CC BY
82
ФИЗИЧЕСКОЕ РАЗВИТИЕ ДЕТЕЙ В УСЛОВИЯХ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА
О. В.Тулякова*, М. САвдеева Вятский государственный гуманитарный университет, Киров, Россия, [email protected]
Изучено влияние загрязнения воздуха на физическое развитие и физическую подготовленность 875 первоклассников (470 мальчиков и 405 девочек), г. Кирова. Авторами показано, что наличие аэротехногенного загрязнения способствует астенизации детей, особенно мальчиков и снижает величину основных соматометрических показателей, некоторых двигательных качеств и навыков первоклассников.
Ключевые слова: Физическое развитие, физическая подготовленность, окружающая среда, двигательные качества, двигательные навыки, антропометрические показатели, аэротехноген-ное загрязнение.
Physical development of children in polluted air conditions. The effect of air pollution on physical development and physical fitness of875first-form children (470 boys and 405girls) from Kirov was studied. The authors demonstrate that the presence of aerotechnogenious (traffic) pollution contributes to children asthenia especially in boys, and reduces the value of basic anthropometric indicators, some motor characteristics and skills of first-form children.
Keywords: Physical development, physical fitness, environment, quality of movement, motor skills, anthropometric indices, aerotechnogenic pollution.
Физическое развитие это один из интегральных показателей здоровья, чутко реагирующих на различные проявления урбанистического стресса, воздействие социально-гигиенических и экологических факторов. Физическое развитие детей можно рассматривать как критерий качества окружающей среды, так как его показатели весьма динамичны и зависят от комплекса факторов, в том числе от уровня загрязнения селитебных территорий. Известно, что не только сильные антропогенные воздействия, но и относительно слабые, например, выхлопные газы автотранспорта, могут оказывать негативное влияние на физическое развитие. Однако данный вопрос требует уточнения, т.к. на каждой городской территории имеется уникальный набор неблагоприятных антропогенных факторов.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Изучены показатели физического развития, физическая подготовленность и уровень развития двигательных качеств и навыков у 875 первоклассников (470 мальчиков и 405 девочек), обучающихся в 11 школах г. Кирова, из которых 4 находились в экологически неблагоприятном районе (ЭНБР) города, а 7 — в экологически благоприятном районе (ЭБР). Основным фактором загрязнения в экологически неблагоприятном районе являются выхлопные газы автотранспорта, интенсивность движения которого в экологически неблагоприятном районе выше, чем в благоприятном. Исследование физического развития проводилось лонгитудинально в течение одного календарного года: 1 замер - начало 1-го года обучения, 2 замер - середина 1-го года обучения, 3 замер - конец
1-го года обучения, 4 замер - начало 2-го года обучения. Результаты исследования подвергнуты статистической обработке. Вычисляли среднее арифметическое (М), стандартную ошибку среднего (m), что выражали в тексте и таблицах в виде М±т. Различия оценивали по критерию Стьюден-та (t) и считали их достоверными при р<0,05 (в тексте обозначено *).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
При исследовании физического развития всего массива детей 7—8-ми лет установлено, что у детей, проживающих в ЭНБР, по сравнению с детьми из ЭБР снижены следующие антропометрические показатели: масса тела и экскурсия грудной клетки (табл. 1). Вследствие этого, у детей из ЭНБР ниже массо-ростовой индекс, индекс Кеттеле, индекс Рорера и выше индекс Пинье (табл. 1). Данные факты свидетельствуют об астенизации детей, что подтверждается также более низкой частотой встречаемости в ЭНБР макросоматического типа телосложения (табл. 1).
У детей из ЭНБР снижению величины основных антропометрических показателей и асте-низации способствуют особенности ростовых процессов (табл. 2). Нами установлено, что под
Контакты: * Тулякова О. В. E-mail: [email protected]
— 48 —
Показатели физического развития детей, проживающих в экологически благоприятном и неблагоприятном районах г. Кирова
Показатели № замера Дети из ЭБР Дети из ЭНБР Мальчики из ЭБР Мальчики из ЭНБР Девочки из ЭБР Девочки из ЭНБР
М т М т М т М т М т М т
Масса тела, кг 1 25,23 0,20 24,53 0,19 25,88 0,28 24,74 0,24 - - - -
2 27,01 0,26 26,03 0,27 - - - -
3 26,82 0,26 26,00 0,22 27,78 0,39 26,18 0,29 - - - -
4 28,32 0,20 27,10 0,23 29,00 0,28 27,20 0,31 - - - -
Экскурсия грудной клетки 4 4,96 0,07 4,75 0,07 - - - - 4,89 0,10 4,58 0,12
Массо-ростовои индекс, г/см 1 201,2 1,29 195,9 1,20 205,4 1,82 197,8 1,54 - - - -
2 206,3 1,28 202,2 1,43 211,2 1,74 204,6 1,78 - - - -
3 207,3 1,56 202,8 1,40 213,4 2,36 204,4 1,86 - - - -
4 216,2 1,29 207,0 1,49 220,4 1,79 208,7 1,99 210,9 1,82 205,1 2,23
Индекс Кеттеле, кг/м2 1 16,08 0,09 15,67 0,08 16,34 0,12 15,83 0,11 - - - -
2 16,20 0,09 15,89 0,10 16,51 0,11 16,11 0,12 - - - -
3 16,10 0,10 15,76 0,09 16,49 0,15 15,91 0,13 - - - -
4 16,59 0,09 15,88 0,10 16,84 0,12 16,05 0,13 16,28 0,13 15,68 0,15
Индекс Рорера, кг/м3 1 12,87 0,07 12,56 0,06 13,02 0,09 12,70 0,08 - - - -
2 12,74 0,06 12,51 0,08 - - - - - - - -
3 12,52 0,08 12,28 0,07 12,77 0,11 12,41 0,10 - - - -
4 12,75 0,06 12,20 0,07 12,89 0,09 12,36 0,10 12,58 0,10 12,01 0,11
Индекс Пинье 1 38,68 0,28 39,66 0,27 37,47 0,39 38,70 0,36 - - - -
2 39,96 0,36 40,90 0,32 38,14 0,52 40,01 0,45 - - - -
3 39,59 0,28 41,14 0,33 38,38 0,38 39,93 0,44 41,06 0,41 42,51 0,49
Индекс Пинье 1 - - - - - - - - - - - -
3 17,12 2,06 10,99 1,64 14,77 2,67 5,76 1,69 - - - -
4 - - - - 14,13 2,07 7,69 1,98 - - - -
Примечание: «-» означает отсутствие достоверных различий
действием факторов ЭНБР снижается скорость прироста массы тела первоклассников (с мая по октябрь), но увеличивается скорость прироста длины тела (также с мая по октябрь).
Изучение параметров физического развития для отдельных половых групп показало, что так же, как в общем массиве, у мальчиков из ЭНБР меньше, чем у мальчиков из ЭБР масса тела (табл. 1) и скорость прироста массы тела с мая по октябрь (табл. 2). Соответственно практически во всех замерах, т.е. в течение всего года у них ниже массо-ростовой индекс, индекс Кеттеле, индекс Рорера и выше индекс Пинье (табл. 1). И также как в общем массиве среди мальчиков из ЭНБР в два раза реже, чем в ЭБР встречается макросоматический тип телосложения (табл. 1).
Таким образом, в группе мальчиков проявляются те же тенденции, которые характерны для всего массива детей: уменьшение антропометрических показателей и астенизация под действием аэротехногенного загрязнения. При этом в отличие от общего массива, мальчики, проживающие в ЭНБР, отличаются от мальчиков из ЭБР по длине тела и ОГК. Достоверные различия по длине тела у мальчиков выявлены только в конце 2-го класса и также свидетельствуют об асте-низации: у мальчиков из ЭНБР длина тела статистически достоверно ниже, чем в ЭБР (128,3±0,38 см и 129,5±0,43 см*). В отношении ОГК достоверные различия наблюдаются в течение всего первого года обучения (рис. 1) и также свидетельствуют об астенизации: у мальчиков из ЭНБР значения ОГК статистически достоверно ниже, чем в ЭБР. При этом у мальчиков не выявлены характерные для общего массива различия по величине экскурсии грудной клетки. Следовательно, для мальчиков выявлены не характерные для общего массива индикаторные отклонения физического развития под влиянием аэротехногенного загрязнения - снижение длины тела и ОГК.
-49-
Прибавки показателей физического развития детей, проживающих в экологически благоприятном и неблагоприятном районах г. Кирова (М±т)
Показатели Дети из ЭБР Дети из ЭНБР Мальчики из ЭБР Мальчики из ЭНБР Девочки из ЭБР Девочки из ЭНБР
Скорость прироста массы тела с мая по октябрь, кг/мес 0,34±0,01 0,23±0,01 0,37±0,02 0,22±0,02 0,32±0,02 0,24±0,02
Скорость прироста длины тела с мая по октябрь, см/мес 0,33±0,01 0,38±0,01 - - 0,31±0,02 0,40±0,02
Примечание: «-» означает отсутствие достоверных различий
начало 1-го года конец 1-го года начало 2-го года
Рис. 1. Величина ОГК (см) у мальчиков из экологически благоприятного и неблагоприятного районов в течение первого и второго года обучения
Изучение параметров физического развития девочек показало, что также как в общем массиве, у девочек, проживающих в ЭНБР, по сравнению с девочками из ЭБР выше скорость прироста длины тела, но ниже скорость прироста массы тела (табл. 1), что, безусловно, способствует астенизации. Масса тела у девочек из ЭНБР достоверно не отличается, но для девочек характерна особенность, наблюдаемая в общем массиве и косвенно указывающая на снижение массы тела: у девочек из ЭНБР, по сравнению с девочками из ЭБР ниже массо-ростовой индекс, индекс Кеттле и Рорера и выше индекс Пинье (табл. 1). Данный факт свидетельствует о тенденции к астенизации. Интересно, что обозначенные достоверные различия выявлены у девочек только при последнем замере - в конце
2-го класса. Также в конце 2-го класса у девочек из ЭНБР по сравнению с девочками из ЭБР меньше значение экскурсии грудной клетки (табл. 1), что также характерно для всего массива детей.
В целом можно отметить, что особенности физического развития девочек из ЭНБР, в сравнении с ЭБР совпадают с таковыми для всего массива по трем позициям - значения массо-рос-товых индексов, экскурсии грудной клетки и интенсивности ростовых процессов и не имеют особенностей, которые были бы не характерных для общего массива.
В целом, анализ физического развития первоклассников г. Кирова подтверждает данные литературы о том, что наличие аэротехногенного загрязнения снижает величину основных соматометрических показателей и способствует астенизации детей. Особенно снижение антропометрических показателей прослеживается в отношении мальчиков, т.к. в норме они имеют более высокие, чем у девочек показатели физического развития и являются более ярким индикатором астенизации под действием АЗ. Большинство исследователей также подчеркивают повышенную уязвимость мальчиков, по сравнению с девочками к воздействию АЗ в отношении физического развития. В тоже время нам не удалось подтвердить данные литературы о том, что факторы аэротехногенного загрязнения негативно влияют на гармоничность развития и скорость биологического созревания. В нашем исследовании достоверных различий по данным показателям между массивами детей из ЭНБР и ЭБР не обнаружено.
При изучении физиометрических показателей физического развития первоклассников выявлено, что у детей из ЭНБР выше по сравнению со сверстниками из ЭБР мышечная сила правой кисти и, как следствие, силовой индекс (табл. 3). Т.е. первоклассники из ЭНБР имеют большую физическую силу, что показано на примере мышечной силы правой кисти. Достовер-
-50-
ных различий по абсолютным физиометрическим показателям, определяющим состояние респираторной системы не выявлено. В частности у первоклассников, проживающих в ЭБР и ЭНБР статистически значимо не отличается величина ЖЕЛ и пробы Штанге (время задержки дыхания на вдохе). В то же время у детей из ЭНБР достоверно выше (табл. 3), чем в ЭБР такой относительный показатель как жизненный индекс (отношение ЖЕЛ к массе тела). Следовательно, факторы аэротехногенного загрязнения способствуют увеличению отдельных физиоме-трических показателей, в частности силы кисти и жизненного индекса.
Таблица 3
Показатели физического развития детей, проживающих в экологически благоприятном и неблагоприятном районах г. Кирова
Показатели № замера Дети из ЭБР Дети из ЭНБР Мальчики из ЭБР Мальчики из ЭНБР Девочки из ЭБР Девочки из ЭНБР
М т М т М т М т М т М т
Мышечная сила правой кисти, кг 1 12,52 0,18 13,11 0,15
4 14,20 0,13 14,70 0,12 14,99 0,18 15,55 0,17
Силовой индекс, % 1 56,33 0,46 59,03 0,45 58,49 0,57 61,49 0,58 51,29 0,54 51,36 0,65
2 55,36 0,49 56,97 0,48 57,22 0,61 59,30 0,65
Жизненный индекс, мл/кг 2 57,31 0,43 58,50 0,41
4 61,25 0,37 64,98 0,45 61,83 0,50 66,41 0,58 60,57 0,57 63,35 0,69
Примечание: «-» означает отсутствие достоверных различий
Изучение динамики физиометрических показателей в ЭБР и ЭНБР позволило выявить следующие закономерности: у детей, проживающих в ЭНБР ниже, чем в ЭБР прибавка мышечной силы правой кисти с мая по октябрь и левой кисти с октября по май (табл. 4). Т.е. не смотря на более высокие величины этих показателей в ЭНБР, их прирост происходит с меньшей скоростью, чем в ЭБР. В то же время у детей из ЭНБР выше прибавка ЖЕЛ с октября по май и прибавка величины пробы Штанге с октября по май (табл. 4).
При исследовании физиометрических показателей в массиве мальчиков, у них обнаружены те же тенденции, что и в общем массиве. У мальчиков из ЭНБР выше, чем в ЭБР мышечная сила правой кисти, силовой и жизненный индекс (табл. 3), т.е. факторы аэротехногенного загрязнения способствуют увеличению отдельных физиометрических показателей. Изучение динамики физиоме-трических показателей мальчиков позволило выявить такие же закономерности как и в общем массиве: у мальчиков из ЭНБР меньше, чем в ЭБР ежемесячная прибавка мышечной силы левой кисти с октября по май (табл. 4). В отношении физиометрических показателей массива девочек наблюдаются такие же тенденции, как в общем массиве детей. В частности, у девочек из ЭНБР выше силовой индекс, жизненный индекс и мышечная сила правой кисти (табл. 3). Следовательно, факторы ЭНБР оказывают одинаковое влияние на физиометрические показатели первоклассников не зависимо от пола ребенка. Динамика физиометрических показателей девочек из ЭНБР совпадает с ежемесячной динамикой, выявленной для массива мальчиков: у девочек, проживающих в ЭНБР ниже, чем у девочек, проживающих в ЭБР ежемесячная прибавка мышечной силы правой и левой кисти с мая по октябрь (табл. 4). В целом, изучение физиометрических показателей детей 7—8 лет позволяет сделать вывод, что АЗ в месте проживания способствует увеличению мышечной силы кисти, но снижает ее ежемесячную прибавку, что отчасти противоречит данным, согласно которым в загрязненном районе мышечная сила кисти снижена.
При изучении физической работоспособности степэргическим методом в общем массиве детей установлено, что у школьников, проживающих в ЭНБР ниже, чем у их сверстников из ЭБР мощность работы (205,1 ±2,47 кгм/мин против 215,4±2,29 кгм/мин*) и максимальное потребление кислорода 1,19±0,01 л/мин против 1,23±0,01 л/мин*). Следовательно, аэротехно-генное загрязнение ухудшает физическую работоспособность.
У мальчиков из ЭНБР, по сравнению с ЭБР, также как в общем массиве ниже мощность работы (205,8±3,59 кгм/мин против 219,4±2,94 кгм/мин*) и максимальное потребление кислорода 1,34±0,01 л/мин против 1,38±0,01 л/мин*). Т.е. в этом случае среди мальчиков наблюдаются
— 51 —
Прибавки показателей физического развития детей, проживающих в экологически благоприятном и неблагоприятном районах г. Кирова(М±т)
Показатели Дети из ЭБР Дети из ЭНБР Мальчики из ЭБР Мальчики из ЭНБР Девочки из ЭБР Девочки из ЭНБР
Прибавка мышечной силы правой кисти с мая по октябрь, кг/мес 0,07±0,02 -0,001±0,02 - - 0,09±0,04 -0,02±0,03
Прибавка мышечной силы левой кисти с октября по май, кг/мес 0,07±0,02 0,01±0,02 0,06±0,02 -0,01±0,02 - -
Прибавка мышечной силы левой кисти с мая по октябрь, кг/мес - - - - 0,07±0,03 -0,04±0,04
Прибавка ЖЕЛ с октября по май, л/мес 0,02±0,001 0,03±0,001 - - - -
Прибавка величины пробы Штанге с октября по май, с/мес 0,28±0,08 0,54±0,08 - - - -
Примечание: «-» означает отсутствие достоверных различий
общегрупповые тенденции - снижение физической работоспособности. В группе девочек достоверных различий не обнаружено.
При исследовании двигательных навыков и качеств установлено, что мальчики из ЭНБР отличаются от сверстников из ЭБР тем, что у них достоверно (р<0,05) больше время бега на 30 м (7,16 с против 6,91 с*), ниже уровень развития навыка правильной осанки (4,56 против 4,90 баллов*), навыка в ходьбе (4,81 против 4,98 баллов*), в беге (4,76 против 4,97 баллов*) и выполнения мячом «8 ки» вокруг ног (4,43 против 4,5 баллов*). Это означает, что в ЭНБР у мальчиков проявилось в снижении быстроты, в основе которой лежит анаэробная производительность, а также в снижении способности к выработке ряда двигательных навыков, требующих координации движений.
У девочек из ЭНБР, в сравнении со сверстницами из ЭБР, больше время бега на 30 м (7,62 с против 7,39 с*), челночного бега 3х10 м (10,36 с против 10,19 с*), ниже результат при выполнении наклона в положении сидя на полу (6,26 см против 7,25 см*), а также уровень развития навыка правильной осанки (4,86 против 4,98 баллов*), навыка в ходьбе (4,83 против 5,00 баллов*) и беге (4,82 против 4,99 баллов*), навыка прыжка через скакалку (4,45 против 4,67 баллов*) и выполнения мячом «8 ки» вокруг ног (4,32 против 4,51 баллов*). У них также ниже МПК (39,66 против 40,10 мл/мин/кг*). Следовательно, у девочек наличие аэротехногенного загрязнения в месте проживания проявилось в снижении быстроты (анаэробной производительности), координационных способностей, гибкости, физической работоспособности (аэробной производительности), а также в снижении уровня развития ряда двигательных навыков, требующих координации движений. Все это позволяет заключить, что выхлопные газы автотранспорта негативно влияют на организм ребенка и, скорее всего, тормозят развитие двигательных систем мозга, ответственных за выработку навыков, при реализации которых требуются координационные способности, а также биохимические процессы, лежащие в основе аэробного и анаэробного ресинтеза АТФ.
ВЫВОДЫ
1. Наличие аэротехногенного загрязнения снижает величину основных соматометрических показателей и способствует астенизации детей, особенно мальчиков.
2. В условиях аэротехногенного загрязнения у детей 7—8 лет выше мышечная сила кисти, но ниже ее ежемесячная прибавка.
3. Загрязнение воздуха снижает у мальчиков быстроту, а у девочек быстроту, гибкость, координационные способности, аэробную производительность (максимальное потребление кислорода, мл/мин/кг), уровень формирования двигательных навыков, в том числе навыка правильной осанки, навыков в ходьбе и беге, выполнения «восьмерки» мячом вокруг ног. У девочек снижается уровень формирования навыка прыжка через скакалку.
