CC BY
58
гиена и санитария
2/2012
О О. В. ТУЛЯКОВА, 2012
УДК 613.955:616.1-02:614.72]-053.2
О. В. Тулякова
ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ И УРОВЕНЬ
физической работоспособности у 7-8-летних детей в условиях аэротехногенного загрязнения
ГОУ ВПО Вятский государственный гуманитарный университет, Киров
Целью исследования явилось изучение функционального состояния сердечно-сосудистой системы и уровня физической работоспособности у 7-8-летних детей, проживающих в районе города с высоким аэротехногенным загрязнением, которое обусловлено интенсивным движением автотранспорта. Состояние сердечнососудистой системы и физическую работоспособность оценивали стандартными методами у 1097 детей 7-8 лет: контрольная группа включала 652 (363 мальчика и 289 девочек), основная группа - 445 (239 мальчиков и 206 девочек). Установлено, что в условиях аэротехногенного загрязнения в общем массиве детей выше диастолическое и среднее артериальное давление, у мальчиков ниже величина максимального потребления кислорода, у девочек снижена величины частоты сердечных сокращений после 4-минутной нагрузки.
Ключевые слова: аэротехногенное загрязнение, состояние сердечно-сосудистой системы, физическая работоспособность
O. V Tulyakova - THE FUNCTIONAL STATE OF THE CARDIOVASCULAR SYSTEM AND THE LEVEL OF PHYSICAL PERFORMANCE IN 7-8-YEAR-OLD CHILDREN UNDER AEROTECHNOGENIC POLLUTION
Vyatka State Humanitarian University, Kirov
The aim of the study was to investigate the functional state of the cardiovascular system and the level of physical performance in 7-8-year-old children living in the urban area where air pollution caused by heavy vehicle traffic is high. The cardiovascular system and physical performance were evaluated using the conventional methods in 7-8-year-old 1097 children: a control group included 652 children (363 boys and 289 girls) and a comparison group consisted of 445 persons (239 boys and 206 girls). Under aerotechnogenic pollution, diastolic and mean blood pressures were found to be higher in both groups; the maximum oxygen consumption was lower in the boys and the girls had a decreased heart rate following 4-minute exercise.
Key words: aerotechnogenic pollution, cardiovascular system, physical performance
введение
Функциональное состояние кардиореспираторной системы и ее резервные возможности играют важную роль в адаптации детского организма к физическим нагрузкам, обеспечивая сохранение здоровья в условиях меняющихся факторов внешней среды [13]. Параметры работы сердечно-сосудистой системы (ССС) очень чувствительны и раньше других реагируют на процессы адаптации организма ребенка. Изучая влияние аэротехногенного загрязнения, отдельные авторы показали, что у детей из экологически неблагоприятного района по сравнению с контрольным снижены функциональные резервы ССС и системы крови [11], в том числе наблюдаются замедление процессов совершенствования и оптимизации функций ССС и нарушение функционального состояния системы кардиорегуляции [6].
У большинства детей и подростков, проживающих в городе с высоким загрязнением атмосферного воздуха, в условиях покоя выявляют неадекватную (дисто-нический тип) реакцию артериального давления (АД) на нагрузку, тенденцию к тахикардии и артериальной гипо- и гипертензии, снижение показателей функциональных проб с нагрузкой (степ-тест), эритроцитоз без повышения уровня гемоглобина [11]. При анализе распространенности морфофункциональных отклонений среди 3560 детей, которые проживают на территории, прилегающей к крупной промышленной площадке,
Тулякова О. В. - канд. биол. наук, доц. каф. экологии ([email protected])
установлены большая распространенность пониженного АД, нарушения ритма, признаки функциональной кардиопатии [9]. В регионах с высокой степенью загрязнения атмосферы у детей наблюдают увеличение минутного объема крови главным образом за счет учащения частоты сердечных сокращений (ЧСС), снижение показателя лабильности кожно-сосудистой реакции [5]. Напротив, в работе А. Р Сабирьянова и соавт. [10] у городских мальчиков по сравнению с сельскими выявлены более низкие показатели ЧСС и более высокие показатели АД, что может свидетельствовать о степени напряжения в системе регуляции показателя с преобладанием симпатоадреналовых механизмов поддержания сосудистого тонуса и являться следствием внутрисистемной компенсации особенностей развития ССС.
В ряде работ установлено, что экологически неблагоприятные факторы, связанные с загрязнением атмосферного воздуха, снижают аэробную производительность и физическую работоспособность детей, выражаемую в величине максимального потребления кислорода (МПК) [1, 2, 5, 8, 11]. В работе А. Р Сабирьянова и соавт. [10] показано, что сельские дети превосходят по уровню физической работоспособности своих городских сверстников. В исследовании О. Ю. Мошано-вой и соавт. [8] по результатам множественного корреляционного анализа установлена сильная связь между показателями физической работоспособности, МПК и уровнем загрязненности атмосферного воздуха (г = 0,91 и 0,88 соответственно). В работе М. С. Авдеевой и со-авт. [1] продемонстрировано более низкое МПК у девочек из экологически неблагоприятного района по срав-
64
нению с таковым в контроле (39,66 мл/мин/кг против 40,1 мл/мин/кг1). В исследовании О. Ю. Мошановой [8] в районе с интенсивным загрязнением атмосферного воздуха по сравнению с контрольным районом наблюдается высокий процент детей с пониженным уровнем физической работоспособности (13,5-15,5 и 5,5-11,5% соответственно*). При обследовании 1006 детей в возрасте 7 лет обнаружены внутриполовые различия влияния аэрогенного загрязнения: у мальчиков, проживающих в загрязненном районе г. Кирова, по сравнению с мальчиками контрольного района отмечают более низкий уровень физической работоспособности (42,5 ± 1,2 и 46,4 ± 1,4 кгм/мин соответственно*) и МПК (1303,4 ± 5,6 и 1321,0 ± 5,3 мл/мин соответственно*).
Механизмы, определяющие нарушение деятельности кардиреспираторной системы под влиянием аэротехногенного загрязнения, до конца не выяснены. Выраженные нарушения адаптационных возможностей и большая степень рассогласованности функций ССС и дыхательной системы могут возникать вследствие дисфункции гипоталамических структур мозга [11]. Известно, что кардиореспираторная система определяет физическую работоспособность, так как физические нагрузки имеют аэробный характер и зависят от функционирования системы транспорта кислорода [8]. Выявленная зависимость между морфофункциональными показателями состояния здоровья и степенью аэротехногенной нагрузки позволяет рассматривать показатели физического развития в качестве диагностических критериев при оценке влияния атмосферного загрязнения на здоровье детского населения [2].
Цель нашего исследования - изучение функционального состояния ССС и уровня физической работоспособности у 7-8-летних детей, проживающих в условиях аэротехногенного загрязнения, а также определение половых различий в реакции ССС на аэротехногенное загрязнение.
Материалы и методы
Для проведения исследования территория г. Кирова была поделена на два района - экологически благоприятный и загрязненный. Вывод о разделении районов сделан на основании собственных вычислений по результатам исследований экологов г. Кирова [12, 14, 15]. В загрязненном районе выше, чем в благоприятном, следующие экологические показатели: индекс общей токсичности (М ± m; 5,51 ± 1,34 усл. ед. против 2,61 ± 0,1* усл. ед.); суммарный показатель загрязнения почв тяжелыми металлами (25,0 ± 0,1 балла против 16,5 ± 2,8* балла); содержание сульфатов в снеговом покрове (11,2 ± 0,6 мг/л против 4,38 ± 0,1* мг/л); индекс общей автотранспортной нагрузки на атмосферу (191,7 ± 20,1 усл. ед. против 75,0 ± 0,1* усл. ед.); частота вызовов скорой помощи по бронхиальной астме у детей до 14 лет (1,50 ± 0,37 усл. ед. против 0,6 ± 0,1* усл. ед.). Индекс чистоты атмосферы в загрязненном районе ниже, чем в благоприятном (50 ± 0,1 против 13,5 ± 0,5* усл. ед.). Индекс общей токсичности (Za), характеризующий уровень аэрогенного загрязнения тяжелыми металлами, вычислен по концентрации тяжелых металлов в листьях ясенелистного клена в пересчете на биологический эквивалент свинца. Показатель общего загрязнения почв тяжелыми металлами
1Здесь и далее в тексте: * - достоверные различия.
(Zc) определен по эколого-геохимическим картам почв г. Кирова на основе полуколичественного спектрального (спектрограф ДФС-8) и рентгеноспектрального (прибор АРФ-6м) анализов. Содержание сульфатов и соединений азота (нитритные, нитратные и аммиакатные формы) в снеговом покрове, депонирующем поллютанты, определено с помощью троекратных заборов проб снегового покрова в 54 точках г. Кирова с последующим его химическим анализом. Частота вызовов скорой помощи по бронхиальной астме у детей до 14 лет выявлена по журналам вызовов службы скорой помощи с учетом плотности населения и телефонизации. Общая нагрузка грузопотока на атмосферу рассчитана по формуле: количество машин/час • L трассы. Индекс чистоты атмосферы вычислен согласно модели Бланка-Слувера на основе токсикофобности различных видов лишайников с учетом нормализованных оценок степени покрытия. Совпадение зон повышенного загрязнения почвы, снегового покрова, воздуха и частоты проявления острых аллергозов с участками максимальной автотранспортной нагрузки говорит о том, что автотранспорт играет ведущую роль в формировании загрязненного района в г. Кирове. Таким образом, деление территории г. Кирова на загрязненный и благоприятный районы экологически оправдано.
Состояние ССС и физическую работоспособность оценивали стандартными методами у 1097 детей 7-8 лет, учащихся общеобразовательных школ, из которых 652 (контрольная группа) проживали в благоприятном районе (363 мальчика и 289 девочек) и 445 (основная группа) - в загрязненном (239 мальчиков и 206 девочек).
Для оценки состояния сердечно-сосудистой системы замеряли ЧСС и АД, на основании чего рассчитывали ряд дополнительных показателей: пульсовое давление, среднее давление, коэффициент экономичности кровообращения, коэффициент выносливости [4]. Оценивали физическую работоспособность по максимальному потреблению кислорода степэргометрическим методом [4].
Статистический анализ результатов исследования проводили с помощью пакета стандартных статистических программ Microsoft Excel, рассчитывая среднюю арифметическую (М), ошибку средней арифметической (m), что выражали в тексте в виде М ± m. Различия между показателями оценивали по критерию ?-Стьюдента и считали их достоверными приp < 0,05.
Результаты и обсуждение
При изучении показателей ССС в общем массиве детей установлено, что у школьников, проживающих в загрязненном районе, выше, чем у их сверстников из благоприятного района, диастолическое АД (62,86 ± 0,38 и 61,81 ± 0,35 мм рт. ст.* соответственно) и среднее АД (75,12 ± 0,33 и 74,20 ± 0,33 мм рт. ст.* соответственно). Статистически значимых различий по другим показателям ССС и показателям ССС в отдельных половых группах не обнаружили. При изучении физической работоспособности степэргическим методом в общем массиве детей установили, что у школьников, проживающих в загрязненном районе, ниже, чем у их сверстников в контрольной группе, мощность работы (205,1 ± 2,47 кгм/ мин против 215,4 ± 2,29 кгм/мин*) и МПК (1,19 ± 0,01 л/мин против 1,23 ± 0,01 л/мин*). Следовательно, аэротехногенное загрязнение ухудшает физическую работоспособность.
В нашем исследовании статистически значимых до-
65
гиена и санитария
2/2012
стоверных различий по показателям состояния ССС у мальчиков контрольной и группы сравнения не обнаружили. При изучении физической работоспособности установили, что у мальчиков из загрязненного района по сравнению с мальчиками из благоприятного района ниже мощность работы (205,8 ± 3,59 кгм/мин против 219,4 ± 2,94 кгм/мин*) и МПК (1,34 ± 0,01 л/мин против 1,38 ± 0,01 л/мин*). В этом случае среди мальчиков наблюдаются общегрупповые тенденции: снижение физической работоспособности под действием аэротехногенного загрязнения. У девочек, проживающих в загрязненном и благоприятном районах, не выявили достоверных различий по показателям состояния ССС и показателям, определяющим физическую работоспособность, в частности по мощности работы и величине МПК. Наши данные согласуются с результатами ряда авторов. В работе А. П. Кузнецовой и соавт. [7] статистически значимые различия в АД между девочками, проживающими в разных по уровню техногенной нагрузки районах, отсутствуют.
Однако у девочек в нашем исследовании выявили различия по величине ЧСС после 4-минутной нагрузки, которые также указывают на снижение физической работоспособности. В основной группе величина ЧСС после 4-минутной нагрузки достоверно ниже, чем в контрольной (139,7 ± 1,53 в 1 мин против 144,4 ± 1,65 в 1 мин*). В этом случае у девочек проявляются те же тенденции, что и у общего массива детей, но за счет других показателей.
В целом у школьников, проживающих в загрязненном районе, выше, чем у детей из благоприятного района, диастолическое и среднее АД (установлено для всех детей). Данные литературы по этому вопросу малочисленны [9, 10], противоречивы и касаются в основном функциональных патологий ССС, не затрагивая вопроса о различных вариантах физиологической нормы. Например, в исследовании [11] показатели АД под действием аэротехногенного загрязнения у детей младшего возраста снижаются, у детей старшего возраста, наоборот, повышаются; следовательно, данный вопрос требует дальнейшего изучения.
Нами подтверждены данные литературы [1, 3, 8] о снижении в загрязненном районе величины МПК (для всех детей, для мальчиков). МПК является интегральным показателем аэробной мощности, характеризующим основное качество физической работоспособности - общую выносливость, т. е. способность выполнять длительные физические нагрузки [8], поэтому его снижение в загрязненных районах говорит об ухудшении физической работоспособности.
Также в нашем исследовании показано, что в загрязненном районе ниже мощность работы и величина ЧСС после 4-минутной нагрузки (установлено для девочек), но не обнаружено различий по величине относительного МПК.
Достоверных различий по величине ЧСС у детей в данных районах не выявили. Результаты обзора литературы по этому вопросу противоречивы: в ряде работ [5, 11] показано, что ЧСС под действием аэротехногенного загрязнения повышается, в работе [10], напротив, снижается. Достоверных различий по прочим показателям состояния ССС (систолическое АД, пульсовое давление, коэффициент экономичности кровообращения, коэффициент выносливости) мы не обнаружили.
Роль показателей состояния ССС в качестве экологической индикаторной патологии требует тщательного изучения. В общем массиве получены данные, которые указывают на повышение диастолического и среднего АД под действием аэротехногенного загрязнения. Однако данные различия не обнаружены для отдельных половых групп. В то же время для мальчиков и для девочек выявлены собственные индикаторные показатели: для мальчиков - снижение величины МПК, для девочек -снижение величины ЧСС после 4-минутной нагрузки.
Выводы
1. Аэротехногенное загрязнение оказывает влияние на состояние ССС 7-8-летних детей, что проявляется в общем массиве детей повышением диастолического и среднего АД.
2. Аэротехногенное загрязнение снижает физическую работоспособность 7-8-летних детей, что у мальчиков проявляется в снижении величины МПК, у девочек - в снижении величины ЧСС после 4-минутной нагрузки.
Литер атура
1. Авдеева М. С., Тулякова О. В., Юрчук О. А., Циркин В. И. // Гиг. и сан. - 2008. - № 2. С. 78-80.
2 . Беляков В. А., Васильев А. В. // Гиг. и сан. - 2003. - № 4. - С.
33-34.
3 . Васильев А. В. // Гиг. и сан. - 2005. - № 1. - С. 39-40.
4. Дубровский В. А. Валеология. Здоровый образ жизни. - М., 1999. - 560 с.
5. Карелин А. О., Кузнецов А. А., Масычев В. Н. // Всероссийская науч. конф. с международным участием, посвящ. 150-летию со дня рождения академика Ивана Петровича Павлова. - СПб., 1999. - С. 179.
6 . Климова A. M., Русских И. Г., Осколкова Е. М. // Физиология
и медицина: Всероссийская конф. молодых исследователей 14-16 апреля 2005 г. - СПб., 2005. - С. 52.
7 . Кузнецова А. П., Леонтьева Т. Н., Букина Л. Г. // Физиоло-
гия человека и животных: от эксперимента к клинической практике: Тезисы докл. VIII молодежной науч. конф. Ин-та физиологии Коми НЦ УрО РАН, 14-16 апреля. - Сыктывкар, 2009. - С. 118-121.
8 . Мошанова О. Ю., Докучаева С. Ю., Васильев А. В. Влия-
ние загрязнения атмосферного воздуха на физиометрические показатели детского населения 2002. Режим доступа: http://74.125.77.132/search?q=cache:8YPCpde3FAcJ:www. medlinks.ru/modules.php.
9 . Поляков А. Я., Петруничева К. П. // Гиг. и сан. - 2007. - №
3. - С. 9-10.
10 . Сабирьянов А. Р. Сабирьянова Е. С., Возницкая О. Э. // Педиатрия. - 2006. - № 5. - С. 105-107.
11. Студеникин М. Я. Экология и здоровье детей / под ред. М. Я. Студеникина, А. А. Ефимовой. - М., 1998.
12 . Сюткин В. М. Экологический мониторинг административ-
ного региона. - Киров, 1999.
13 . Феодосиади О. С., Калмыкова А. С., Попова М. А. // Гиг. и
сан. - 2008. - № 5. - С. 68-70.
14. Цилева М. А., Боброва А. А., Макаренко З. П. // Экология родного края: проблемы и пути их решения: Материалы 2-й науч.-практ. конф. молодежи. - 2007. - С. 63-65.
15. Экологическая безопасность региона (Кировская область на рубеже веков) / Под ред. Т. Я. Ашихминой, М. А. Зайцева. -Киров, 2001.
Поступила 12.04.11
66
