CC BY
48РЕСПИРАТОРНАЯТРЕНИРОВКА В КОРРЕКЦИИ КЛЕТОЧНОГО МЕТАБОЛИЗМА И ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ РЕЗЕРВОВ СИСТЕМЫ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ ДЕТЕЙ ДОШКОЛЬНОГО
ВОЗРАСТА
Буков Ю.А., Алпеева А.В.
Таврический национальный университет им. В.И. Вернадского г. Симферополь
Аннотация. Респираторная тренировка является эффективным методом повышения функциональных резервов системы внешнего дыхания детей дошкольного возраста. Программа респираторной тренировки способствует коррекции функциональных резервов системы внешнего дыхания детей дошкольного возраста. Оздоровительно-профилактический эффект проявляется ростом показателей мощности в среднем на 60,0% (р<0,01) и эффективности на 80,0 % (р<0,01) вентиляторной и газообменной функций Курсовое применение дыхательной коррекции обеспечивает нормализацию антиоксидантного статуса организма и расширяет возможности аэробного звена энергообеспечения
Ключевые слова: респираторная тренировка, дети дошкольного возраста, внешнее дыхание, клеточный метаболизм.
Анотація. Буков Ю.О., Алпєєва А.В. Респіраторне тренування в корекції клітинного метаболізму і функціональних резервів системи зовнішнього дихання дітей дошкільного віку. Респіраторне тренування є ефективним методом підвищення функціональних резервів системи зовнішнього дихання дітей дошкільного віку. Програма респіраторного тренування сприяє корекції функціональних резервів системи зовнішнього подиху дітей дошкільного віку. Оздоровчо-профілактичний ефект проявляється зростанням показників потужності в середньому на 60,0% (р<0,01) і ефективності на 80,0 % (р<0,01) вентиляторної й газообмінної функцій. Курсове вживання дихальної корекції забезпечує нормалізацію антиоксидантного статусу організму і розширює можливості ланки аероба енергозабезпечення
Ключові слова: респіраторне тренування, діти дошкільного віку, зовнішнє дихання, клітинний метаболізм. Annotation. Bukov Y.A., Alpeeva A.V. Respirator training in correction of cellular metabolism and functional backlogs of the external breathing system of preschool age children. The respirator training is the effective method of increase of functional backlogs of the system of the external breathing of children of preschool age. The program of respiratory training promotes correction of functional system reserves of an external respiration of children of preschool age. The improving - preventive effect shows body height of parameters of vigor on the average on 60,0 % (р <0,01) and efficacy on 80,0 % (р <0,01) ventilatory and respiratory metabolism functions. Course application of respiratory correction ensures normalization antioxidant the status of an organism and dilates opportunities of an aerobic link of power supply.
Keywords: respirator training, children of preschool age, external breathing, cellular metabolism.
Введение.
Проблема сохранения здоровья подрастающего поколения является важнейшей медико-биологической и социальной проблемой Как показали многочисленные исследования уровень заболеваемости среди детей и подростков неуклонно из года в год возрастает, а показатели психосоматического здоровья снижаются [6]. Одной из причин этих патогенических явлений являются недостаточные резервные возможности организма детей, что в итоге приводит к значительному усилению влияния факторов риска на процессы морфофункционального развития. Снижение адаптационного потенциала организма на этапах онтогенетического развития определяется во многом ослаблением дыхательной функции, формирующееся в результате негативных внешних воздействий, сочетающихся с возрастными особенностями становления системы внешнего дыхания. Особая роль дыхательной системы в обеспечении жизнедеятельности организма связана с реализацией её важнейших функций, в том числе участием в регуляции обменных процессов. Известно, что неспецифическим проявлением метаболизма клеток является перекисное окисление липидов (ПОЛ) [4]. Реакции свободно-радикального окисления, имея универсальный характер, влияют на адаптационный потенциал организма и определяют возможности развития патологическогопроцесса [7]. В этой связи изучение возможностей регуляции скорости свободно-радикальных реакций, их особенностей при различных состояниях, является важнейшим направлением профилактической работы [1]. Кроме того, полноценность клеточного метаболизма невозможно оценить без исследования активности окислительно-восстановительных ферментов, отражающих интенсивность различных путей энергетического обмена. Несомненный интерес в этой связи представляет изучение активности дегидрогеназ: лактатдегидрогеназы (ЛДГ) и
сукцинатдегидрогназы (СДГ). Вместе с тем следует отметить, что в научной литературе недостаточно освещены вопросы коррекции функционального состояния системы внешнего дыхания и тканевого метаболизма у детей дошкольного возраста. Наличие таких данных позволит значительно расширить представления о возможностях профилактических и реабилитационных мероприятий, что, несомненно, имеет актуальное значение.
Работа выполнена по плану НИР Таврического национального университета им. В.И. Вернадского
Формулирование целей работы.
Цель работы - выявить эффективность респираторной тренировки в коррекции клеточного метаболизма и функциональных резервов системы внешнего дыхания детей дошкольного возраста.
Организация и методы исследования.
В исследованиях принимали участие 23 мальчика в возрасте 5-6 лет, часто болеющих простудными заболеваниями. Программа коррекции проводилась в течение 4 месяцев. Респираторная тренировка включала в себя дыхание с использованием тренажера, в основу конструкции которогозаложен принцип дополнительного резистивного сопротивления [2]. Величина нагрузки дозировалась при помощи изменения диаметра и длины дыхательных трубок
Функции системы внешнего дыхания детей изучали спиропневмотахометрическимметодом с помощью прибора "СпироТестРС" с компьютерной обработкой регистрируемых показателей. При этом фиксировали следующие функциональные показатели: объём легочной вентиляции (УЕ, л/мин), дыхательный объём (УТ, мл), частоту дыхательных движений (£ цикл/мин), жизненную ёмкость легких (УС, л), объем форсированного выдоха за 1 секунду (БУС1, л), пиковую объемную скорость (Р1У, л/с), среднюю объемную скорость (СОС25,75, л/с), максимальную вентиляцию легких (МУС, л). Фракционное содержание кислорода и углекислого газа в пробах выдыхаемого (ЕЕО2, РЕСО2, об.%) воздуха определяли с использованием газоанализаторов ПГ А-КМ и ПГ-ДУМ. В дальнейшем рассчитывали скорость потребления кислорода (УО2, мл/мин) и выделения углекислого газа (УСО2, мл/мин), вентиляционный эквивалент по кислороду (ВЭО2, отн.ед), процент утилизации кислорода (ДРО2), кислородную стоимость дыхательного цикла (УО2/:Т, мл/цикл/мин). Объемные показатели приведены к условиям ВТР8, а показатели газообмена к альвеолярным. Функциональные возможности системы внешнего дыхания оценивали по параметрам резервов мощности (УС, Р1У, МУС) и эффективности (ВЭО2, УО2/^ АБО2). Исследования проводились в условиях относительного покоя. Состояние процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) и антиоксидантной защиты (АОЗ) изучали в эритроцитах крови с помощью биохимических и спектрофотометрических методов Определяли ТБК-активные продукты состояние антиоксидантной системы (АОС), уровень активности супероксиддисмутазы (СОД), каталазоподобной активности (КА), уровень церулоплазмина (ЦП) в сыворотке крови [3]. Анализ активности лактатдегидрогеназы (ЛДГ) и сукцинатдегидрогеназы (СДГ) в нейтрофилах проводили цитохимическим методом Результаты исследования обрабатывались статистически с использованием 1 -критерия Стьюдента и корреляционного анализа.
Результаты исследования.
Использование респираторной тренировки показало её высокую эффективность в расширении адаптационных резервов системы внешнего дыхания детей дошкольного возраста (Таблица 1).
Дополнительное резистивное сопротивления дыханию способствовало усилению инспираторной и экспираторной активности в первую очередь за счет роста функциональных возможностей диафрагмы, а также респираторной муску латуры
Таблица 1.
Показатели адаптационных возможностей системы внешнего дыхания детей 5-6 лет (п=23, Х±Бх)
У словия Резервы мощности Резервы эффективности
УС,л Р1У,л/с МУС, л ВЭО2, отн.ед У02^ мл/цикл/мин АР02, об.%
Фоновые показатели 615,0±30,0 1,45±0,09 18,1±1,1 69,5±2,1 3,2±0,8 1,5±0,1
Показатели после коррекции 1449,0±40,0 2,62±0,11 30,7±1,3 30,2±2,8 7,8±1,1 3,3±0,1
Р < 0,001 < 0,01 <0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01
Перестройка паттерна дыхания, сопровождающаяся усилением роли объёмных характеристик дыхательного цикла в приспособительных реакциях системы внешнего дыхания, являлась необходимым условием формирования эффективного механизма респираторной функции. Наиболее существенные изменения зарегистрированы в параметрах, определяемых нами как резервы мощности и эффективности системы внешнего дыхания. Интегральным показателем, характеризующим потенциальные возможности респираторной системы является жизненная ёмкость легких, величина которой возросла у детей под влиянием корригирующих воздействий примерно на 800 мл, (р<0,001). Пиковая объёмная скорость воздушного потока в бронхах увеличилась на 80,0%, (р<0,01), отражая рост сократительной способности респираторной мускулатуры Максимальная вентиляция легких при произвольном дыхании превысила исходный уровень более чем в 1,7 раза, (р<0,01). На фоне повышения потенциальных возможностей системы внешнего дыхания зарегистрирован рост её эффективности Экономизирующий эффект респираторной тренировки проявился снижением энергетических трат на осуществление легочной вентиляции. Вентиляционный эквивалент по кислороду снизился примерно на 40 отн.ед., (р<0,01). Кислородная эффективность дыхательного цикла возросла более чем в 2 раза (р<0,01). Очевидно, эти позитивные изменения можно связать с уменьшением величины физиологического мертвого пространства и расширением газообменной поверхности легких, что благоприятным образом отразилось на процессах диффузии кислорода через альвеолярно-капиллярную мембрану. Величина утилизации кислорода возросла на 1,8 об.%., (р<0,01). При анализе цитохимической активности дегидрогеназ в нейтрофилах периферической крови при фоновых исследованиях часто болеющих детей выявлено статистически значимое, (р<0,01) снижение активности сукцинатдегидрогеназы и рост активности лактатдегидрогеназы относительно здоровых детей. К четвертому месяцу наблюдений в результате респираторной коррекции отмечено повышение показателей СДГ активности на 16,0 %. (р<0,05) и снижение
активности ЛДГна14,0 %, (р<0,05) (Таблица 2).
Очевидно, оптимизация кислородного режима организма благоприятным образом отразилась на направленности энергетического обмена в клетках крови. Преобладание реакций аэробной направленности обеспечивало рост АТФ-азной активности за счет усиления процессов окислительного фосфорелирования в клеточном метаболизме. Существенные изменения выявлены и в процессах неферментативного окисления липидов.
Таблица 2.
Показатели клеточного метаболизма у детей 5-6 лет (п=23,Х ±Бх)
У словия Показатели
ЛДГ, услед сдг, услед ТБК, нМоль/л АОА, Мк/мл СОД, Ед/мгНЬ КА, мМ/гНЬ ЦП, Мг/л
Фоновые 2,59 1,51 182,0 0,59 2,28 0,71 119,9
показатели ±0,12 ±0,11 ±8,3 ±0,03 ±0,36 ±0,05 ±19,7
Показатели 2,26 1,81 83,3 0,78 3,19 0,87 174,6
после коррекции ±0,40 ±0,11 ±10,4 ±0,05 ±0,28 ±0,03 ±21,4
Р < 0,05 < 0,05 <0,001 < 0,05 < 0,05 < 0,05 < 0,05
Очевидно, оптимизация кислородного режима организма благоприятным образом отразилась на направленности энергетического обмена в клетках крови. Преобладание реакций аэробной направленности обеспечивало рост АТФ-азной активности за счет усиления процессов окислительного фосфорелирования в клеточном метаболизме. Существенные изменения выявлены и в процессах неферментативного окисления липидов. Существенные изменения выявлены и в процессах неферментативного окисления липидов. Фоновые исследования свидетельствовали о наличии дисбаланса в системе ПОЛ-АОА проявляющегося преобладанием перекисных продуктов Активизация ПОЛ была зарегистрирована и в первые дни корригирующих воздействий, что можно связать с повышением кислородного режима организма. Однако в дальнейшем по мере совершенствования приспособительных реакций и роста функциональных резервов системы внешнего дыхания характер антиоксидантного статуса организма детей изменялся. Отмечено снижение ТБК-активных продуктов на 54,0 %, (р<0,01), при этом АОА сыворотки крови возросла на 32,0 %, (р<0,05). Отношение ТБК/АОА снизилось более чем в три раза, (р<0,001). Рост антиоксидантного статуса организма определялся активизацией ферментативных факторов защиты. Концентрация основного антиоксидантного фермента СОД возросла на 32,0 %, (р<0,01), каталазная активность увеличилась на 22,0 %, (р<0,05), а цирулоплазмина на 50,0 %, (р<0,01), относительно фоновых показателей.
Активизация ПОЛ тесным образом связана с клеточным метаболизмом. У силение анаэробного звена в реакциях энергетическогообмена можно отнести к прооксидантному фактору (г=0,58), тогда как преобладание окислительных процессов, на фоне экономизации системы кислородного обеспечения организма, обеспечивает повышение антиоксидантного статуса организма (г=0,62).
Таким образом, респираторная тренировка является эффективным средством повышения функциональных резервов системы внешнего дыхания у детей часто болеющих простудными заболеваниями Профилактический эффект дыхательной коррекции определяется также активизацией антиоксидантной системы организма и расширением аэробного звена энергообеспечения Выводы.
1. Предложенная программа респираторной тренировки способствует коррекции функциональных резервов системы внешнего дыхания детей дошкольного возраста. Оздоровительно-профилактический эффект проявляется ростом показателей мощности в среднем на 60,0% (р<0,01) и эффективности на 80,0 % (р<0,01) вентиляторной и газообменной функций
2. Курсовое применение дыхательной коррекции оказывает стимулирующее влияние на процессы антиоксидантной защиты организма, ликвидируя дисбаланс с системе ПОЛ/АОС. На фоне купирования процессов перекисного окисления липидов усиливается роль окислительных ферментов в клеточном метаболизме.
Дальнейшие исследования предполагается провести в направлении изучения других проблем коррекции функциональных резервов системы внешнего дыхания детей дошкольноговозраста
Литература
1. Александровский Ю.А., Поюровский М.В., Незнамов Г.Г. Неврозы и перекисное окисление липидов. М.: Наука, 1991, 140 с.
2. Алпеева А.В., Буков Ю.О. Пристрій для тренування діафрагмального подиху у дітей дошкільного і молодшого шкільного віку. Деклараційний пакет на корисну модель. Бюл. №12. 2005.
3. Владимиров Ю.А., Арчаков А.И. Перекисное окисление липидов в биологических мембранах. М.: Наука, 1972, 252 с.
4. Вельтищев Ю.Е., Ермолаев М.В., Ананенко А.А., Князев Ю.А. Обмен веществ у детей. М.: Медицина, 1983,461 с.
5. Климов А.Н., НикульчеваН.Г. Липиды, липопротеиды и атеросклероз. С-Петербург: Питер, 1995, 297 с.
6. Козырева О.В. Оздоровительные технологии в дошкольных и школьных образовательных учреждениях и во внешкольных учреждениях // Физкультурав профилактике, лечении и реабилитации. - 2003. - №2. -С.15-19.
7. Куликов В.Ю., Семенюк А.В., Колесников Л.И. Перекисное окисление липидов и холодовой фактор. Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1988. - 189 с.
Поступила в редакцию 31.12.2007г.
