CC BY
93
УДК 612.821.1 ББК 28.707.3 : 88.37
Шибков Анатолий Алексеевич
аспирант
кафедра анатомии, физиологии человека и животных Челябинский государственный педагогический университет
г. Челябинск Shibkov Anatoliy Alexeevich Post-graduate
Department of anatomy and physiology of human and animal Chelyabinsk State Pedagogical University Chelyabinsk [email protected]
Оценка функции внешнего дыхания у первоклассников в динамике учебного года
Assessment of an external respiratory function of the first-graders in the dynamics of the school year
В статье рассмотрены параметры, характеризующие функции внешнего дыхания у детей 7-8 лет в динамике адаптации к образовательному процессу, показаны особенности данной функции у детей, проживающих в Уральском регионе в сравнении со сверстниками из других регионов РФ.
The article describes the parameters of respiratory function of the 7-8-year-old children in the dynamics of adaptation to the educational process, the article shows the features of this function of the children living in the Urals region in comparison with their peers from other regions of the Russian Federation.
Ключевые слова: жизненная емкость легких, жизненный индекс, дети 78 лет, Уральский регион.
Key words: vital capacity of lungs, life index, a 7-8-year-old children, the Ural region.
Особенности развития системы дыхания у детей представлены в ряде публикаций отечественных и зарубежных исследователей [3, 5, 6, 8, 10, 12]. Однако проблема исследования особенностей развития функции внешнего дыхания у детской популяции до настоящего времени остается актуальной. Это обусловлено тем, что дыхательная система в совокупности с сердечнососудистой является жизнеобеспечивающей и во многом определяющей адаптационные процессы растущего организма. При оценке функционального состояния системы дыхания необходимо соблюдение принципов комплексности и
оптимальности, учета половозрастных особенностей, простоты и доступности диагностики и объективности оценки результатов [11].
В наших исследованиях, мы соблюдали эти требования для обеспечения сравнимости результатов, полученных на выборках детей 7-8 лет, проживающих в ряде крупных мегаполисов Российской Федерации. Цель работы -провести скрининг-обследование учащихся первого года обучения и выявить особенности функции внешнего дыхания в зависимости от пола и региона проживания обследуемых.
Организация и методы исследования. Исследование проводилось в период с 2010 по 2013 год на базе НИЛ «Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды» ФГБОУ ВПО Челябинского государственного педагогического университета. В рамках проводимого исследования обследовали детей 7-8 лет ряда муниципальных общеобразовательных учреждений г. Челябинска, согласно договору о научно-педагогическом сотрудничестве между Управлением по делам образования г. Челябинска и Челябинским государственным педагогическим университетом. Включение детей в обследования проводилось на основе письменного добровольного согласия родителей, законных представителей ребенка и по согласованию с руководителями экспериментальных площадок. Данное исследование выполнено в рамках государственного проекта № 4.1187.2011, тема «Межпопуляционные экологофизиологические особенности учащейся молодежи Уральского региона РФ -структурно-содержательная основа модели управления здоровьесбережением в условиях информационной образовательной среды». В обследовании приняли участие 343 школьника - первоклассника в возрасте 7-8 лет, из них 196 девочек и 147 мальчиков. Общая популяция детей дифференцировалась в соответствии с задачами исследования.
Измерение жизненной емкости легких (л) проводили при помощи сухого спирометра. Перед проведением измерений осуществлялся подробный инструктаж по технике выполнения требуемых дыхательных актов и их демонстра-
ция. Измерения проводились в положении стоя, отдых между замерами - в положении сидя. Должная жизненная емкость легких (ДЖЕЛ) в зависимости от пола вычислялась в соответствии со следующими формулами:
Мальчики: ДЖЕЛ (л) = Рост (см) х 0,052 - Возраст (лет) х 0,022 - 4,6;
Девочки: ДЖЕЛ (л) = Рост (см) х 0,041- Возраст (лет) х 0,018 - 3,7;
Отклонение фактической жизненной емкости легких от должной в норме составляет не более 15 %.
Индивидуализированную оценку жизненной емкости легких проводили рассчитывая показатель жизненного индекса - отношение ЖЕЛ (в см3) к массе тела (в кг). Оценку жизненного индекса осуществляли исходя из следующих критериев: ниже среднего - 51-55 мл/кг и 41-45 мл/кг; средний - 56-60 мл/кг и 46-50 мл/кг; выше среднего - 61-65 мл/кг и 51-55 мл/кг для мальчиков и девочек соответственно [1].
Статистическая обработка данных проводилась с помощью программы Microsoft Office Excel, статистического пакета «Статистика 6.0».
Результаты исследования и их обсуждение
Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) - это показатель, характеризующий вентиляцию легких и эффективность внешнего дыхания. ЖЕЛ зависит от возрастных, половых и морфологических особенностей и широко используется для оценки физического развития человека. Оценка функционального состояния респираторной системы учащихся проводилась с использованием данных ЖЕЛ и должного значения жизненной емкости легких (ДЖЕЛ). В таблице № 1 приведены среднегрупповые показатели функции внешнего дыхания детей 7-8 лет на этапе адаптации к образовательному процессу. Следует отметить, что параметры ЖЕЛ обследуемых детей обоего пола укладываются в границы воз-растно - половых значений. При этом у мальчиков показатели в среднем на 0,2 литра выше, чем у девочек. Аналогичные данные были получены на детях 7 лет г. Тюмени, однако абсолютные показатели ЖЕЛ как у мальчиков (1,3 л), так и у девочек (1,2 л) были ниже, чем у детей г. Челябинска. Анализ исследуемых па-
раметоров показал, что в группе девочек в динамике учебного года показатель жизненной емкости легких значимо увеличивался, а в группе мальчиков практически не изменялся.
Обращает на себя внимание показатель относительного значения коэффициента вариации. На начало учебного года по данному критерию можно говорить об умеренной изменчивости признака в обследуемой популяции детей. Увеличение коэффициента вариации ЖЕЛ выше 30% к концу учебного года, как в группе девочек, так и мальчиков указывает на повышение неоднородности по данному показателю в обследуемой группе. Сопоставление полученных нами результатов с данными других авторов позволяет заключить, что показатели функции внешнего дыхания у первоклассников г. Челябинска сопоставимы с детьми г. Павлодара [9]. В частности автор указывает, что ЖЕЛ у девочек 7 лет составила 1,42+0.03, а у мальчиков - 1,53+0,04 литра. Близкие по значениям показатели ЖЕЛ получены у детей, проживающих в условиях Среднего Приобья: для девочек - 1,50+0,03 и мальчиков - 1,62+0,04 [7].
Таблица 1
Показатели ЖЕЛ первоклассников в динамике учебного года
Показатели девочки мальчики
Октябрь 2010 г. Март 2011 г. Октябрь 2010 г. Март 2011 г.
Норма (1,1 - 1,5 л) Норма (1,3- 1,9 л)
ЖЕЛ, л 1,36+0,03 1,49*+0,03 1,58+0,03 1,67+0,03
Коэффициент вариации, V 20,59 38,06 20,67 35,42
Квартили: Р25% / Р75% 1,60 / 1,40 1,70 / 1,40 1,40 / 1.80 1,90 / 1,50
Согласно результатам, представленным в таблице № 2, можно отметить увеличение на 11,2% доли девочек с соответствием ЖЕЛ (л) и ДЖЕЛ (л) в динамике учебного года. Среди мальчиков доля таких детей была ниже, чем в группе девочек на 12,6% на начало и на 21,3% на конец учебного года. Доля девочек с показателями ЖЕЛ, превышающими должные значения была в 5 раз
больше, чем доля мальчиков. Соответственно среди мальчиков, дети со значениями ЖЕЛ ниже должных значений, составили более 50%.
Таблица 2
Распределение учащихся по отношению ЖЕЛ/ДЖЕЛ в динамике
учебного года
Показатели девочки мальчики
Октябрь 2010 г. Март 2011 г. Октябрь 2010 г. Март 2011 г.
ДЖЕЛ ± 15% 50,1 61,3 37,5 40,0
Превышает ДЖЕЛ более чем на 15% 36,4 29,0 6,3 6,0
Ниже ДЖЕЛ более чем на 15% 13,5 9,7 56,2 54,0
Таким образом, из полученных результатов следует, что функция внешнего дыхания у мальчиков по абсолютным показателям ЖЕЛ характеризуется более высокими показателями, чем у девочек, а по соответствию ЖЕЛ и ДЖЕЛ ситуация обратная.
Для индивидуализированной оценки жизненной емкости легких нами применялся показатель жизненного индекса. Оценка жизненного индекса производится в соответствии со следующими критериями: ниже среднего - 51-55 мл/кг и 41-45 мл/кг; средний -56-60 мл/кг и 46-50 мл/кг; выше среднего -61-65 мл/кг и 51-55 мл/кг для мальчиков и девочек соответственно [1]. Аналогичные критерии оценки жизненного индекса мальчиков и девочек 8 лет, предложены в работе В.П. Шульпиной (2007): показатели ниже среднего 46,6 - 54,0 и 36,6 - 45,0; средние 54,1 - 65,0 и 45,1 - 57,0; высокие 65,1 и 57,1 и больше соответственно для мальчиков и девочек.
Таблица 3
Распределение детей 7-8 лет по показателю жизненного индекса, %
Этапы исследования мальчики девочки
ниже среднего средний выше среднего ниже среднего средний выше среднего
Начало учебного года 47,6 22,2 30,2 20,6 13,2 66,2
Конец учебного года 42,0 22,8 35,2 12,0 13,0 75,0
Анализ распределения учащихся по показателю жизненного индекса выявил увеличение количества девочек (таблица № 3) с индексом выше среднего на 9,0%, а среди мальчиков лишь на 5%; снижение доли с уровнем жизненного индекса ниже среднего на 8,6% и 5,6% соответственно к окончанию первого года обучения. Доля девочек и мальчиков со средними значениями жизненного индекса в динамике учебного года не изменилась.
Согласно исследованиям, проведенным Н.В. Зарытовской и А.С. Калмыковой (2013), удовлетворительные адаптационные особенности респираторной системы по значениям жизненного индекса были выявлены у 57,6%, низкие у 13,7%, высокие - у 28,7% из числа обследованных первоклассников общеобразовательных школ г. Ставрополя. Эти данные существенно отличаются от результатов нашего исследования. Близкие к нашим результаты по показателям жизненного индекса у детей 7 лет г. Тюмени были получены Н.З. Бакиевой и
Н.Н. Гребневой (2011). Однако авторы опираясь на абсолютные значения ЖИ, сделали заключение, что у мальчиков показатели выше, чем у девочек. Если же эти абсолютные значения мальчиков (55,5+1,7 л/кг) и у девочек (53,3+1,1 л/кг) сравнить с нормативными значениями для детей, то ЖИ у мальчиков будет ха-
рактеризоваться как средний, а у девочек выше среднего, что в целом согласуется с нашими результатами.
Выводы:
1. Показатели функции внешнего дыхания (ЖЕЛ) детей 7-8 лет на этапе адаптации к образовательному процессу обоего пола укладываются в границы возрастно-половых значений, при этом у мальчиков показатели в среднем на
0,2 литра выше, чем у девочек. Однако в группе девочек в динамике учебного года показатель жизненной емкости легких значимо увеличивался, а в группе мальчиков практически не изменялся.
2. Доля девочек с показателями ЖЕЛ, превышающими должные значения была в 5 раз больше, чем доля мальчиков. Соответственно среди мальчиков, дети со значениями ЖЕЛ ниже должных значений, составили более 50%.
3. По показателю жизненного индекса выявлено увеличение в динамике адаптации к образовательному процессу количества девочек с индексом выше среднего на 9,0%, а среди мальчиков - на 5%; снижение доли детей с уровнем жизненного индекса ниже среднего соответственно на 8,6% и 5,6%.
4. Сопоставление полученных нами результатов с данными других авторов позволяет заключить, что показатели функции внешнего дыхания у первоклассников г. Челябинска сопоставимы с детьми г. Павлодара, Среднего При-обья, г. Тюмени и существенно отличаются от результатов обследованных первоклассников общеобразовательных школ г. Ставрополя, что отражает региональные особенности адаптации системы внешнего дыхания детей 7-8 лет к конкретным условиям среды обитания.
Библиографический список
1. Айзман, Р.И. Методика комплексной оценки здоровья учащихся общеобразовательных школ / Р.И. Айзман, Н.И. Айзман, А.В. Лебедев, В.Б. Рубано-вич. - Новосибирск. - 2008. - 124 с.
2. Бакиева, Н.З. Антропо-физиологическая характеристика детей пред-школьного возраста / Н.З. Бакиева, Н.Н. Гребнева // Вестник Тюменского государственного университета, 2011. - № 6. - С. 116-122.
3. Зайнеев, М.М. Возрастные особенности реакции кардиореспираторной системы младших школьников на динамическую и изометрическую нагрузки в
различные периоды учебного года: дис. ... канд. биол. наук: 03.00.13 - физиология / Марсель Муратханович Зайнеев. - Казань, 2009. - 207 с.
4. Зарытовская, Н.В. Донозологическая диагностика состояния здоровья первоклассников / Н.В. Зарытовская, А.С. Калмыкова // Международный научно-исследовательский журнал. [Электронный ресурс].
5. Кузнецова, О.В. Автономная регуляция респираторно-гемодинамической системы у детей 8-11 лет с разной барорефлекторной чувствительностью / О.В. Кузнецова, В.Д. Сонькин // Физиология человека. 2008. -Т. 34, № 5. - С 106-116.
6. Лапшин, М.С. Особенности развития и функционального состояния
кардиореспираторной системы детей 6-11 лет, занимающихся спортивным ушу: дис. . канд. биол. наук : 03.00.13 - физиология / Максим Сергеевич Лап-
шин. - Челябинск, 2007. - 153 с.
7. Литовченко, О.Г. Особенности морфофункционального и психофизиологического развития уроженцев Среднего Приобья в возрасте 7-20 лет: дис. ... д-ра биол. наук : 03.00.13 - физиология / Ольга Геннадьевна Литовченко. - Челябинск, 2009. - 285 с.
8. Макарова, И.М. Особенности функционального состояния кардиореспираторной системы школьников 8-16 лет с нарушением зрения (в условиях относительного покоя и при физических нагрузках): автореф. дис. ... канд. биол. наук: 03.00.13 - физиология / Ирина Михайловна Макарова. - Тюмень, 2006. -23 с.
9. Мукатаева, Ж.М. Морфофункциональные и психофизиологические особенности развития детей и подростков: монография / Ж.М. Мукатаева. -Павлодар, 2010. - 248 с.
10. Соколов, Е.В. Внешнее дыхание: общие закономерности и особенности возрастного развития (обзор) / Е.В. Соколов // Альманах Новые исследования. 2001. - № 1. - С. 35-47.
11. Шульпина, В.П. Дыхательная гимнастика в процессе физкультурнооздоровительной работы со школьниками: методические рекомендации / В.П. Шульпина. - Омск: Изд-во СибГУФК, 2007. - 56 с.
12. Whipp, B.J. Physiological mechanisms dissociating pulmonary C02 and 02 exchange dynamics during exercise in humans / B.J. Whipp // Exp Physiol., 2007. -92(2). - Р. 347-355.
Bibliography
1. Aizman, R.I. Comprehensive evaluation method of health of school children / R.I. Aizman, N.I. Aisman, A.V. Lebedev, V.B. Rubanovitch. - Novosibirsk. - 2008.
- 124 p.
2. Bakiyeva, N.Z. The anthropo-physiological characteristics of the preschool children / N.Z. Bakiyeva, N.A. Grebneva // Bulletin of the Tyumen State University, 2011. - № 6. -P. 116-122.
3. Zaineev, M.M. The age features of the cardiorespiratory system reaction of junior school students in a dynamic and isometric stress at different periods of the ac-
ademic year: dis. ... cand. biol. science: 03.00.13 - physiology / Marcel Murathanovich Zaineev. - Kazan, 2009. - 207 p.
4. Zarytovskaya, N.V. The diagnostics of the health status of first-graders / N.V. Zarytovskaya, A.S. Kalmykova // International research journal. [Electronic resource].
5. Kuznetsova, O.V. Autonomous regulation of HSD respiratory system in children 8-11 years with varying baroreflex sensitivity / O.V. Kuznetsova, V.D. Sonkin // Human Physiology. - 2008. - Vol. 34. - №. 5. - P. 106-116.
6. Lapshin, M.S. The features of the development and functional status of the cardiorespiratory system of children 6-11 years, working in the sports of wushu: dis. ... cand. biol. science: 03.00.13 - physiology / Maksim Sergeevich Lapshin. - Chelyabinsk, Russia, 2007. - 153 p.
7. Litovchenko, O.G. The features of the functional and psycho-physiological development of the natives of the middle of the middle ages 7-20 years: dis. ... dokt. biol. science: 03.00.13 - physiology / Olga Gennadevna Litovchenko. -Chelyabinsk, 2009. - 285 p.
8. Makarova, I.M. The features of the functional state of the cardiorespiratory system 8-16 years pupils with visual impairment (in conditions of relative peace and during exercise): author’s abstract dis. ... cand. biol. science: 03.00.13 - physiology / Irina Mikhailovna Makarova. - Tumen, 2006. - 23 p.
9. Mukatayeva, J.M. Morphological and physiological features of the development of children and adolescents: monograph /J.M. Mukatayeva. - Pavlodar, 2010.
- 248 p.
10. Sokolov, E.V. External breathing: general patterns and especially of the age development (review) / E.V. Sokolov // Almanac New research. 2001. - No. 1. - P. 35-47.
11. Shulpina, V.P. Breathing exercises during physical work with students: guidelines / V.P. Shulpina. - Omsk: SibGUFK publishing, 2007. - 56 p.
12. Whipp, B.J. Physiological mechanisms dissociating pulmonary C02 and 02 exchange dynamics during exercise in humans / B.J. Whipp // Exp Physiol., 2007. -92(2). - P. 347-355.
