CC BY
111
ДОНОЗОЛОГИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА ЗДОРОВЬЯ РЕБЕНКА: МЕТОДОЛОГИЯ, КРИТЕРИИ, РЕЗУЛЬТАТЫ
Михайлова Л. А.
(ГОУ ВПО «Красноярская государственная медицинская академия Росздрава», ректор- д.м.н., проф. И.П.Артюхов )
Резюме. Методологической основой проведенного исследования является энергетический подход с использованием системного анализа и элементов теории адаптации. Предложен и апробирован способ количественной оценки уровня здоровья и степени напряжения исполнительных механизмов функциональной системы транспорта и потребления кислорода.
Ключевые слова, дети, здоровье, уровень здоровья, способ оценки здоровья.
Проблема здоровья ребенка и оптимальных подходов к его оценке до сих пор остается актуальной и основополагающей в научно - практических разработках многих ученых, занимающихся вопросами возрастной физиологии.
Отклонения в состоянии здоровья, сформировавшиеся в подростковом периоде, снижают возможности реализации во взрослом возрасте важнейших социальных и биологических функций [2, 3, 20]. В связи с этим очевидна заинтересованность общества в формировании здоровья в детском и подростковом возрасте. В литературе приводятся сведения о том, что доля здоровых детей составляет не более 10% [2, 3, 14, 22]. В соответствии с данными официальной статистики состояние здоровья детей и подростков, проживающих на территории Российской Федерации, ухудшается с каждым годом: растет соматическая заболеваемость среди подростков; чаще
диагностируются болезни эндокринной системы и расстройств питания; болезни органов пищеварения; костно-мышечной системы. Рост, развитие и здоровье ребенка существенным образом зависят как от эндогенных факторов, к которым относится степень морфофункциональной зрелости органов и систем, так и от взаимодействующих с ними экзогенных
(средовых) факторов. Детское население является наиболее чувствительным контингентом, быстро реагирующим на любые изменения окружающей среды в силу незавершенности процессов роста и развития [1, 16].
Детский организм высоко чувствителен к подавляющему большинству слабых физических, химических и биологических факторов. Вместе с тем вопрос о здоровье детей, их способности безболезненно адаптироваться к экологическим особенностям проживания, состояние функциональных систем в процессе адаптации позволяет судить о возможностях приспособления детей в экстремальных условиях и служит в то же время основой для понимания особенностей развития, течения и исходов патологических процессов [8, 9].
Целью наших многолетних исследований, начатых в 1975 году совместно с профессором Ж.Ж.Рапопортом, является разработка информативных способов количественной оценки уровня физического (соматического) здоровья подростка до появления начальных признаков болезни.
Материалы и методы исследования
Объектом исследования служили дети, относящиеся к I и II группам здоровья, т.е. не имевшие хронических заболеваний и в последние 3 месяца до обследования не болевшие острыми респираторными инфекциями. Обследовано 5129 человек в возрасте 7-11 лет, проживающих по месту своего рождения в г.г.Красноярске, Железногорске, Норильске, п.Хатанга. В зависимости от района проживания (спальный или промышленный) и двигательного режима (обычный - до 10 тыс. шагов в сутки и повышенный -свыше 15 тыс. шагов в сутки) дети были разделены на соответствующие группы.
Исследования выполнялись в осенний период. Физическое и половое развитие детей оценивалось с помощью стандартного набора антропометрических инструментов, прошедших метрическую поверку и широко используемых в научных исследованиях. Функциональное
состояние системы транспорта и потребления кислорода оценивалось на основании данных, полученных с использованием аппаратно-программного комплекса «Valenta+», полианализатора ПА-5-01, фотооксигемометра "Модель 036", оксиметра Type OSM-I "Radiometer" (Дания). Проводились стандартные пробы Руфье, Шалкова, клиноортостатическая проба, проба с форсированным дыханием, PWCno-тест (стандартная удельная мощность 1,5 вт/кг массы без учета "отрицательной" работы).
Полученные материалы обработаны с помощью пакета прикладных программ для Windows-2000. Согласно проведенному анализу с использованием критерия Пирсона было установлено, что распределение исследуемых величин соответствует нормальному, что послужило основанием использовать критерии Стьюдента и Колмогорова для расчета коэффициентов достоверности различий между группами и парной корреляции. Проведены дисперсионный, кластерный и факторные анализы, математическое моделирование.
Результаты и обсуждение
Методология. Методологической основой проведенного
исследования является энергетический подход с использованием системного анализа и элементов теории адаптации. Энергетический подход базируется на следующем тезисе: нормальная жизнедеятельность организма человека может осуществляться только в условиях непрерывного и достаточного снабжения кислородом. Эффективность потребления кислорода обеспечивается интегральной функцией многих систем организма, участвующих в транспорте и потреблении кислорода тканями. Экономичность расходования энергии, обмена веществ и потока информации отражает степень адаптационного напряжения, компенсаторных сдвигов и уровня здоровья в целом. Обеспечивает организм кислородом функциональная система транспорта и потребления кислорода (ФСТПК). Она представляет собой динамическую, саморегулирующую организацию, в состав которой в качестве исполнительного звена входят вентиляция, крово-
обращение, эритрон, все ткани и клетки организма с их центральной и гуморальной регуляцией. Если три первых звена ("подсистемы", или "исполнительные механизмы") обеспечивают реализацию запроса организма в требуемом количестве кислорода, то ткани и клетки организма, использующие О2 в качестве источника энергии, служат "звеном сравнения" между потребностями и доставкой.
Детский организм может обеспечить высокую интенсивность потребления кислорода, однако, менее экономичным путем, чем взрослый. Согласно многочисленным исследованиям [1, 4, 5, 15], в том числе и проведенным нашими сотрудниками [9, 10, 11, 12, 17, 18, 19], в процессе роста и развития ребенка эффективность кислородного режима организма повышается, что обусловлено более совершенной деятельностью и регуляцией дыхания, кровообращения, системы эритрон. Исключение составляет лишь период полового созревания, когда общая возрастная тенденция временно нарушается. По мере развития организма снижаются естественные ритмы дыхания и сердечных сокращений, увеличивается мощность дыхательного аппарата. Наряду с меньшей экономичностью кислородный режим в детском возрасте менее напряжен, так как условия для извлечения кислорода из альвеол кровью, а из крови тканями - лучше [5, 7]. Кроме того, у детей неиспользованный запас кислорода в смешанной венозной крови выше, чем у взрослых.
Оценка эффективности работы ФСТПК прежде всего определяется количеством приносимого и потребленного организмом кислорода, а также коэффициентом утилизации кислорода тканями, показывающем, какую долю извлекают ткани из приносимого к ним кислорода, а следовательно, по его величине можно судить о дополнительных резервах системы.
В качестве интегрального показателя, характеризующего эффективность работы исполнительных механизмов ФСТПК по адекватному обеспечению тканей кислородом, можно использовать такой параметр, как количество крови, из которого извлекается 1 мл кислорода -
гемодинамический эквивалент, или коэффициент эффективности транспорта кислорода [19]. При его расчете используется величина кислородной емкости крови, насыщение артериальной крови кислородом, отражающее работу системы внешнего дыхания, минутный объем кровообращения, насыщение венозной крови кислородом, характеризующее уровень метаболических процессов, протекающих в тканях. Использование перечисленных параметров кислородного режима организма дает информацию о состоянии исполнительных механизмов ФСТПК и эффективности выполненной системой работы по адекватному обеспечению тканей кислородом.
Оценка степени напряженности исполнительных механизмов ФСТПК. Степень напряженности работы составных элементов ФСТПК можно определить с помощью коэффициентов эффективности, описанных нами ранее [9, 19]. При их расчете был применен математический аппарат экстремального энергетического принципа, разработанный для данной функциональной системы к модели условной "нормы"[6, 21]. Учет важнейших физиологических параметров кислородного режима организма в сочетании с данными об энерготратах ФСТПК позволяет дать более объективную характеристику степени напряженности подсистем и, следовательно, глубже понять механизмы адаптации в этой функциональной системе. Эти коэффициенты вычисляются для каждого индивидуума и при их расчете используются параметры ФСТПК, характерные для данного субъекта: насыщение артериальной и венозной крови кислородом, МОК, ОЦК, ПО2, а также константы: энерготраты на производство и поддержание структурной и функциональной целостности эритроцита и энерготраты системы кровообращения на компенсацию 10% возмущения длительностью порядка периода жизни эритроцитов, вычисленные теоретически [6].
Перечисленные коэффициенты эффективности дают сведения о нагрузке на исполнительные механизмы ФСТПК и «цене адаптации», позволяя количественно оценить избыточную нагрузку на каждую из
подсистем. По их значениям можно отнести ребенка к одной из групп: «здоровый» (если отклонения не превышают ± 10%), находящийся в состоянии напряжения (при отклонении коэффициентов в пределах ± 11^25%) и «больной» (при отклонении коэффициентов > ± 25%).
Способ оценки уровня физического здоровья. Разработка простой и информативной методики оценки здоровья детей дает возможность диагностирования физического (соматического) здоровья ребенка до появления начальных признаков болезни. Разработанный нами способ [13] имеет в своей основе также энергетический подход. Предлагаемая оценка физического здоровья детей основана на проведении антропометрических исследований; измерении ведущих параметров систем, участвующих в обеспечении организма кислородом (внешнее дыхание и кровообращение), а также резервных возможностей организма выполнять физическую работу и восстанавливать уровень своей активности после нее. На основании полученных данных рассчитываются следующие показатели:
• антропометрический показатель (АП = масса тела /длина тела);
• вентиляционный показатель (ВП = жизненная емкость легких/масса тела);
• сердечный индекс (СИ =(АДс- АДд)/ЧСС/поверхность тела);
• удельная работоспособность (УР =динамометрия/масса тела);
• резервный показатель (РП = время восстановления пульса после
нагрузки).
Использование относительных значений каждого из показателей позволяет адекватно оценивать индивидуальные характеристики ребенка, а также унифицирует разработанный способ оценки здоровья. Итоговое количество баллов для данного ребенка получают путем арифметической суммы баллов за каждый показатель, т.е. индекс уровня здоровья (ИУЗ) конкретного ребенка складывается из следующей суммы:
ИУЗ= АП + ВП + СИ + УР + РП.
При этом учитывается знак баллов в каждой колонке. Ребенок по каждому показателю может иметь различное число баллов, что определяется его уровнем здоровья и гармоничностью развития и созревания отдельных функциональных систем. Следовательно, если развитие одной из систем отстает от физиологических нормативов, то итоговый индекс уровня здоровья будет меньше, и чем хуже резервы организма ребенка, тем меньше баллов в итоге он наберет.
Согласно единому статистическому подходу определены интервалы для индекса уровня здоровья, которые представлены в табл.1.
Таблица 1.
Определение составляющих коэффициентов и общего уровня здоровья
ребенка.
Показатель Интервал показателя и соответствующий ему балл *)
АП , г/см менее 160 -2 161-200 -1 201-283 0 284-324 -1 более 324 -2
ВП, мл/кг менее 2 0 2 - 15 1 16 -45 2 45 -60 4 более 60 5
СИ, л /мин/м2 более 5,8 0 5,7 - 5,3 1 5,2 - 4,4 2 4,3 - 3,9 3 менее 3,9 4
УР, % менее 25 0 25 -32 1 33 -50 2 51 -59 3 более 59 4
РП, мин более 5 -2 5 1 4 3 3 5 2 и менее 7
Сумма баллов 2 и менее 3-5 6-10 11-13 14 и более
Индекс уровня здоровья Удовлетво- рительный Ниже среднего Средний Выше среднего Высокий
*) - первая строка - интервал показателя, вторая - балл.
Расчет ИУЗ у детей, проживающих в различных экологических условиях, показал, представители этой группы, подвергающихся постоянному воздействию неблагоприятных экологических факторов, имеют несколько иное распределение (рис.1). Максимальное количество детей из
района с высокой техногенной нагрузкой получило оценку своего здоровья -«ниже среднего». На данный класс пришлось 36% обследованной группы. Данное увеличение произошло за счет снижения количества детей, у которых уровень здоровья оценивался как «средний», «выше среднего», «высокий». Максимальное различие наблюдается между сравниваемыми группами детей при «среднем» уровне здоровья - 11% (р<0,01).
0,4-
0,3-
0,2
0,1]
Ш промышленный район □ спальный район
Рис.1. Распределение детей (доля от общего числа) из спального и промышленного районов.
По оси абсцисс - ИУЗ: 1- удовлетворительный.; 2 - ниже среднего; 3 - средний; 4 класс - выше среднего; 5 класс - высокий.
В группе детей с повышенной двигательной активностью наблюдается увеличение процента со «средним», «выше среднего» и «высоким» уровнями здоровья по сравнению с группой детей с обычной двигательной активностью (табл.2). В группе детей из экологически неблагополучного района города отмечается преимущественное перераспределение детей в классы с уровнями здоровья «низкий» и «ниже среднего», по сравнению с группой детей из экологически благополучного района.
Таблица 2.
Распределение по уровням здоровья детей, проживающих в промышленном городе и находящихся на различном двигательном
режиме, %
0
4
5
Двигательный
режим
Уровень здоровья
Удовлетво- рительный ниже среднего средний выше среднего высокий
Обычный (чистый район) 2,9 30,7 38,5 19,2 8,7
Повышенный (чистый район) 2,9 17,4 40,6 24,6 14,5
Повышенный (промышленный район) 3,9 33,2 29,1 23,6 10,2
Для автоматизации расчетов по оценке уровня физического здоровья ребенка нами разработана программа «Экспресс-оценка индивидуального здоровья ребенка», написанная средствами визуального программирования Delphi и предназначенная для работы в операционной среде Windows.
Таким образом, основываясь на энергетическом подходе и системном анализе, нами разработаны количественные способы оценки уровня соматического здоровья ребенка и систем, его формирующих. Полученные коэффициенты эффективности и экономичности кислородного режима организма позволяют количественно оценить степень нагрузки на системы, обеспечивающие организм кислородом, и определить «цену адаптации» к конкретным условиям (экологическим, нагрузочным). Разработанный индекс физического здоровья (ИФЗ) и на его основе программное средство «Экспресс-оценка индивидуального здоровья ребенка» позволяют дать качественную и количественную оценку уровня здоровья. Эти подходы могут быть широко использованы для скрининговых обследований и детального анализа состояния здоровья школьных коллективов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Агаджанян, Н. А. Экологическая физиология человека / Н. А. Агаджанян, А. Г. Марачев, Т. А. Бобков. - М. : Крук, 1999. - 416 с.
2. Баранов, А. А. Состояние здоровья детей и подростков в современных условиях: проблемы, пути решения / А. А. Баранов // Рос. педиатр. журн. - 1998. - N 1. - С. 5-8.
3. Баранов, А. А. Состояние здоровья детей как фактор национальной безопасности/ А.А.Баранов, Л. А. Щеплягина, А. Г. Ильин с соавт.//Рос.пед.ж.-2005.-№2-С.4-8.
4. Гиренко, Л. А. Морфофункциональные характеристики мальчиков 1214 лет в зависимости от биологического и календарного возраста/ Л.А.Гиренко, В.Б. Рубанович, Р. И. Айзман //Физиология человека.-2005.-№3.-С.118-123.
5. Игишсва, Л. Н. Влияние умеренной физической нагрузки на показатели сердечного ритма у детей младшего и среднего школьного возраста/ Л. Н. Игишсва, Э. М. Казин, А. Р. Галеев // Физиология человека.-2006.-№3.-С.55-61.
6. Кибардин, Ю. В. Теоретический и экспериментальный анализ энергетических аспектов взаимодействия эритрона с остальными кислородтранспортными системами организма: Автореф. дис. ... канд. физ.-мат.наук / Ю. В. Кибардин. - Красноярск, 1978. - 20 с.
7. Колчинская, А. З. Кислородные режимы организма ребенка и подростка / А. З. Колчинская. - Киев: Наук. думка, 1973. - 320 с.
8. Ларионова, Г. Н. Сравнительная оценка функционирования основных систем организма городских и сельских школьников Оренбуржья / Г.
Н. Ларионова, Н. Н. Кузько // Гигиена и санитария. - 2002. - N 5. - С. 62-64.
9. Михайлова, Л.А. Здоровый подросток Сибири. Физиологические и экологические аспекты становления кислородтранспортной функции/Л.А.Михайлова.-Новосибирск:Наука,2006.-192с.
10.Михайлова, Л. А. Оценка состояния кардиореспираторной системы у здоровых детей на основе статистического подхода / Л. А. Михайлова, Г. Я. Вяткина // Сиб. мед. ж. - 2004. - №4. - С. 79-82.
11. Михайлова, Л. А. Оценка функционального состояния кардиореспираторной системы у здоровых детей / Л. А. Михайлова, Г. Я. Вяткина, Л. Л. Чеснокова , Л. Г. Желонина Л.Г.. // Сиб. мед. обозрение. - 2002. - №4. - С. .32-34.
12.Михайлова, Л. А. Системогенез внешнего дыхания у здоровых детей препубертатного возраста с различной двигательной активностью / Л. А. Михайлова // Сиб. мед. журн. - 2004. - №2. - С. 86 - 89.
13.Михайлова, Л.А. Способ оценки уровня здоровья школьника/ Л.А. Михайлова, Г.Я. Вяткина, Л.Л. Чеснокова //Патент РФ на изобретение №2251962 .
14.Онищенко, Г. Г. Социально-гигиенические проблемы состояния здоровья детей и подростков / Г. Г. Онищенко // Гигиена и санитария. -2001. - №5. - С. 7-12.
15.Пивоваров, В. В. Диагностика функционального состояния сердечнососудистой системы детского организма методом спироартериокардиоритмографии/ В.В.Пивоваров, М. А. Лебедева, И.Б. Панкова с соавт. // Росс.пед.ж.-2005.-№1.-С.8-12.
16.Поляков, А.Я. Оценка морфофункциональных показателей здоровья детского населения на территориях с разным уровнем техногенного загрязнения окружающей среды/ А.Я. Поляков, К.П. Петруничева //Гиг. и сан. -2007.- №3.-С.9-10.
17.Рапопорт, Ж. Ж. Адаптация ребенка на Севере / Ж. Ж. Рапопорт. - Л.: Наука, 1979. - 188 с.
18.Рапопорт, Ж. Ж. Адаптация, факторы риска и здоровье детей / Ж. Ж. Рапопорт // Адаптация человека к климатогеографическим условиям и первичная профилактика. - Новосибирск, 1986. - Т. 1. - С. 41-42.
19.Рапопорт, Ж. Ж. Использование коэффициентов эффективности системы транспорта кислорода для оценки функциональных возможностей кислородного режима организма / Ж. Ж. Рапопорт, Л. А. Михайлова // Физиол. журн. СССР. - 1988. - N 6. - С. 938-946.
20.Соколов, А. Я. Функционирование сердечно-сосудистой системы у детей и подростков в зависимости от соматотипа/А. Я.Соколов, Л. И. Гречкина // Росс.пед.ж.-2006.-№5.-С.34-36.
21.Ханин, М. А. Общий критерий отбора и энергетический принцип регулирования эритропоэза в норме и патологии / М. А. Ханин, И. Б. Бухаров // Механизмы регуляции в системе крови. - Красноярск, 1978. -Т. 1.- С. 213.
22.Шарапова, О. В. О мерах по улучшению охраны здоровья детей/ О. В. Шарапова // Педиатрия. - 2002. - N 3. - С. 18-20.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Агаджанян Н. А., Марачев А.Г., Бобков Т.А. Экологическая физиология человека.. - М. : Крук, 1999. - 416 с.
2. Баранов А. А. Состояние здоровья детей и подростков в современных условиях: проблемы, пути решения // Рос. педиатр. журн. - 1998. - N 1. - С. 5-8.
3. Баранов А. А., Щеплягина Л. А., Ильин А. Г. Состояние здоровья детей как фактор национальной безопасности// Рос.педиатр.ж.-2005.-№2-С.4-8.
4. Гиренко Л.А., Рубанович В.Б., Айзман Р.И.Морфофункциональные характеристики мальчиков 12-14 лет в зависимости от биологического и календарного возраста//Физиология человека.-
2005.-№3.-С.118-123.
5. Игишсва Л. Н., Казин Э. М., Галеев А. Р. Влияние умеренной физической нагрузки на показатели сердечного ритма у детей младшего и среднего школьного возраста // Физиология человека.-
2006.-№3.-С.55-61.
6. Кибардин Ю. В. Теоретический и экспериментальный анализ энергетических аспектов взаимодействия эритрона с остальными кислородтранспортными системами организма: Автореф. дис. ... канд. физ.-мат.наук.- Красноярск, 1978. - 20 с.
7. Колчинская А. З. Кислородные режимы организма ребенка и подростка. - Киев: Наук. думка, 1973. - 320 с.
8. Ларионова, Г. Н. Сравнительная оценка функционирования основных систем организма городских и сельских школьников Оренбуржья / Г. Н. Ларионова, Н. Н. Кузько // Гигиена и санитария. - 2002. - N 5. - С. 62-64.
9. Михайлова, Л.А. Здоровый подросток Сибири. Физиологические и экологические аспекты становления кислородтранспортной функции/Л.А.Михайлова.-Новосибирск:Наука,2006.-192с.
10.Михайлова, Л. А. Оценка состояния кардиореспираторной системы у здоровых детей на основе статистического подхода / Л. А. Михайлова, Г. Я. Вяткина // Сиб. мед. ж. - 2004. - №4. - С. 79-82.
11. Михайлова, Л. А. Оценка функционального состояния кардиореспираторной системы у здоровых детей / Л. А. Михайлова, Г. Я. Вяткина, Л. Л. Чеснокова , Л. Г. Желонина Л.Г.. // Сиб. мед. обозрение. - 2002. - №4. - С. .32-34.
12.Михайлова, Л. А. Системогенез внешнего дыхания у здоровых детей препубертатного возраста с различной двигательной активностью / Л. А. Михайлова // Сиб. мед. журн. - 2004. - №2. - С. 86 - 89.
13.Михайлова, Л. А. Способ оценки уровня здоровья школьника/ Л. А. Михайлова, Г.Я. Вяткина, Л.Л. Чеснокова //Патент РФ на изобретение №2251962 .
14.Онищенко, Г. Г. Социально-гигиенические проблемы состояния здоровья детей и подростков / Г. Г. Онищенко // Гигиена и санитария. - 2001. - №5. - С. 7-12.
15.Пивоваров, В. В. Диагностика функционального состояния
сердечно-сосудистой системы детского организма методом
спироартериокардиоритмографии/ В.В.Пивоваров, М. А. Лебедева, И.Б. Панкова с соавт. // Росс.пед.ж.-2005.-№1.-С.8-12.
16.Поляков, А.Я. Оценка морфофункциональных показателей здоровья детского населения на территориях с разным уровнем техногенного загрязнения окружающей среды/ А.Я. Поляков, К.П. Петруничева //Гиг. и сан. -2007.- №3.-С.9-10.
17.Рапопорт, Ж. Ж. Адаптация ребенка на Севере / Ж. Ж. Рапопорт. -Л.: Наука, 1979. - 188 с.
18.Рапопорт, Ж. Ж. Адаптация, факторы риска и здоровье детей / Ж. Ж. Рапопорт // Адаптация человека к климатогеографическим условиям и первичная профилактика. - Новосибирск, 1986. - Т. 1. - С. 41-42.
19.Рапопорт, Ж. Ж. Использование коэффициентов эффективности системы транспорта кислорода для оценки функциональных возможностей кислородного режима организма / Ж. Ж. Рапопорт, Л.
А. Михайлова // Физиол. журн. СССР. - 1988. - N 6. - С. 938-946.
20.Соколов, А. Я. Функционирование сердечно-сосудистой системы у детей и подростков в зависимости от соматотипа/А. Я.Соколов, Л. И. Гречкина // Росс.пед.ж.-2006.-№5.-С.34-36.
21.Ханин, М. А. Общий критерий отбора и энергетический принцип регулирования эритропоэза в норме и патологии / М. А. Ханин, И. Б. Бухаров // Механизмы регуляции в системе крови. - Красноярск, 1978. - Т. 1.- С. 213.
22.Шарапова, О. В. О мерах по улучшению охраны здоровья детей/ О.
В. Шарапова // Педиатрия. - 2002. - N 3. - С. 18-20.
