CC BY
32
УДК 612.216.2:616-07(571.12)
ИЗМЕНЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ЛЕГКИХ У ЖИТЕЛЕЙ ЯМАЛА В ЗАВИСИМОСТИ
ОТ КЛИМАТОГЕОГРАФИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ
С.В.Андронов, А.А.Лобанов, А.И.Попов
Государственное казенное учреждение Ямало-Ненецкого автономного округа «Научный центр изучения
Арктики», 629001, г. Салехард, ул. Губкина, 13.
РЕЗЮМЕ
Изучен характер изменений показателей функции внешнего дыхания (ФВД) - жизненной емкости легких (ЖЕЛ), форсированной жизненной емкости легких (ФЖЕЛ), объема форсированного выдоха за первую секунду (ОФВ,) у жителей Ямало-Ненецкого автономного округа в его различных климатогеографических зонах. Выполнено поперечное скрининговое исследование 1090 некурящих жителей округа. Все обследованные в населенных пунктах были сопоставимы по полу, возрасту и этническому составу, характеру занятий. Проведен опрос с помощью анкет «GOLD 2006», выполнены спирометрия, электрокардиография, осмотр врачом пульмонологом. Тяжелая соматическая патология у всех исследуемых пациентов была исключена. Установлено, что средние значения (M±Sd) показателей ЖЕЛ у коренных жителей находились в пределах 100,6±13,4% долж., а у пришлого населения - 96,0±12,6% долж. (р<0,001). У лиц, работающих на холоде, в сравнении с параметрами участников исследования, условия труда которых не были связаны с воздействием холода на организм, выявлено статистически достоверное снижение показателей ЖЕЛ (93,5±15,7 и 100,3±16,2% долж., соответственно, р<0,01), ФЖЕЛ - 90,0±16,3 и 95,6±15,3% долж., соответственно, р<0,01) и ОФВ, (86,3±16,6 и 92,2±14,5% долж., соответственно, р<0,01). Изучение показателей ФВД у жителей населенных пунктов, находящихся в различных климатогеографических зонах Ямало-Ненецкого автономного округа продемонстрировало, что при увеличении интенсивности воздействия климатических факторов средние значения ОФВ, достоверно снижались в направлении исследования с Юга на Север - от 98,0±16,0 до 94,0±15,0% долж. (р<0,05), при этом величина ЖЕЛ повышалась с 94,0±12,0 до 100,0±15,0% долж. (р<0,05). Результаты исследования могут быть использованы для построения прогностической модели адаптации органов дыхания к экстремальным условиям.
Ключевые слова: Крайний Север, экстремальные условия проживания, адаптация органов дыхания, неинвазивная диагностика, вентиляция легких.
SUMMARY
CHANGES OF INDICATORS OF LUNGS
VENTILATION IN YAMAL INHABITANS DEPENDING ON CLIMATIC AND GEOGRAPHIC FACTORS
S. V. Andronov, A.A.Lobanov, A.I.Popov
State Institution of Yamal-Nenets Autonomous Region
«Scientific Center of Arctic Regions Studying», 13
Gubkina Str., Salekhard, 629001, Russian Federation.
The character of lung function (LF) changes - lung vital capacity (VC), forced vital capacity (FVC), and forced expiratory volume at the first second (FEV,) were studied in inhabitants of Yamal-Nenets autonomous region in its different climatic and geographic zones. Cross screening examination of 1090 non-smoking inhabitants of the region was done. All the inhabitants in the settlements were compared by sex, age, ethnicity and occupation. The inhabitants were interviewed with questionnaires «GOLD 2006»; spirometry, electrocardiography and pulmonologist examination were also done. Severe somatic pathology in all the examined patients was excluded. It was found out that mean values (M±SD) of VC in the inhabitants were within the limits of 100.6±13.4% from predicted values, and in the newly arrived they were 96.0±12.6% (p<0.001). Those people who worked in cold conditions in comparison with the participants of the study whose work was not connected with the influence of cold on the body had statically reliable decrease of VC values (93.5±15.7 and 100.3±16.2%, respectively, p<0.01), of FVC values (90.0±16.3 and 95.6±15.3%, respectively, p<0.01) and of FEVj values (86.3±16.6 and 92.2±14.5%, respectively, p<0.01). The study of LF in inhabitants of the settlements of different climatic and geographic zones of Yamal-Nenets autonomous region showed that at the increase of intensity of climatic factors effect mean values of FEV, reliably dropped in the direction of the study from the South to the North (from 98.0±16.0 till 94.0±15.0%, p<0.05), at the same time the values of VC increased from 94.0±12.0 till 100.0±15.0% (p<0.05). The results of the research can be used for the development of the prognostic model of airways adaptation to extreme conditions.
Key words: Far North, extreme conditions of living, lung adaptation, non-invasive diagnostics, lungs ventilation.
Дыхательная система жителей Арктического региона, выполняя вентиляционную, защитную, калориферную и увлажняющую функции, испытывает влияние ряда негативных факторов [1]. К ним относят низкую температуру воздуха, низкую влажность, суточные колебания атмосферного давления, экстремальную фотопериодичность, колебания магнитного поля. Так, воздействие низкой температуры и низкой влажности воздуха первоначально приводят к напря-
жению вентиляционной функции легких, а затем к истощению функциональных резервов адаптации и формированию органических изменений бронхов и легких [6]. Часто результатом длительного влияния перечисленных факторов на органы дыхания является ремоделирование дыхательных путей и формирование хронической обструктивной болезни легких [6, 7].
Скрининговое исследование легочной вентиляции позволяет не только верифицировать клинический диагноз, спланировать оптимальные режимы лечения и контролировать его эффективность, но и в известной мере сможет служить важным инструментом при прогнозировании развития хронических неспецифических заболеваний легких в суровых климатических условиях Арктики [2, 3]. Уникальной территорией для проведения исследований является полуостров Ямал, так как, в данном регионе поселки расположены почти по одной долготе, но в различных климатических зонах, что в полной мере дает возможность изучить характер воздействия климатической нагрузки на органы дыхания жителей Арктического региона.
Цель работы: изучить изменения показателей вентиляции легких у жителей Ямало-Ненецкого автономного округа в зависимости от климатогеографических факторов.
Материалы и методы исследования
Проведено поперечное скрининговое исследование в населенных пунктах Ямало-Ненецкого автономного округа, находящихся в различных климатогеографических зонах Ямала (рис.). В поясе лесотундры расположен г. Надым, в поясе тундры - пос. Яр-Сале, в поясе арктических пустынь - пос. Се-Яха.
нецкого автономного округа, располагающиеся в его различных климатогеографических зонах.
Участники исследования были отобраны в случайном порядке по избирательным спискам (отклик соста-
вил 86,5%). Всего в исследовании приняли участие 1090 некурящих лиц (234 мужчины и 856 женщин), средний возраст которых составил 40±10 лет. В том числе обследовано 564 коренных жителя и 526 пришлых жителей (мигранты первого поколения). С воздействием холода (труд в течение 8 часов) работа была связана у 347 человек. Средний северный стаж участников исследования составил 19±5 лет, В зависимости от стажа проживания на Крайнем Севере участники исследования распределены в подгруппы (по 10 лет). Жители в населенных пунктах имели сопоставимый половозрастной и этнический состав, характер занятий. На основании результатов анкетирования, осмотра пульмонолога, кардиолога, исследования ЭКГ и спирометрии тяжелая соматическая патология у всех пациентов была исключена.
Проведены следующие исследования: опрос с помощью анкет опросника для скрининга больных хронической обструктивной болезнью легких (GOLD, 2006) и анкеты Европейского Сообщества Угля и Стали (European Coal and Steel Community, 1993); осмотр врачом пульмонологом; спирометрия, проводимая с помощью портативного спирографа «Super-Spiro» (MicroMedical, Великобритания) с определением параметров жизненной емкости легких (ЖЕЛ), форсированной жизненной емкости легких (ФЖЕЛ), объема форсированного выдоха за первую секунду (ОФВ,). Спирометрию проводили в положении сидя, одним и тем же специалистом, согласно рекомендациям Американского торакального общества, значения показателей выражались в литрах или % от должного, рассчитанные по формуле Европейского Сообщества Угля и Стали. После инструктажа пациент выполнял не менее трех попыток. Сначала выполняли ЖЕЛ выдоха одноэтапно, затем - маневр ФЖЕЛ. Обработка полученных результатов исследований проведена с помощью пакета программ Microsoft Excel и Statistica 7,0. Данные представлены в формате M±Sd, где М -средняя величина признака, Sd - стандартное отклонение.
Результаты исследования и их обсуждение
При изучении изменений параметров функции внешнего дыхания у жителей Ямало-Ненецкого автономного округа в зависимости от климатогеографических условий установлено, что средние значения ЖЕЛ статистически достоверно (р=0,002) увеличивались в северном направлении по сравнению с данным показателем в г. Надым (табл. 1). Напротив, показатели ОФВ, в направлении с Юга на Север снижались (р=0,003).
Значения ЖЕЛ, ФЖЕЛ, ОФВ, имели тенденцию к уменьшению с увеличением северного стажа. В ходе проведенных исследований не выявлены статистически достоверные корреляционные связи показателей вентиляционной функции легких с возрастом и северным стажем.
Таблица 1
Характеристика показателей функции внешнего дыхания у жителей различных районов ЯмалоНенецкого автономного округа
Поселение ЖЕЛ ФЖЕЛ ОФВ;
литры % долж. литры % долж. литры % долж.
пос. Се-Яха 3,28±0,5* 100,0±15,0* 3,13±0,5* 98,3±16,7* 2,34±0,3* 94,0±15,0*
пос. Яр-Сале 3,21±0,4* 98,0±12,0* 3,13±0,4* 102,8±14,2* 2,29±0,3* 92,0±12,0*
г. Надым 3,08±0,4 94,0±12,0 3,17±0,3 104,0±10,0 2,44±0,4 98,0±16,0
Примечание: * - уровень статистической значимости различий показателей в сравнении с южным районом -г. Надым (р<0,05).
Значения ЖЕЛ, ФЖЕЛ, ОФВ, имели тенденцию к уменьшению с увеличением северного стажа. В ходе проведенных исследований не выявлены статистически достоверные корреляционные связи показателей вентиляционной функции легких с возрастом и северным стажем.
Установлены гендерные различия величин ЖЕЛ, ФЖЕЛ и ОФВ, у обследованных жителей Ямала, свидетельствующие о статистически достоверном снижении средних значений указанных параметров у женщин в сравнении с лицами мужского пола (табл. 2).
Таблица 2
Различия показателей функции внешнего дыхания у мужчин и женщин
Показатели, % долж. Мужчины Женщины Р
ЖЕЛ 104,0±15,7 97,0±12,2 0,002
ФЖЕЛ 100,0±18,0 94,0±13,0 0,003
ОФВ; 94,0±16,0 91,0±12,0 0,05
В результате проведенных исследований были выявлены достоверные различия ЖЕЛ у коренных и пришлых жителей Ямала. Установлено, что величина ЖЕЛ у коренных жителей была выше и равнялась 100,6±13,4% долж., а у пришлого населения средние значения данного показателя составили 96,0±12,6 долж. (р<0,001). Значения ФЖЕЛ и ОФВ, у коренного и пришлого населения отличались, но не достигли статистической достоверности (р=0,14).
У лиц, работающих на холоде, выявлено достоверное снижение ЖЕЛ, ФЖЕЛ и ОФВ! (табл. 3).
Таблица 3
Характеристика показателей функции внешнего дыхания у работающих лиц в зависимости от
условий труда
Показатели, % долж. Холодовое воздействие Р
есть нет
ЖЕЛ 93,5±15,7 100,3±16,2 0,002
ФЖЕЛ 90,0±16,3 95,6±15,3 0,01
ОФВ[ 86,3±16,6 92,2±14,5 0,002
Итак, результаты нашего исследования свидетельствуют о достоверном снижении параметров ОФВ, при увеличении интенсивности воздействия климатических факторов на органы дыхания жителей ЯмалоНенецкого автономного округа. В работе Р.А.Кочкина и соавт. [4] этим же лицам провели повторное исследование функции внешнего дыхания в натурных условиях Ямала в безветренном помещении при температуре воздуха от -20°С до -27°С. При этом средние значения ОФВ, без физической нагрузки практически не изменились, после дозированной физической нагрузки отмечается возрастание ОФВ, на 2%. В исследовании О.Н.Поповой [9] снижение ОФВ1 отмечается только при прямом контакте с воздухом низких температур, в комфортных условиях увеличения сопротивления дыхательных путей не обнаружено.
Кроме того, нами выявлено увеличение ЖЕЛ в связи с широтностью. Схожие изменения ЖЕЛ выявлены в натурных условиях Р.А.Кочкиным и соавт. [4], Г.Е.Мироновой и соавт. [8]. Подобные изменения ЖЕЛ отмечены также в исследовании О.Н.Поповой [9]. Однако в работе О.В.Гришина и соавт. [3] при исследовании мигрантов первого года проживания выявлено, что ЖЕЛ у большинства здоровых жителей Севера Западной Сибири не выходит за пределы должных величин. Напротив, в работе А.А.Лобанова и соавт. [5] у неадаптированных мигрантов первого года проживания в условиях высоких широт отмечается изменение функции внешнего дыхания в виде снижения ЖЕЛ. Изменения показателей ЖЕЛ и ОФВ, можно рассматривать как адаптационные изменения с целью приспособления органов дыхания к климатическим факторам для согревания, увлажнения и обеспечения адекватного газообмена. Причиной разнообразия результатов и их противоречивость при исследовании показателей функции внешнего дыхания, по нашему мнению, является разнообразие в наступлении адаптационных изменений органов дыхания у лиц с одинаковым северным стажем и возрастом в связи с влиянием индивидуальных особенностей организма, питания, бытовых условий. Так же важны условия проведения исследований: время года, отбор и отсев при формировании групп, местные эпидемиологические условия.
Таким образом, в результате выполненных исследований установлено, что при продвижении в северном направлении у жителей Ямало-Ненецкого автономного округа происходят изменения показателей функции внешнего дыхания, выражающиеся в снижении ОФВ|. и увеличении ЖЕЛ, что связано с возрастанием интенсивности воздействия климатических факторов Крайнего Севера. Мы считаем, что полученные результаты могут быть использованы для построения прогностической модели адаптации органов дыхания к экстремальным условиям.
ЛИТЕРАТУРА
1. Агаджанян Н.А., Марачев А.Г., Бобков Г.А. Экологическая физиология человека. М.: КРУК, 1999. 416
2. Гриппи М.А. Патофизиология легких: пер. с англ. М.: БИНОМ, СПб: Невский Диалект, 1999. 344 с.
3. Гришин О.В., Устюжанинова Н.В. Дыхание на Севере. Функция. Структура. Резервы. Патология. Новосибирск: Аг1>А\'спцс. 2006. 253 с.
4. Факторы риска у больных ХОЗЛ в Ямальском регионе / Р.А.Кочкин [и др.] // Здравоохр. Ямала. 2008. №1. С. 12-20.
5. Факторы риска хронических неспецифических заболеваний легких у жителей Ямала / А.А. Лобанов [и др.] // Здравоохр. Ямала. 2008. №3. С. 12-20.
6. Заболевания органов дыхания в экстремальных экологических условиях Северо-Востока СССР / М.Т.Луценко [и др.]. Благовещенск, 1990. 175 с.
7. Луценко М.Т. Состояние здоровья населения Дальневосточного региона и факторы, его определяющие // Бюл. физиол. и патол. дыхания. 1998. Вып.1. С.4-14.
8. Миронова Г.Е., Васильев Е.П., Величковский Б.Т. Антиокислительная терапия хронической обструктив-ной болезни легких в условиях Крайнего Севера // Пульмонология. 2008. №1. С.39-44.
9. Попова О.Н. Характеристика адаптивных реак-
ций внешнего дыхания у молодых лиц трудоспособного возраста, жителей Европейского Севера: автореф. дис. ... д-ра мед. наук. М., 2009. 39 с.
REFERENCES
1. Agadzhanyan N.A., Marachev A.G., Bobkov G.A. Ekologicheskaya fiziologiya cheloveka [Ecological physiology of a man]. Moscow: KRUK; 1998.
2. Grippi M.A. Patofiziologiya legkikh [Pulmonary pathophysiology]. Moscow: BINOM, St. Petersburg: Nevskiy Dialekt; 1999.
3. Grishin O.V., Ustyuzhaninova N.V. Dykhanie na Severe. Funktsiya. Struktura. Rezervy. Patologiya [The breath in the North. Function. Structure. Reserves. Pathology]. Novosibirsk: Art-Avenue; 2006.
4. KochkinR.A., Lobanov A. A., Andronov S.V., Shus-tikovI.A., Chernova S.V. Zdravookhranenie Yamala 2008; 1: 12-20.
5. Lobanov A.A., Kochkin R.A., Shustikov I.A., Chernova S.V. Zdravookhranenie Yamala 2008; 3: 12-20.
6. Lutsenko M.T., Tseluyko S.S., Samsonov V.P, Man-akov L.G, Perel'man Yu.M., Pirogov A.B., Lenshin A.V., Ershov S.P., Lysenko V.A. Zabolevaniya organov dykhaniya v ekstremal'nykh ekologicheskikh usloviyakh Severn- Vostoka SSSR [The pathology of lungs in extreme ecology conditions of the North-East of the USSR]. Blagoveshchensk; 1990.
7. Lutsenko M.T. Bulleten' fiziologii i patologii dy-haniya 1998; 1:4-14.
8. Mironova G.E., Vasil'ev E.P, Velichkovskiy B.T. Pul'monologiya 2008; 1:39-44.
9. Popova O.N. Kharakteristilm adaptivnykh reaktsiy vneshnego dykhaniya и molodykh lits trudosposobnogo vozrasta, zhiteley Evropeyskogo Severn: avtoreferat dis-sertatsii doktora meditsinskikh nauk [The characteristic of adaptive reactions of external respiration in young people of working-age in the European North: abstract of thesis... doctor of medical sciences]. Moscow; 2009.
Поступила 20.07.2012
Контактная информация
Сергей Васильевич Андронов,
научный сотрудник отдеча экологического мониторинга и биомедицинских технологий,
Научный центр изучения Арктики, 629730, ЯН АО, г. Надым, проезд 14. E-mail: [email protected] Correspondence should be addressed to Sergey V. Andronov,
MD, Staff scientist of Department of Ecological Monitoring and Biomedical Technologies,
Scientific Center of Arctic Regions Studying, 14 Passage, Nadym, 629730, Russian Federation.
E-mail: [email protected]
