CC BY
33
■€> МИХАЙЛОВА Л.А.
СИСТЕМОГЕНЕЗ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ У ЗДОРОВЫХ ДЕТЕЙ ПРЕПУБЕРТАТНОГО ВОЗРАСТА С РАЗЛИЧНОЙ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТЬЮ
А. А. Михайлова.
(Красноярская государственная медицинская академия, ректор - акад. РАЕН и МАН ВШ, д.м.н., проф. В.И. Прохоренков, кафедра физиологии, зав. - акад. РАЕН, д.м.н., проф. Ю.И. Савченков)
Резюме. Проведено обследование 329 детей 7-12 лет, находившиеся на обычном двигательном режиме и с повышенной физической активностью (15-18 тыс. шагов в день). Выявлено достоверное увеличение дыхательного объема, жизненной емкости и других динамических объемов легких у детей на исследуемом отрезке. Показано, что у детей, находящихся на повышенном двигательном режиме, достоверно ниже частота дыхания, жизненная емкость легких, а также пиковая объемная скорость воздушного потока и объем форсированного выдоха во время пиковой объемной скорости на фоне увеличения форсированной жизненной емкости легких, что указывает на больший диапазон резервных возможностей у этих детей по сравнению с их сверстниками, находящимися на обычном двигательном режиме.
Ключевые слова: здоровые дети, препубертатный возраст, внешнее дыхание, двигательная активность.
Взаимодействие организма ребенка с окружающей средой имеет свои особенности и закономерности. Процесс становления отдельных функциональных систем организма в онтогенезе проходит несколько фаз, и от того насколько зрелыми являются те или иные исполнительные механизмы в конкретных функциональных системах будет зависеть качество обеспечения полезного для организма результата [1,5]. Многофакторность климатических и экологических влияний носит чрезвычайный характер. Незаконченность морфологического и функционального развития у детей в процессе их роста, незрелость регуляторных механизмов, целого ряда ферментных систем (прежде всего связанных с межуточным обменом и тканевым дыханием), подвижность физиологических процессов, наряду с неустойчивостью гомеостаза высокая активность энергетического обмена, способствуют тому, что ребенок чрезвычайно остро реагирует на возмущающие влияния среды. Известно, что единственным внешним проявлением любого вида трудового процесса является двигательная активность человека. Вместе с тем двигательная деятельность школьников исследована недостаточно, что не позволяет разработать соответствующий индивидуальный двигательный режим и отследить характер становления важнейших функциональных систем, формирующихся на каждом отрезке онтогенеза. Это чрезвычайно важно для растущего организма, поскольку при дополнительных внешних воздействиях на организм (географических, климатических, социальных, антропогенных и др.) может произойти сбой в работе функциональных систем, что требует пристального внимания педиатров.
Материалы и методы
Проведено обследование 329 детей младшего 7-12 лет с различным двигательным режимом, проживающих в экологически благоприятном районе крупного промышленного центра. В первую группу вошло 215 детей, находившиеся на
обычном двигательном режиме (уроки физкультуры - 2 раза в неделю), во вторую - 114 с повышенной физической активностью (занятия физкультурой 4 раза в неделю плюс 2 раза в неделю занятия в спортивных секциях), что составляло в среднем 15-18 тыс. шагов в день. Обследовались дети, не имевшие хронических заболеваний и не болевшие в последние 3 месяца ОРВИ. Обследование проводилось в условиях относительного основного обмена.
Уровень физического и полового развития (оценивался по центильным шкалам) у детей младшего и среднего школьного возраста г. Красноярска соответствует среднестатистическим показателям детей-европейцев, проживающим в других регионах России [2,3,6,8]. Согласно полученным данным масса тела у детей в каждой возрастной группе не имеет достоверных половых отличий. Превышение массы тела в каждой последующей возрастной группе составило в среднем 8,9-15,0%. Длина тела у детей в возрастных группах 7-12 лет не имеет достоверных половых отличий, а степень превышения, по сравнению с предыдущей возрастной группой, составила в среднем 2,5-6,3%. Равномерность прироста массы и длины тела в младшем и среднем школьном возрасте обусловили наличие прямой корреляционной связи между этими показателями (г=0,659) и поверхностью тела (г=0,979). Уровень полового развития у обследованных детей обоих полов практически соответствует существующим возрастным нормативам, составляя 84,6-100%.
Состояние системы внешнего дыхания изучали на аппаратно-программном комплексе "Valen-ta+". Результаты исследований обработаны с использованием пакета программ Microsoft Excel для Windows-2000. Обследование проведено в условиях относительного основного обмена. Все параметры приведены к системе BTPS. Проведенные статистические исследования, отсутствие достоверных отличий между группами позволили
объединить обследованных детей в две группы: 7-9 и 10-12 лет.
Результаты и обсуждение
Изучение функциональных возможностей человека на разных этапах его индивидуального развития является одной из актуальных задач возрастной физиологии. Решение научных представлений в этой области имеет важное значение как для дальнейшей разработки фундаментальных основ теории онтогенеза и возрастной периодизации, так и для практики врачебного контроля и физического воспитания подрастающего поколения. Основой для соответствующих исследований служит системный анализ становления и формирования адаптивности и надежности физиологических процессов и функций в онтогенезе. Наиболее действенным средством повышения функциональных возможностей растущего организма является, как известно, тренировка, о чем свидетельствуют результаты исследований юных спортсменов. И, тем не менее, до настоящего времени ощущается недостаток знаний о функциональных возможностях детского организма во все возрастных периоды, что затрудняет объективную маркировку сенситивных периодов, наиболее благоприятных для воздействия на растущий организм. У детей 7-11 лет грудная клетка имеет еще конусообразную форму, сохраняя свойственное более раннему возрасту приподнятое положение ребер с ограниченной амплитудой их движения. Относительно слабо в этот период развиты меж-реберные мышцы. Экскурсия грудной клетки еще ограничена. Все это в значительной степени определяет небольшую глубину дыхания. В 11-14 лет увеличивается подвижность диафрагмы, наклон ребер, что обусловливает изменение характера дыхания и показателей, его определяющих [2,4,7]. Длительность дыхательного цикла, соотношение между фазами вдоха и выдоха, ритм дыхания, его глубина, скорость воздушного потока на вдохе и выдохе в процессе роста и развития ребенка претерпевают значительные изменения.
Согласно полученным данным величина дыхательного объема (ДО) у детей на исследуемом отрезке онтогенеза имеет тенденцию увеличения с возрастом, эта закономерность выявляется независимо от двигательного режима (рис. 1).
Рис.1. Показатели дыхательного объема у детей 7-12 лет с различной двигательной активностью
Однако, у детей, находящихся на повышенном двигательном режиме, ДО в обеих возрастных группах достоверно (Р<0,05) выше, чем у их сверстников с обычной двигательной активностью. Внутри обследованных возрастных групп половых отличий не установлено. ДО определяет объем форсированного выдоха (г=+0,75). Кроме этого, следует отметить, что увеличение ДО с возрастом детей происходит в тесной связи с динамикой массы и длины тела (г=+0,72+0,86).
Частота дыхания (ЧД) у детей с возрастом достоверно снижается (Р<0,05), но половых отличий этого параметра в группах нет. Так, у детей при обычном двигательном режиме в возрастных группах 7-9 и 10-12 лет ЧД составила (28,50+1,92) в мин и (24,66±1,32) в мин, в то время как у их сверстников, находящихся на повышенном двигательном режиме этот показатель соответственно был равен (26,12± 1,61) в мин и (22,37±1,14) в мин. Таким образом, у детей, периодически выполняющих физическую нагрузку, на исследуемом отрезке онтогенеза имеет место более экономичная работа дыхательной системы, поскольку энерготраты на выполнение дыхательных движений более низкие, что проявляется в достоверном снижении у них частоты дыхательных движений. Проведенный корреляционный анализ позволил выявить связь этого показателя с другими характеристиками системы внешнего дыхания: ЧД и резервного объема выдоха (г=+0,75), ЧД и максимальной вентиляции легких (г=+0,75). Тесной корреляционной зависимости между массой тела, длиной тела и ЧД не обнаружено ни в одной группе детей. По-видимому, неравномерность развития мышечной системы с возрастом в какой-то мере обусловливает и отсутствие пропорциональной обратной связи между динамикой ЧД и массы тела на изучаемом отрезке онтогенеза.
Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) находится в высокой корреляции с длиной тела, уровнем физического развития. Согласно полученным данным у обследованных детей выявлены половые отличия: имеется тенденция увеличения ЖЕЛ у мальчиков по сравнению с девочками во всех возрастных группах (табл.1). Величина ЖЕЛ находится в прямой зависимости от возраста: превышение ее в каждой последующей группе по сравнению с предыдущей составляли в среднем 9,620,8% у мальчиков и 11,1-20,5% - у девочек. Эта зависимость выявлена в группах детей независимо от их двигательного режима. Выявлена определенная закономерность этого показателя в зависимости от физической активности детей: во всех возрастных группах у детей при повышенной двигательной активности ЖЕЛ ниже (Р<0,05), чем у их сверстников, находящихся на обычном двигательном режиме. Так, у детей при обычном двигательном режиме в возрастных группах 7-9 лет и 10-12 лет ЖЕЛ составила 1,18+0,06 и 1,56+0,07 в мин. В то время как у их сверстников, находящихся на повышенном двигательном режиме этот показатель соответственно был равен 1,39+0,08 л и
Расчетные параметры внешнего дыхания у здоровых детей 7-12 лет с различным двигательным режимом (М±т)
Таблица 1
Двигатель- ный'режнм Средние величины показателей в группах
годы № п ДО/ЖЕЛ, отн. ед. РОвд/ЖЕЛ, отн. ед. ФЖЕЛ, л Индекс Тнфно, % ОПОС, л ПОС/ПОСвд, отн. ед.
я 7-9 1 обычный 43 0,34±0,02 0,28+0,03 0,99+0,05 79,67±4,57 0,38+0,03 0,96+0,06
е 2 повышенный 48 0,39±0,02 0,16±0,04 1,03±0,06 76,05+3,18 0,26±0,02 1,69+0,10
т 10-12 3 обычный 58 0,33±0,03 0,29±0,03 1,33±0,06 91,21 ±3,73 0,51+0,02 1,05±0,04
II 4 повышенный 66 0,39±0,02 0,22±0,07 1,60±0,07 89,87+2,57 0,42±0,02 2,26+0,11
Показатель достоверности отличия между группами (Р<0,05) Р1-2 Р1-2.3 Р1-2.3 Рг4 Ря-4 Р1-3 Р2-4 Р1-2.3 Рг4 Ъ-4 Р1-2 Р2-4 РЗ-4
Примечание: ДО - дыхательный объем; ЖЕЛ - жизненная емкость легких; РОвд - резервный объем вдоха;
ФЖЕЛ - форсированная жизненная емкость легких; ОПОС - объем форсированного выдоха во время пиковой объемной скорости; ПОС - пиковая объемная скорость воздушного потока
1,73±0,06 л. Однако, это снижение не выходило за пределы возрастных нормативов. Корреляционный анализ показал наличие прямой зависимости увеличения ЖЕЛ с возрастом детей от длины и массы тела (г=+0,61 и г=+0,72 соответственно).
Форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ) с возрастом увеличивается как у мальчиков, так н у девочек. Выявлено достоверное увеличение этого показателя с возрастом (Р<0,05). Кроме этого, при повышенном двигательном режиме в группе 10-12-летннх детей ФЖЕЛ достоверно выше, чем у их сверстников, находящихся на обычном двигательном режиме (табл.1). Это указывает на большие резервные возможности по мере роста н развития ребенка, так и при увеличении срока тренировочного режима. В результате увеличения с возрастом ЖЕЛ и резервный объем вдоха (РОвд) создаются условия для более эффективного приспособления легочной вентиляции к удовлетворению метаболических потребностей организма. У лиц с высокими показателями ЖЕЛ имеется большая возможность значительного увеличения легочной вентиляции за счет резервного объема вдоха. ЖЕЛ относится к тем специфическим показателям, которые определяются уровнем физического развития и интенсивностью обмена веществ. Мы исследовали его относительную величину - на кг массы тела. Полученные данные позволяют говорить об относительно стабильном уровне этого показателя в младшем и среднем школьном возрасте, которые по своему значению не зависели ни от пола, ни от возраста, ни от уровня двигательной нагрузки, составляя в среднем 0,03-0,05 л/кг.
Исследование ряда относительных показателей позволили оценить эффективность вентиляции легких в каждом возрастном периоде. Показатель ДО/ЖЕЛ у детей младшего и среднего школьного возраста составил 26-50%. Значения этого показателя у взрослых обычно не превышал 20% [2,3,4,6]. У детей младшего школьного возраста его величины в большей степени определялись степенью тренированности организма, и в двух исследуемых возрастных группах значения этого коэффициента достоверно было выше у де-
тей, занимающихся спортом. Учитывая более низкую частоту дыхания и более высокие значения коэффициента ДО/ЖЕЛ можно говорить о более экономичном регулировании функций внешнего дыхания у детей в условиях повышенной физической активности. Определенную информацию о резервах системы внешнего дыхания свидетельствует коэффициент (табл.1). - РОвыд/ЖЕЛ, который составил в среднем у обследованных детей 21-34%. Четких закономерностей изменения этого показателя от пола и возраста детей не выявлено. Однако, у детей с повышенной двигательной активностью этот коэффициент достоверно ниже, чем у их сверстников, находящихся на обычном двигательном режиме. Отношение РОвд/ЖЕЛ у детей младшего школьного возраста составило 40-50% н не зависело от возраста, пола и интенсивности физических нагрузок. Индекс Тифно -отношение объема воздуха, выдохнутого за первую секунду при максимально быстром выдохе к жизненной емкости легких (в %%) характеризует степень бронхиальной проходимости. Проведенные исследования показали отсутствие выраженных половых отличий у обследованных школьников, однако, с возрастом независимо от уровня двигательной активности отмечается достоверное увеличение этого показателя (Р<0,05).
Пиковая объемная скорость воздушного потока (ПОС) достоверно выше у детей 10-12 лет по сравнению с 7-9-летннмн, достоверных половых отличий в обследованных группах не выявлено. Объем форсированного выдоха во время пиковой объемной скорости (ОПОС) также напрямую зависит от возраста: у детей более старшего возраста его значения независимо от уровня двигательной активности достоверно были выше, чем у младших школьников (Р<0,05). Данные корреляционного анализа позволяют говорить о функциональной связи ПОС н максимальной объемной скорости выдоха (г=+0,86 до +0,96). Расчет коэффициента ПОС/ПОСвд показал следующее: у детей с повышенной двигательной активностью в обеих возрастных группах этот коэффициент достоверно выше, чем у их сверстников, находящихся на обычном двигательном режиме. Кроме это-
го, следует отметить, что в группах тренированных детей имело место достоверное увеличение этого показателя с возрастом, что указывает на более мощный воздушный поток во время вдоха, т.е. является отражением работы дыхательной мускулатуры, обеспечивающей у них по сравнению со своими сверстниками больший дыхательный объем, о чем говорилось выше.
Таким образом, проведенные исследования функционального состояния системы внешнего дыхания у детей в период младшего школьного возраста в процессе их роста и развития позволили выявить определенные закономерности становления этой системы, как от возраста, так и от интенсивности физической активности ребенка. Одним из основных признаков становления функциональных систем в процессе онтогенеза являет-
Для системы дыхания это - снижение степени гипервентиляции легких, объема альвеолярной вентиляции, увеличение продолжительности периодов дыхательного цикла, сопряженных с наименьшей электрической активностью дыхательных мышц, что способствует повышению эффективности легочного газообмена. У детей, находящихся на повышенном двигательном режиме, функциональные резервы системы внешнего дыхания были выше, а уровень работы данной системы более экономичен по сравнению со сверстниками, находящимися на обычном двигательном режиме. Это проявлялось в достоверном снижении частоты дыхания, жизненной емкости легких, увеличении форсированной жизненной емкости и относительно высокой интенсивности воздушных потоков на фоне одинаковых показателей дыхательного объема, индекса Тифно.
ся их стабильность и экономизация их функций.
FORMATION OF FUNCTION OF EXTERNAL BREATH TN HEALTHY TEENAGERS
WTTH VARTOUS MOTOR ACTTVTTY
LA. Mikhaylova (Krasnoyarsk State Medical Academy)
329 children aged 7-12 years who had usual motive mode and with increased physical activity (15-18 thousand steps a day) are surveyed. The authentic increase in respiratory volume, vital capacity and other dynamic volumes easy in children during the investigation is revealed. It is shown, that in children who have increased motive mode, frequency of breath, vital capacity is reliably lower, and also peak of volumetric speed of an air stream and volume of the forced exhalation during peak volumetric speed on a background of increase in the forced vital capacity of lungs, that shows the greater range of reserve opportunities in these children in comparison with the teenagers who have usual motive mode.
Литература
1. Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем. - М.:Медицина,1975. - 448 с.
2. Колчинская Л.З. Кислородные режимы организма
ребенка и подростка. - Киев: Наукова думка,
1973.-320 с.
3. Кузнецова Т.Д., Гурова О.Л., Самбурова И.П. и др Особенности возрастного развития системы дыхания у детей 6-15 лет // Физиология человека. -1991. - Т.17, №5. - С. 142-150.
4. Кузнецова Т.Д., Разживина И.М. Индивидуальные особенности развития дыхательной функции легких у детей от 7 до 8 лет // Физиология человека. -1994. - Т.20, №3. - С.68-73.
5. Михайлова Л.Л. Системный подход в изучении процессов транспорта и потребления кислорода организмом человека // Деп. в ВИНИТИ 20.02.2001., №445 - В2001. - 14 с.
6. Ширяева И.С., Савельев Б.П., Куприянова О.О. Параметры функционального состояния кардиорес-пираторной системы ребенка // Росс. пед. журн. -2000. -№ 1 . - С.41-43.
7. Ширяева И.С. Функция внешнего дыхания в детском возрасте // Физиология человека. - 1978. -Т.4, №4. - С.716-721.
8. Ямпольская К).Л. Физическое развитие и адаптационные возможности современных школьников// Росс. пед. журн. - 1998. -№1. - С.9-11.
Случаи из практики
& КУЧУМОВА Л.П., ТАРАБРИН А.Л. -
МЕТОД ИММУНОФИКСАЦИИ В ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКЕ ГЕМАТОЛОГИЧЕСКИХ И НЕФРОЛОГИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ
А .П. Кучумова, А.А. Тарабрин.
(Иркутский областной диагностический центр, гл. врач - к.м.н. И.В. Ушаков)
Резюме. Рассмотрены два клинических случая дифференциальной диагностики нефрита и миеломной болезни.
Ключевые слова: метод иммунофиксации, миеломная болезнь, нефрит, дифференциальная диагностика, случаи из практики.
