CC BY
25
ИЗМЕНЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ У СПОРТСМЕНОВ В УСЛОВИЯХ ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ
Г.П. ЗОЛОТНИКОВА, М.В. ЗАХАРОВА, БГУ им. акад. И.Г. Петровского, Брянск, Россия;
Н.Е. ЗАХАРОВ, БГИТУ, г. Брянск, Россия
Аннотация
Недостаточность данных о состоянии респираторной системы спортсменов в экологически неблагополучных условиях и противоречивость сведений о влиянии на нее физических нагрузок на фоне действия неблагоприятных факторов среды определили актуальность данного исследования. Цель исследования: выявить закономерности изменения функциональных показателей респираторной системы юношей-спортсменов в условиях техногенного загрязнения. Результаты исследований показателей внешнего дыхания у юношей-легкоатлетов и лиц, не занимающихся спортом, из экологически различных районов выявляют более высокий уровень функционального состояния дыхательной системы у лиц из экологически условно чистого района независимо от занятий спортом. Это проявляется у них урежением частоты дыхания, более высокой жизненной емкостью легких, достоверным превышением должного уровня жизненной емкости легких, более высокими показателями жизненного индекса и проб Штанге и Генчи. У юношей, регулярно занимающихся легкой атлетикой по системе тренировок, рассчитанных адекватно состоянию здоровья и с учетом функциональных возможностей организма, восстановление адаптационных резервов респираторной системы происходит быстрее и в более полном объеме, что помогает нивелировать негативное влияние токсико-
химического загрязнения окружающей среды на организм.
Ключевые слова: спортсмены, функции внешнего дыхания, адаптационные резервы респираторной системы,
техногенное загрязнение.
CHANGES IN THE INDICES OF EXTERNAL RESPIRATION OF ATHLETES IN THE CONDITIONS OF TECHNOGENIC POLLUTION
G.P. ZOLOTNIKOVA, M.V. ZAKHAROVA, BSU named after Acad. I.G. Petrovsky, Bryansk, Russia;
N.E. ZAKHAROV, BSETU, Bryansk, Russia
Absract
The lack of data on the state of the respiratory system of athletes in ecologically unfavorable conditions and contradictory information about the impact of physical activity on it against the background of adverse environmental factors determined the relevance of this study. The aim of the study is to reveal the regularities of changes in the functional parameters of respiratory system of young athletes in terms of man - made pollution. The results of the research of external respiration in young athletes and individuals not involved in sports, from ecologically different regions reveal a higher level of the functional state of the respiratory system in individuals of ecologically relatively clean area, regardless of the sports that appear slowing of breathing rate, the higher vital capacity of the lungs, significant excess of the proper level of lung capacity, higher rates of living index and samples of Rod and hence. In young men, regularly engaged in athletics on the system of training, calculated adequately to health and taking into account the functionality of the body, the restoration of adaptive reserves of the respiratory system occurs faster and more fully, which helps to neutralize the negative impact of toxic and chemical pollution on the body.
Keywords: athletes, the functions of external respiration, adaptation reserves of the respiratory system, technogenic
pollution.
Введение
Физкультура и спорт все уверенней входят в жизнь молодых людей, являясь важным фактором здорового образа жизни, сохранения и укрепления здоровья нации. Как установлено, физические тренировки оказывают выраженное благоприятное влияние на состояние функциональных систем, повышают уровень адаптационного потенциала организма [2, 4, 7, 9, 11]. Выявлено благопри-
ятное влияние длительных экстенсивных физических нагрузок на систему внешнего дыхания, установлена оптимизация акта дыхания при выполнении спортивных упражнений [3, 5, 10, 12]. Вместе с тем имеются данные об отрицательном влиянии повышенных физических нагрузок на организм человека [1]. Недостаточность данных о состоянии респираторной системы спортсменов
С*)
в экологически неблагополучных условиях и противоречивость сведений о влиянии на нее физических нагрузок на фоне действия неблагоприятных факторов среды определили актуальность данного исследования.
Цель исследования: выявить закономерности изменения функциональных показателей респираторной системы юношей-спортсменов в условиях техногенного загрязнения.
Методы и организация исследования
Районы проживания обследованных лиц были разделены на 2 экологические группы (ЭГ) в зависимости от показателей техногенного загрязнения: ЭГ-1 - экологически благополучные (г. Брянск); ЭГ-2 - токсико-хими-ческого загрязнения (Новозыбковский район Брянской обл.). Всего было обследовано 84 юноши, из них: 44 чел. -представители спортивной специализации «легкая атлетика» (21 чел. вошли в ЭГ-1, 23 - в ЭГ-2) и 40 чел. - их сверстники, не занимающиеся спортом (19 чел. - в ЭГ-1, 21 чел. - в ЭГ-2). Возраст испытуемых: 20-21 год.
Исследование функций внешнего дыхания проводилось по общепринятым методикам. Жизненная емкость легких (ЖЕЛ, л) и форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ, л) определены методом спирометрии с использованием суховоздушного спирометра. По формулам рассчитаны: должная жизненная емкость легких (ДЖЕЛ, л) и жизненный индекс (ЖИ, мл/кг). Проведены функциональные пробы с задержкой дыхания после вдоха (Штанге) и после выдоха (Генчи). Статистический анализ материала проводился на компьютере Pentium-4 с использованием программных комплексов Microsoft Ехсе1 Statistical и SPSSv22 с применением параметрических и непараметрических методов анализа; статистические решения принимались на 5%-м уровне значимости.
Результаты исследования
Комплексный эколого-гигиенический анализ факторов, влияющих на организм обследованных групп спортсменов, показал, что степень радиоактивного загрязнения по 08-137 и уровень у-фона являются наиболее высокими в г. Новозыбкове. На период проводимых нами исследований плотность радиоактивного загрязнения по 08-137 составляла в г. Брянске 0,28 Ки/км2, г. Новозыбкове -13,63 Ки/км2. Уровень у-фона в изучаемых населенных пунктах колебался в пределах 12-17 мкР/ч, 32-45 мкР/ч соответственно. Уровень территориальных химических нагрузок является наиболее высоким в Новозыбковском районе. На период проведения исследований среднегодовые территориальные нагрузки пестицидами составляли: в Новозыбковском районе - 0,40 кг/га; Брянском районе -менее 0,1 кг/га.
Таким образом, юноши, проживающие в г. Новозыб-кове, испытывают воздействие сочетанных радиационно-химических нагрузок. Город Брянск - место проживания контрольной группы юношей - характеризуется как экологически условно чистый район.
Результаты исследований функционального состояния аппарата внешнего дыхания у юношей из экологически сравниваемых районов представлены в таблице. Сравнительный анализ физиометрических показателей респираторной системы лиц, занимающихся и не занимающихся легкой атлетикой, выявил более низкие значения по всем исследуемым критериям у испытуемых, не прибегавших к систематическим занятиям профессиональным спортом, что подтверждает благоприятное влияние занятий физической культурой на функционирование дыхательной системы как одной из ведущих систем адаптации организма.
Таблица
Показатели внешнего дыхания у лиц из экологически различных районов, занимающихся и не занимающихся легкой атлетикой
Группа Не занимающиеся спортом Легкоатлеты
~~ -—-—Район Показатель —^^^^ ЭГ-1 ЭГ-2 ЭГ-1 ЭГ-2
Частота дыхания (ЧД), раз/мин 17,4 ± 0,63 17,8 ± 0,52 14,2 ± 0,59 15,3 ± 0,61
ЖЕЛ, л 4,1 ± 0,34 3,4 ± 0,41 4,8 ± 0,39 4,6 ± 0,61
% от ДЖЕЛ 94,7 ± 4,18* 79,8 ± 4,11 123,9 ± 3,85* 104,8 ± 3,76
ФЖЕЛ/ЖЕЛ, % 76,8 ± 3,41* 71,4 ± 3,12 83,2 ± 3,24* 75,1 ± 2,17
Жизненный индекс (ЖИ), у.е. 64,2 ± 1,10* 58,1 ± 2,17 76,8 ± 2,10* 69,5 ± 1,60
Проба Штанге, с 75,0 ± 1,14 73,2 ± 2,31 81,2 ± 3,4 78,6 ± 2,17
Проба Генчи, с 32,2 ± 1,14 30,1 ± 1,08 38,4 ± 1,21 36,2 ± 1,17
Обозначения: ЖЕЛ - жизненная емкость легких; ДЖЕЛ - должная жизненная емкость легких; ФЖЕЛ - форсированная жизненная емкость легких; ЭГ-1 - экологически благополучные районы; ЭГ-2 - районы токсико-химического загрязнения. * Различия с ЭГ-1 статистически существенны (р < 0,05).
С целью выявления особенностей функционирования дыхательной системы в соответствии с условиями проживания был проведен статистический анализ показателей функции внешнего дыхания у испытуемых, проживающих и тренирующихся в экологически различных районах.
Показатели внешнего дыхания лиц, не занимающихся систематически легкой атлетикой, представлены в таблице. Сравнительный анализ данных, полученных у лиц в различных районах проживания, выявил более негативные значения по всем анализируемым показателям у лиц, проживающих в условиях токсико-химического загрязнения окружающей среды. При этом статистически значимые отличия выявлены по показателям отклонения реальной жизненной емкости от должной, отношению форсированной емкости легких к жизненной емкости легких, жизненному индексу.
При сравнении показателей частоты дыхания в покое у юношей из экологически различных районов, не занимающихся спортом, не выявлено значительных отличий; разница составила 2,3% с более высокими значениями в условиях токсико-химического загрязнения.
Анализ реальной жизненной емкости легких в группе испытуемых, не занимающихся спортом, выявил более низкие значения у лиц, проживающих в экологически менее благополучных районах. Так, показатели ЖЕЛ неспортсменов из экологически чистого района превышали аналогичные показатели юношей из г. Новозыбкова в 1,2 раза. Сравнительный анализ отклонений реальной ЖЕЛ от должной, рассчитанной по формулам, показал, что в обеих экологических группах испытуемых, не занимающихся профессионально спортом, наблюдаются отклонения в сторону уменьшения емкости легких по сравнению с должными значениями (в ЭГ-1: 94,7 ± 4,18% от ДЖЕЛ; в ЭГ-2: 79,8 ± 4,11% от ДЖЕЛ). При этом различия являются статистически значимыми, что отражает негативное влияние состоянии окружающей среды на функциональные показатели респираторной системы. Анализ индивидуальных значений показателей внешнего дыхания у этих юношей выявил, что в обеих экологических группах ЖЕЛ не достигают должных величин, и это может свидетельствовать о возможности развития рест-риктивных изменений умеренной выраженности в будущем. На наш взгляд, более низкие значения ЖЕЛ по сравнению с ДЖЕЛ связаны в первую очередь с малоподвижным образом жизни обследованных неспортсменов, а на загрязненных территориях могут также быть обусловлены действием радиационно-химических факторов.
Отношение форсированной жизненной емкости легких (ФЖЕЛ) к жизненной емкости легких (ЖЕЛ) характеризует бронхиальную проходимость. Норма отношения ФЖЕЛ к ЖЕЛ составляет 70% и более, т.е. в обеих экологических группах нарушений трахеобронхиальной проводимости по данным ФЖЕЛ выявлено не было. Однако следует отметить, что в условиях экологически загрязненного района среднегрупповой показатель
ФЖЕЛ/ЖЕЛ находится на границе, отделяющей норму от дыхательной недостаточности, что может свидетельствовать о негативном влиянии сочетанного действия радиационно-химического загрязнения на функции внешнего дыхания. Различие по экологическим группам является статистически значимым, так, неспортсмены из экологически чистого района имеют величины отношения ФЖЕЛ к ЖЕЛ на 5,4% выше, чем юноши из экологически неблагополучных территорий.
Анализ показателей жизненного индекса также выявил статистически значимые отличия у испытуемых, проживающих в экологически различных условиях. Показатели неспортсменов из загрязненных территорий несколько превышают показатели жизненного индекса сверстников из чистого района (на 6,1 у.е.), что также является отражением негативного воздействия токсико-химического загрязнения окружающей среды на функциональные показатели респираторной системы.
Также были проведены функциональные пробы на задержку дыхания: функциональная нагрузка с задержкой дыхания после вдоха (проба Штанге) и после выдоха (проба Генчи); измерялось время задержки дыхания в секундах. Проба Штанге позволяет оценить устойчивость организма человека к смешанной гиперкапнии и гипоксии, отражающую общее состояние кислородообеспечи-вающих систем организма при выполнении задержки дыхания на фоне глубокого вдоха, а проба Генчи - на фоне глубоко выдоха. Эти пробы используются для суждения о кислородном обеспечении организма и оценки общего уровня тренированности человека.
Проведенный сравнительный анализ показал, что в условиях экологического неблагополучия выявлены более низкие значения задержки дыхания у обследованных лиц, однако различия не являются статистически значимыми, составляя в среднем 1,1-1,8 с.
Результаты, полученные при диагностике физиологических резервов респираторной системы легкоатлетов, проживающих в экологически различных условиях, представлены в таблице. В целом выявлены те же тенденции, что и для лиц, не занимающихся спортом, однако следует отметить, что негативные проявления, связанные с отрицательным воздействием токсико-химического загрязнения в районах проживания, у спортсменов менее значительны, чем у их сверстников из экологически чистых районов.
Так, у юношей-легкоатлетов, проживающих в экологически различных районах, показатели частоты дыхания на 7,75% ниже в экологически условно чистом районе, однако достоверных различий при этом не выявлено. Анализ полученных данных позволяет заключить, что урежения дыхания в состоянии покоя у спортсменов являются показателями экономизации функций системы дыхания.
Сравнительный анализ ЖЕЛ спортсменов из экологически различных районов выявил, что в обеих экологических группах значения являются достаточно высокими
и превышают должные показатели, рассчитанные по формулам. Следует отметить, что у спортсменов даже в условиях токсико-химического загрязнения выявляются более благоприятные значения жизненной емкости легких, чем у их сверстников, не занимающихся спортом. Так, превышение должного значения у легкоатлетов из экологически чистого района составило более 20%, что является отличным показателям в соответствии с возрастными физиологическими нормами. В районе техногенного загрязнения значения ЖЕЛ спортсменов соответствуют возрастным нормам, у их сверстников, не занимающихся систематически спортом, отклонения в сторону снижения ЖЕЛ относительно должных составили 20,2%, что является крайне негативной тенденцией. Таким образом, регулярные занятия спортом обеспечивают более высокий уровень развития физиометрических показателей респираторной системы даже на фоне экологического неблагополучия.
Анализ показателей ФЖЕЛ выявил максимальные значения данного показателя среди легкоатлетов, проживающих в экологически чистом районе (83,2 ± 3,24 у.е.), минимальные - у неспортсменов из экологически чистого района (71,4 ± 3,12 у.е.). Показатели ЖИ легкоатлетов из загрязненных территорий несколько ниже, чем у спортсменов из чистого района; различия составляют 7,3%. Показатели ЖИ неспортсменов из загрязненных территорий ниже, чем у их сверстников из чистого района, на 6,1%.
Сравнительный анализ функциональных проб Генчи и Штанге выявил такие же тенденции, как у лиц, не занимающихся спортом: в экологически неблагополучных условиях задержка дыхания менее значительная, чем в условиях экологического благополучия. Так, по пробе Штанге различия у спортсменов составили 2,6 с, у неспортсменов - 1,8 с. По пробе Генчи различия между экологическими группами оказались менее существенными и составили соответственно 2,2 с и 2,1 с.
Заключение
Таким образом, результаты исследований показателей внешнего дыхания у юношей-легкоатлетов и лиц, не занимающихся спортом, из экологически различных районов выявляют более высокий уровень функционального состояния дыхательной системы у лиц из экологически условно чистого района независимо от занятий спортом, что проявляется у них урежением частоты дыхания, более высокой жизненной емкостью легких, достоверным (р < 0,05) превышением должного уровня жизненной
емкости легких, более высокими показателями жизненного индекса и проб Штанге и Генчи. У юношей, регулярно занимающихся легкой атлетикой по системе тренировок, рассчитанных адекватно состоянию здоровья и с учетом функциональных возможностей организма, восстановление адаптационных резервов респираторной системы происходит быстрее и в более полном объеме, что помогает нивелировать негативное влияние токсико-химического загрязнения окружающей среды на организм.
Литература
1. Аверина, Л.В. Систематические занятия спортом как фактор риска развития мочекаменной болезни / Л.В. Аверина // Актуальные проблемы охраны здоровья учащихся и рабочих профессиональных групп в экологически неблагополучных условиях: Сборник материалов VIII Международной научно-практической конференции. -г. Брянск, 26-28 июня 2012 г. - Брянск: Группа компаний «Десяточка», 2012. - 359 с.
2. Аверина, Л.В. Физкультпаузы как способ повышения уровня физической адаптации учащихся специальных и подготовительных медицинских групп в современных экологических условиях / Л.В. Аверина, И.Ю. Лужецкая // Актуальные проблемы охраны здоровья человека в экологически неблагополучных условиях: Сборник материалов X Международной научно-практической конференции. -г. Брянск, 12-14 октября 2016 г. - Брянск: РИО БГУ,
2016. - С. 279-285.
3. Ванюшин, Ю.С. Состояние кардиореспиратор-ной системы спортсменов с различными типами кровообращения при физической нагрузке / Ю.С. Ванюшин, Н.А. Федоров // Педагогико-психологические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта. -
2017. - Т. 12. - № 1. - С. 160-166.
4. Домничев, А.В. Вовлеченность студенческой молодежи в занятия физической культурой как условие и фактор укрепления их здоровья / А.В. Домничев, И.Ф. Албегова, Г.Л. Шаматонова // Вестник спортивной науки. - 2016. - № 1. - С. 47-49.
5. Захаров, Н.Е. Особенности адаптации дыхательной системы спортсменов различных специализаций под влиянием систематических тренировок / Н.Е. Захаров, Г.П. Золотникова // Лесгафтовские чтения - 2016: материалы научно-практической конференции. - С. 158-161.
6. Захарова, М.В. Состояние иммунологической резистентности организма спортсменов из экологически различных районов / М.В. Захарова, Н.Е. Захаров, Г.П. Золотникова, Л.В. Аверина // Проблемы региональной экологии. - 2017. - № 4. - С. 38-43.
7. Зиятдинова, А.И. Изменение показателей насосной функции сердца у подростков, занимающихся спортом, при выполнении функциональных нагрузок / А.И. Зият-динова // Теория и практика физической культуры. -2011. - № 1. - С. 83-86.
8. Комарова, Н.А. Влияние физической нагрузки на состояние дыхательной системы девушек-легкоатлеток / Н.А. Комарова // В сборнике: Актуальные исследования в области биологии и смежных наук // Материалы Всероссийской научной конференции. - 2018. - С. 130-135.
С*)
9. Корженевский, А.Н. Адаптация борцов к соревновательной нагрузке / А.Н. Корженевский, В.А. Клендар, В.Н. Морозов, М.Н. Бархатов // Вестник спортивной науки. - 2016. - № 3. - С. 41-44.
10. Кужугет, А.А. Функциональные особенности дыхания и кровообращения студентов в зависимости от вида спортивной деятельности / А.А. Кужугет, В.Б. Рубанович, Р.И. Айзман // Теория и практика физической культуры. - 2010. - № 10. - С. 50-52.
11. Мальцев, А.М. Влияние физических нагрузок на организм человека / А.М. Мальцев, Е.В. Егорычева, И.В. Чернышева // В сборнике: Человек, общество и культура в XXI веке. Сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции. - 2017. - С. 134-137.
12. Щеглов, Е.М. Особенности влияния физической культуры на организм человека / Е.М. Щеглов, К.Н. Смирнов, А.В. Антонюк // Актуальные научные исследования в современном мире. - 2017. - № 5-7 (25). - С. 183-188.
References
1. Averina, L.V. (2012), Systematic sports activities as a risk factor for urolithiasis, In: Aktual'niye problemy ohrany zdorov'ya uchashchikhsya i rabochih professionalnyh grupp v ekologichesky neblagopoluchnyh usloviyah: Collection of materials VIII International scientific and practical conference. Bryansk, 26-28June 2012, Bryansk: Group of companies: "Desyatochka", 359 p.
2. Averina, L.V. and Luzhetskaya, I.Y. (2016), Physical education as a way to increase the level of physical adaptation of students of special and preparatory medical groups in modern environmental conditions, In: Aktual'niye problemy ohrany zdorov'ya cheloveka v ekologichesky neblagopoluchnyh usloviyah: Collection of materials X International scientific and practical conference. Bryansk, 12-14 October 2016, Bryansk: RIO BGU, pp. 279-285.
3. Vanyushin, Y.S. and Fedorov, N.A. (2017), State of cardiorespiratory system of sportsmen with different types of blood circulation under physical load, Pedagogiko-psi-hologicheskie i medico-biologicheskie problemy phizicheskoy kultury i sporta, vol. 12, no. 1, pp. 160-166.
4. Domnichev, A.V. Albegova, I.F. and Shamatonova, G.L. (2016), Involvement of students in physical education classes as a condition and factor of their health promotion, Vestnik sportivnoy nauki, no. 1, pp. 47-49.
5. Zakharov, N.E. and Zolotnikova, G.P. (2016), Features of adaptation of respiratory system of athletes of various specializations under the influence of systematic trainings, In: Lesgaftovskye chteniya-2016: materials of scientific and practical conference, pp. 158-161.
6. Zakharova, M.V., Zakharov, N.E., Zolotnikova, G.P. and Averina, L.V. (2017), The state of immunological resistance of the organism of athletes from ecologically different regions, Problemy regional'noy ekologii, no. 4, pp. 38-43.
7. Ziyatdinova, A.I. (2011), Change in parameters of heart pumping function in teenagers engaged in sport while performing functional loads, Teoriya i praktika phizicheskoy kul'turi, no. 1, pp. 83-86.
8. Komarova, N.A. (2018), The influence of physical activity on the respiratory system of female athletes, In: Aktual'nye issledovaniya v oblasti biologii i smezhnyh nauk: Materials of the all-Russian scientific conference, pp. 130135.
9. Korzhenevsky, A.N., Klendar, V.A., Morozov, V.N. and Barhatov, M.N. (2016), Adaptation of wrestlers to competition load, Vestnik sportivnoy nauki, no. 3, pp. 41-44.
10. Kuzuget, A.A., Rubanovich, V.B. and Aizman, R.I. (2010), Functional features of external respiration and blood circulation of students depending on kind of sports activity, Teoriya i praktika phizicheskoy kul'turi, no. 10, pp. 50-52.
11. Maltsev, A.M., Egorycheva, E.E. and Chernysheva, I.V. (2017), Influence of physical loads on the human body, In: Chelovek, obshchestvo i kultura v XXI veke: Collection of scientific works on the materials of the International scientific-practical conference, pp. 134-137.
12. Shcheglov, E.M. Smirnov, K.N. and Antonyuk A.V. (2017), Features of influence of physical culture on a human body, Aktual'niye nauchniye issledovaniya v sovremennom mire, no. 5-7 (25), pp. 183-188.
C*)
