responsiveness depended on both a season and a muscle activity regime. In autumn with the start of intensive training loads, the vast majority of immune defense parameters (9/12) were significantly higher in the trained skiers than in the untrained. In spring versus autumn, despite a significant reduction in many cellular and humoral immunological parameters with a considerable increase in the count of T and B lymphocytes in both groups of students, many parameters, in particular the levels of T and B lymphocytes, IgG, and CIC usually remained higher in the sporting students than those in the untrained students of the same age.
® О. П. БАРТОШ, А. Я. СОКОЛОВ. 2006 УДК 613.955:612.215.014.49.08
О. П. Бартош, А. Я. Соколов
АДАПТАЦИЯ КАРДИОРЕСПИРАТОРНОЙ СИСТЕМЫ У ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ СЕВЕРО-ВОСТОКА РОССИИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СОМАТОТИПА
Международный научно-исследовательский центр "Арктика" Дальневосточного отделения РАН, Магадан
Изменения физиологических параметров развиваются в зависимости от индивидуальных и попу-ляционных механизмов адаптации. Выделены типологические особенности в функционировании гомеостатических систем, отражающие конституциональные типы физиологических реакций в генетически неоднородных популяциях человека [6, 12]. При адаптации к экстремальным условиям окружающей среды у жителей Севера наблюдаются экологически обусловленные морфофункциональ-ные изменения органов дыхания, направленные на повышение эффективности газообмена [1, 7, 11]. Нестабильные социальные условия усугубляют действие естественно-природных экстремальных факторов среды обитания. В связи с этим важно учитывать типологические особенности физического развития организма и связанного с этим индивидуального функционирования физиологических систем. Особенно актуально это для молодого организма, который наиболее подвержен внешним воздействиям. Исследования в этой области [2, 10] указывают на необходимость индивидуального подхода в процессе физического воспитания школьников.
Цель наших исследований — изучение индивидуальных особенностей физиологического статуса аппарата внешнего дыхания у детей и подростков мужского пола с макро-, мезо- и микросоматоти-пом.
Всего обследовано 386 мальчиков 11 — 14 лет (возрастные группы 11 — 12 и 13—14 лет), у которых производили измерение длины и массы тела, окружности грудной клетки (ОГК). В зависимости от размеров тела дети каждой возрастной группы были разделены на подгруппы с макро-, мезо- и мек-росоматотипом (МаС, МеС и МиС) с помощью центильного метода. Соматичность обследуемых оценивали по сумме номеров центильных интервалов, полученных для массы тела, длины тела и ОКГ. При сумме коридоров до 10 определяли мик-росоматотип; от 11 до 15 — мезосоматотип; более 16 — макросоматотип.
В каждой группе у детей определяли параметры внешнего дыхания на компьютерном спирографе в открытой системе по принципу объем—поток (спирограф КСП-1). Показатели регистрировали в помещении при температуре воздуха 20 ± ГС в по-
ложении сидя при максимальном вдохе и спокойном выдохе; максимальном вдохе и форсированном выдохе, зажимая нос. Физиологическую оценку функционального состояния дыхательной системы обследуемых проводили на основании анализа следующих объемно-временных показателей (в расчет брали максимальный результата теста из трех проведенных): жизненная емкость легких (ЖЕЛ); объем форсированного выдоха за 1 с (ОФВ,); пик объемной скорости выдоха (ПОС); мгновенные объемные скорости выдоха на уровне 25, 50 и 75% от форсированной жизненной емкости легких (МОС25, МОСзд, МОС75 соответственно); средняя объемная скорость в диапазоне 25—75% (СОС25_75); индекс Тиффно (ОФВ,/ЖЕЛ%).
В программном обеспечении компьютера заложены значения должных величин, зависящие от пола, возраста, длины и массы тела испытуемого, по отношению к которым автоматически рассчитывался процент отклонения от должного показателя, условно принятого за 100%. Необходимо подчеркнуть, что должная величина параметра является среднестатистической нормой (4].
Частоту сердечных сокращений (ЧСС) фиксировали пальпаторно, артериальное давление (АД) по Короткову (систолическое — САД, диастоличе-ское — ДАД, пульсовое — ПАД). Достоверность различий оценивали по /-критерию Стьюдента [5].
Исследование показало, что в возрастной группе 11—12 лет в осенне-зимний период у мальчиков с МаС наблюдаются более высокие, чем у сверстников, АД и ЧСС (табл. 1). Отмечено, что уровень ЧСС в группе мальчиков с МаС достоверно выше (85,3 ±3,3 в 1 мин), чем у мальчиков с МеС (82,0 ± 1,5 в 1 мин) и МиС (75,0 ± 1,8 в 1 мин). Показатели САД, ДАД и ПАД имеют аналогичную тенденцию. Оптимальное АД для данной возрастной группы обнаружено у мальчиков с МеС и МиС. В группе с МаС САД и ПАД достоверно выше по сравнению с группами с МеС и МиС. Это указывает на то, что уже в возрасте 11 — 12 лет появляется напряжение в функционировании сердечно-сосудистой системы в состоянии покоя у мальчиков с МаС.
Поданным Р. И. Айзмана и соавт. [2], более высокие адаптивные возможности сердечно-сосудистой системы и внешнего дыхания характерны для
Таблица 1
Показатели кардиореспираторной системы у мальчиков 11—12 лет в зависимости от соматотипа
Осенне-зимний период Зимне-весенний период
Показатель группа с МаС (я~ 12) группа с МеС (л = 54) группа с МиС (л = 27) группа с МаС (я = 14) группа с МеС (л = 56) группа с МиС (я = 22)
ЧСС, в 1 мин 85,3 ± 3,3* 82,0 ± 1,5« 75,0 ±
САД, мм рт. ст. 108,0 ± 2,0* 103,0 ± 1,5* 94,3 ±
ДАД, мм рт. ст. 63,3 ± 1,7 61,0 ± 1,2 59,0 ±
ПАД, мм рт. ст. 44,4 ± 4,2* 42,0 ± 1,6* 34,4 ±
ЖЕЛ, % 106,0 ± 3,6 112,4 ± 2,1 114,0 ±
ОФВ„ % 104,3 ± 4,0 101,3 ± 1,5 100,4 ±
ПОС, % 95,4 ± 4,8 93,0 ± 2,3 91,0 ±
МОСи, % 100,0 ± 5,1 100,0 ± 2,5 99,4 ±
МОС», % 120,0 ± 9,3 121,2 ± 3,1 123,0 ±
МОС„, % 131,0 ± 12,0 139,0 ± 5,1 152,1 ±
127,4 ± 8,8 129,5 ± 2,6 134,0 ±
Индекс Тиффно 106,0 ± 2,8 101,3 ± 1,8 99,5 ±
Примечание Здесь и в табл. 2: звездочка — достоверность
мальчиков с МиС и МеС. У детей с МаС отмечается наименее экономичная адаптивная реакция к физическим нагрузкам и меньшая физическая работоспособность.
Показатели внешнего дыхания у всех мальчиков 11 — 12 лет с различным соматотипом соответствовали региональным нормативам [3]. Однако отмечена тенденция увеличения показателей МОСм и МОС75, которые отражают проходимость средних и мелких бронхов, в группе с МиС. Показатель СОС25_75, характеризующий среднюю проходимость крупных, средних и мелких бронхов, также увеличен в группе с МиС по сравнению с МаС И МеС.
Региональной сезонной особенностью внешнего дыхания является увеличение бронхиальной проходимости в зимне-весенний период по сравнению с осенне-зимним [3]. Это явление экологически обусловлено и связано с адаптацией организма к комплексу негативных факторов зимнего периода северо-востока России. В работах ряда авторов показано [8, 13], что физиологический статус человека в весенний период характеризуется пиком акклиматизации к зимним условиям, когда наиболее полно функционируют адаптационные механизмы. К этому времени деятельность системы внешнего дыхания оптимизируется, что выражает-
Показатели кардиореспираторной системы у подростков 13—14
1.8 — 81,3 ± 3,3 —
1,9* — 103,3 ± 3,7 —
2,0 — 63,3 ± 2,9 —
1,8 — 40,0 ± 2,9 —
3,2 107,0 ± 5,7 114,0 ± 2,8 111,0 ± 2,8
2,6 106,0 ± 4,2 104,5 ± 2,3 106,0 ± 2,4
3,8 112,0 ±5,6 110,2 ±2,6 111,0 ± 3,4
4,0 115,1 ±6,0 117,0 ± 3,0 120,2 ±3,7
4,7 128,0 ± 9,1 139,3 ± 4,0 149,0 ± 5,3*
6,5 164,0 ± 16,1 171,0 ± 5,9 182,0 ± 8,3
4,9 137,7 ±9,4 149,3 ± 4,0 161,0 ± 5,3*
2,6 109,0 ± 4,6 103,0 ± 2,0 108,3 ± 2,2
различий /Чис-м.с. Мае—МиС» Рмес-мис < °.°5
ся прежде всего в повышении эффективности дыхания и возрастании аэробного снабжения организма. Полученные нами данные по внешнему дыханию (см. табл. 1) у мальчиков 11 — 12 лет всех со-матотипов свидетельствуют об увеличении показателей МОС25, МОС50, МОС„ и СОС25_75 в зимне-весенний период по сравнению с осенне-зимним. Однако наибольшее увеличение этих параметров отмечено в группе с МиС, которую можно признать наиболее адаптированной к зимним условиям. Возможно, это связано с небольшой длиной тела детей с МиС, а потому более быстрым прохождением воздуха по дыхательным путям.
У подростков 13—14 лет (табл. 2) в осенне-зимний период аналогично детям 11 — 12 лет показатели САД, ДАД и ПАД в группе с МаС достоверно выше, чем в группах с МеС и МиС. В зимне-весен-ний период наблюдается аналогичная тенденция, однако эти данные не всегда достоверны. Показатель ЖЕЛ в осенне-зимний период превышает должные значения во всех группах с разным соматотипом на 8—15%, что соответствует региональным нормативам северо-востока России. К зимне-весеннему периоду ЖЕЛ немного снижается во всех группах, однако остается в пределах нормы. Показатель ОФВ, в осенне-зимний период достоверно выше у подростков с МаС по сравнению с
Таблица 2
в зависимости от соматотипа
Осенне-зимний период Зимне-весенний период
Показатель группа с МаС (я = 21) группа с МеС (я = 70) группа с МиС (л = 20) группа с МаС (л = 9) группа с МеС (л = 56) группа с МиС (л = 25)
ЧСС, в 1 мин 78,4 ± 2,4 79,0 ± 1.8 79,0 ± 2,6 75,3 ± 9,1 70,4 ± 2,9 74,0 ± 3,8
САД, мм рт. ст. 120,0 ± 2,1* 108,4 ± 1,5 104,0 ± 2,9* 123,3 ± 6,7* 112,0 ± 2,5 103,0 ± 4,8
ДАД, мм рт. ст. 66,1 ± 1,3* 64,0 ± 1,3 60,0 ± 2,0 70,0 ± 5,8 70,0 ± 2,1 65,0 ± 2,9
ПАД, мм рт. ст. 52,2 ± 3.0* 44,1 ± 1,2 42,0 ± 2,9* 53,3 ± 3,3* 42,0 ± 1,6 38,0 ± 2,5*
ЖЕЛ, % 108,0 ± 2,7 108,2 ± 2,0 115,0 ± 3,4 103,0 ± 4,6 108,0 ± 2.2 109,0 ± 3,1
ОФВ„ % 114,4 ± 3,0* 103,0 ± 1,6 101,0 ± 2,7* 106,0 ± 4,4 104,2 ± 1.6 103,0 ± 2,7
ПОС, % 101,0 ± 2,5* 93,0 ± 2,0 92,0 ± 4,5 101,0 ± 5,1 105,0 ± 2.6 107,0 ± 4,9*
МОСв, % 101,0 ± 2,4 99,0 ± 2,2 104,0 ± 5,3 95,2 ± 3,5 113,0 ± 3,0* 120,0 ± 5,8*
МОСм 119,0 ± 4,4 115,1 ± 2,5 125,3 ± 6,4 106,3 ± 4,2 132,2 ± 4,0* 137,0 ± 6,2*
МОС„, % 159,4 ± 7,5 143,0 ± 4,5 144,0 ± 8,8 137,0 ±11,8 168,0 ± 6,4* 163,0 ± 9,2
сос1$_„, % 125,0 ± 4,2 122,3 ± 2,6 133,4 ± 6,9 111,3 ± 4,4 141,0 ± 4,0* 147,4 ± 6,6*
Индекс Тиффно 106,0 ± 3,0 102,1 ± 2,0 99,0 ± 3,7 104,0 ± 5,0 104,0 ± 2,0 105,0 ± 3,4
фуппами с МеС и МиС. ОФВ, зависит от силы экспираторных мышц, которая, по всей видимости, у лиц с МаС выше. ПОС во всех группах находится в пределах нормы.
Показатели проходимости крупных, средних и мелких бронхов (МОС25, МОС50, МОС75, СОС25_„) в группах с МеС и МиС соответствуют региональным нормативам |3), т. е. в зимне-весенний период увеличиваются. В группе с МаС проходимость бронхов значительно снижается. Таким образом, у лиц с МаС наблюдается напряжение сердечно-сосудистой и дыхательной систем в зимне-весенний период. Возраст 13—14 лет — это пик подросткового периода, когда напряжены все функции организма. Известно, что к весеннему периоду общая работоспособность всех жителей Севера снижается. В то же время В. Б. Рубанович [10] показал, что у 12—14-летних мальчиков с МаС физическая работоспособность ниже, чем у представителей других соматотипов. Школьная и психоэмоциональная нагрузка, общее снижение работоспособности в подростковый период, гормональные перестройки в этом возрасте, особенно в экстремальных условиях Севера, оказывают существенное влияние на все системы организма и, как показывают наши данные, усугубляются в зимне-весенний период у подростков с МаС.
В исследованиях М. П. Рощевского и соавт. |9] показано, что к весеннему времени деятельность системы внешнего дыхания может оптимизироваться, что проявляется повышением эффективности дыхания и возрастанием аэробного снабжения организма. Однако при этом развивается ряд неблагоприятных изменений в деятельности сердечно-сосудистой системы.
Заключение. Проведенные нами исследования показали, что дети и подростки с МаС имеют более высокие ЧСС и АД по сравнению с группами с МеС и МиС. Данный факт указывает на напряжение в функционировании сердечно-сосудистой системы у лиц с МаС уже в детском и подростковом возрасте. В осенне-зимний период параметры внешнего дыхания у детей с различным соматоти-пом (макро-, мезо- и микро-) в возрасте 11 — 12 и 13—14 лет соответствует региональным нормативам. Достоверное увеличение параметров, характеризующих бронхиальную проходимость (МОС50, МОС75, СОС25_75), свидетельствует об отсутствии нарушений функции внешнего дыхания и оптимальной адаптации к условиям северо-востока России.
В зимне-весенний период у детей в возрасте 11 — 12 лет с различным соматотипом функционирование внешнего дыхания соответствует сезонным региональным нормативам, т. е. происходит увеличение бронхиальной проходимости (параметры МОСм, МОС75, СОС25_75). Ранее установлено [3], что это явление экологически обусловлено и
связано с адаптацией организма к комплексу негативных факторов зимнего периода северо-востока России. Однако в возрасте 13—14 лет в зимне-весенний период отмечены различия в сезонной акклиматизации: у подростков с МаС происходит снижение бронхиатьной проходимости по сравнению с лицами с МеС и МиС. Из этого следует, что в подростковый период лица с МаС испытывают напряжение в функционировании системы внешнего дыхания за счет резких морфофункциональных изменений наряду с психоэмоциональными.
Таким образом, функционирование кардиорес-пираторной системы зависит как от экологических и сезонных факторов, так и от конституционального типа подростка.
JI итература
1. Авцын А. П., Жаворонков А. А., Марачев А. Г., Мило-ванов А. П. Патология человека на Севере. — М., 1985.
2. Айзман Р. И, Гиренко Л. А., Рубанович В. Б. // 4-й съезд физиологов Сибири. — Новосибирск, 2002. -С. 7.
3. Бартош О. П., Максимов А. Л., Соколов А. Я. Региональные нормативы объемно-временных параметров внешнего дыхания у молодых жителей г. Магадана: Науч.-практ. рекомендации. — Магадан, 2002.
4. Клемент Р. Ф., Лаврушин А. А., Тер-Погосян П. А., Котегов Ю. М. Инструкция по применению формул и таблиц должных величин основных спирографи-ческих показателей. — JI., 1986.
5. Лакин Г. Ф. Биометрия. - М„ 1990.
6. Максимов А. Л. // Тенденции развития физиологических наук. - СПб., 2000. — С. 171-174.
7. Милованов А. П. // Физиол. человека. — 1977. — Т. 3, № 6. - С 1023.
8. Милованов А. Я. Адаптация малого круга кровообращения человека в условиях Севера. — Новосибирск, 1981.
9. Рощевский М. П., Евдокимов В. Г., Варламова И. Г., Рогачевская О. В. // Физиол. человека. — 1995. — Т. 21, № 6. - С. 55-69.
10. Рубанович В. Б. // 4-й съезд физиологов Сибири. — Новосибирск, 2002. — С. 242-243.
11. Соколов А. Я., Гречкина Л. И. // Проблемы экологии человека: Сб. научных статей по материалам Всероссийской конференции. — Архангельск, 2000. — С. 191-193.
12. Соловенчук Л. Л. // Тезисы докладов VI I Всесоюзной конференции по экологической фижиологии. — Ашхабад, 1989. - С. 286.
13. Солонин 10. Г. // Адаптация и резистентность организма на Севере (физиолого-биохимические механизмы). — Сыктывкар, 1990. — С. 140.
Поступила 08.07.05
Summary. The authors have revealed the tension of cardiovascular performance in 11-14-year-old children and adolescents with the macrosomatotype (MaS) and a lower bronchial patency in 13-14-year-old adolescents in the winter-spring period. This points to the decreased reserves of the cardiorespiratory system in the teenagers with MaS during their adaptation the environment of the north-east of Russia.
