CC BY
79
УДК [612.223.3:616.2-053.2]:574.24
СОСТОЯНИЕ ФУНКЦИИ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ У ДЕТЕЙ ШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА ИЗ РАЗНЫХ КЛИМАТОГЕОГРАФИЧЕСКИХ И ЭКОЛОГИЧЕСКИХ РЕГИОНОВ
© 2005 г. А. Е. Северин, О. В. Манкаева
Российский университет дружбы народов, г. Москва
Изучение физического развития детей, состояния их здоровья — важная медико-физиологическая и социальная задача в связи с тем, что в будущем именно состояние здоровья детей будет определять здоровье населения. Одним из важнейших критериев, отражающих состояние здоровья детей, является физическое развитие, а данные, полученные при антропометрических обследованиях однородных групп детей, могут служить основой для популяционного мониторинга [20]. В ряде исследований установлено, что на рост тела преимущественно влияют внутренние факторы, тогда как на общее физическое развитие большее влияние оказывает совокупность внешних факторов, воздействующих как непосредственно (питание), так и опосредованно (через нервную систему) на эндокринно-обменные процессы [7, 8].
Развиваясь по четкой генетической программе, детский организм в то же время тонко реагирует на все изменения окружающей среды [6, 17]. В крупных городах наибольшее влияние на параметры физического развития, а значит и на здоровье детей, оказывает загрязнение окружающей среды [9, 18].
Многие исследователи в своих работах показали, что интенсивность роста и развития детей зависит не только от наследственных факторов и половых различий, но и от разнообразных биогеографических условий окружающей среды [5, 10, 16]. При этом неблагоприятные экологические условия изменяют естественное развитие ребенка. Антропогенные загрязнения представляют особую опасность для детей, организм которых отличается повышенной чувствительностью к радиационным, химическим и биологическим загрязнителям окружающей среды, так как его защитно-приспособительные механизмы еще не полностью сформированы [2]. В детском возрасте происходит формирование важнейших физиологических функций. При этом дыхательная система, непосредственно контактируя с внешней средой, одна из первых реагирует на изменение окружающей среды [1]. В настоящее время в связи с загрязнением атмосферы промышленными выбросами и снижением резистентности организма детей наблюдается рост легочных заболеваний, в том числе бронхиальной астмы, бронхита с астмоидным компонентом, хронических неспецифических заболеваний легких, что качественно ухудшает здоровье населения, особенно сказываясь на здоровье детей.
Чем выраженнее отрицательное воздействие внешних факторов и чем оно продолжительнее, тем более глубокие изменения отмечаются со стороны функции внешнего дыхания, а по заболеваемости системы внешнего дыхания у детей в конкретном регионе можно судить о степени загрязнения воздушной среды [19].
Целью исследования стало изучение особенностей развития внешнего дыхания у детей, проживающих в различных климатогеографических и экологических условиях.
Изучены особенности развития внешнего дыхания и антропометрические показатели у детей, проживающих в различных климатогеографических и экологических условиях. Показано, что в возрасте от 11 до 15 лет рост и развитие системы дыхания у детей в исследуемых климатогеографических регионах существенно отличались. У детей Владимирской области наблюдалось более быстрое увеличение массы тела, индекса массы тела, форсированной жизненной емкости легких с 11 до 13 лет в отличие от детей из Калмыкии, где период наиболее быстрого роста и развития отмечался у 13—15-летних.
Ключевые слова: система внешнего дыхания, экология, дети.
Методы исследования
Нами было обследовано 79 детей (37 мальчиков и 42 девочки в возрасте от 11 до 17 лет) из г. Владимира и 51 человек (27 мальчиков и 24 девочки того же возраста) из Республики Калмыкии.
У обследуемых измеряли антропометрические показатели: рост, массу тела, рассчитывали индекс массы тела (отношение массы тела к квадрату роста). Функцию внешнего дыхания исследовали методом компьютерной спирометрии с использованием прибора «Пневмоскрин 2» фирмы Эрих Егер (Германия). Определяли форсированную жизненную емкость легких (ФЖЕЛ), объем форсированного выдоха за 1 сек. (ОФВ1), пиковую скорость выдоха (ПСВ), проходимость бронхов мелкого (МСВ75), среднего (МСВ50) и крупного (МСВ25) калибров, а также другие параметры проходимости бронхиального дерева [3]. Исследования позволили оценить состояние и развитие легких по значениям основных легочных объемов и проходимости различных отделов трахеобронхиального дерева.
Все данные обработаны методами вариационной статистики с использованием пакета прикладных программ $1а1л81лса 6.0, включающим расчет средних величин, средней ошибки, средних квадратичных отклонений, минимальных и максимальных значений величины показателя по группе обследуемых.
Состояние окружающей среды и здоровье населения в исследуемых регионах (г. Владимир и Республика Калмыкия) было проанализировано по данным, приведенным в атласе [15], web-атласе [4] и государственных докладах [11, 12, 14].
Климат, экологическую обстановку в трех средах (воздух, почва, вода), а также состояние здоровья населения (демографические показатели, заболеваемость среди детского и взрослого населения и др.) в исследуемых регионах оценивали по пятибалльной шкале. Высший балл соответствовал высшей степени негативных воздействий среды обитания на организм человека.
Климатические условия характеризовали по среднегодовой температуре, частоте ветра силой более
10 м/с, количеству годовых осадков и другим показателям. Экологическое состояние региона определяли по объему выбросов загрязняющих веществ в атмосферу (кг/м2), сбросу загрязненных сточных вод (млн м3), загрязнению почв различными отходами. Здоровье населения оценивали по демографическим показателям, заболеваемости, средней продолжительности жизни и другим.
Результаты и их обсуждение
Результаты некоторых оценок климатических, экологических, демографических характеристик, а также состояния здоровья населения в рассматриваемых регионах приведены в табл. 1.
Из представленных данных следует, что климатические условия Калмыкии несколько хуже, чем во
Владимире. Но экологическое состояние природной среды и здоровье населения в ней существенно лучше. Объясняется это отсутствием в республике (в отличие от г. Владимира) большого количества промышленных предприятий и, как следствие, значительного антропогенного воздействия на среду обитания.
Таблица 1
Оценка климата, экологии и здоровья населения в обследуемых регионах, баллы
Параметр Владимир Калмыкия
Среднегодовая температура 3 5
Частота ветров силой более 10 м/с зимой 4 2
Количество годовых осадков 5 2
Интегральная оценка дискомфортности климата 5 4
Средняя оценка климата 4,3 3,3
Экологическое состояние природной среды:
воздуха 2 4
почвы 3 4
воды 3 3
Средняя оценка экологии 2,7 3,7
Здоровье населения 3 4
Демографическая обстановка 2 4
Средняя оценка здоровья 2,5 4
Общая средняя оценка 3 3,6
В указанных регионах нами были изучены показатели физического развития и состояния органов внешнего дыхания детей школьного возраста (табл. 2, 3; рис. 1, 2).
Таблица 2
Антропометрические показатели у детей разного возраста из г. Владимира и Республики Калмыкии
Реги- Показатель Пол Возраст, лет
он 11 13 15 17
Рост, см М 147,4±3,9 162,1±3,8° 179,2±1,7° 174,0±3,6
Владимир Ж 149,3±4,9 158,1 ±2,2 168,3±1,7° 161,2±2,0°
Масса тела, М 40,0±3,4 48,6±3,3 61,8±3,0° 63,4±4,8
кг Ж 39,8±3,3 50,0±4,0 53,7±1,5 57,6±2,8
Индекс мас- М 18,3±1,1 18,4±0,5* 19,3±0,9 21,0±1,5
сы тела, ед. Ж 17,7±0,5 19,9±1,4 19,0±0,6 22,2±1,0°
Рост, см М 149,6±5,4 170,0±4,2 174,6±1,9 171,6±2,2
Калмыкия Ж 154,1 ±4,1 159,0±2,6 167,6±3,6 162,7±2,3
Масса тела, М 42,1 ±5,1 47,7±1,9 53,9±2,0° 55,3±2,2
кг Ж 38,1 ±4,0 45,6±1,8 51,4±2,9 50,7±2,3
Индекс мас- М 18,4±1,3 16,6±0,7* 17,7±0,8 18,8±0,8
сы тела, ед. Ж 15,8±1,1 18,1 ±0,8 18,3±0,6 19,1 ±0,4
Примечания: * — различия между группами детей из г. Владимира и Республики Калмыкии статистически значимы при р < 0,05; ° — различия между возрастными группами статистически значимы при р < 0,05.
Антропометрические исследования показали, что в возрасте от 11 до 15 лет процессы роста и развития детей в обследуемых климатогеографических регионах существенно отличались. Поскольку у 11-летних детей существенных различий не наблюдалось, антропометрические показатели детей этой возрастной группы нами взяты за 100 %.
Так, увеличение массы тела за возрастной период 11 —15 лет у мальчиков из г. Владимира составляло 55 %, в то время как у мальчиков из Калмыкии только 28 %. У девочек из данных регионов прирост массы тела за этот же период отличался незначительно.
Таблица 3
Показатели внешнего дыхания у детей разного возраста из г. Владимира и Республики Калмыкии
Реги- он Показатель Пол Возраст, лет
11 13 15 17
Владимир ОФВ0,5, л М 1,96±0,20 2,56±0,24 3,46±0,21° 3,18±0,15
Ж 1,94±0,24 2,15±0,16 2,60±0,07° 2,90±0,23
ОФВ1, л М 2,60±0,30 3,50±0,31° 4,93±0,27° 4,52±0,22
Ж 2,48±0,21 2,81 ±0,17 3,44±0,16*° 3,86±0,26*
ФЖЕЛ, л М 2,79±0,34 3,78±0,35° 5,58±0,23° 5,17±0,25
Ж 2,66±0,19 3,08±0,15 3,57±0,17*° 4,28±0,28*°
ПСВ, л/с М 5,94±0,52 8,00±0,84° 10,96±1, 10° 10,38±0,99
Ж 5,92±0,79 6,81±0,44 7,27±0,28 8,51±0,52°
МСВ25, л/с М 4,97±0,45 6,45±0,59° 8,78±0,82° 7,71±0,64
Ж 5,35±0,78 5,80±0,62 6,79±0,26 7,12±0,37
МСВ50, л/с М 3,79±0,43 4,87±0,57 6,01 ±0,51 5,26±0,49
Ж 3,81 ±0,75 4,09±0,47 5,26±0,29° 5,43±0,73
МСВ75, л/с М 2,25±0,29 2,82±0,35 3,43±0,40 3,05±0,35
Ж 2,39±0,68 2,16±0,26 3,34±0,29° 2,88±0,56
к и и мла ОФВ0,5, л М 1,82±0,21 2,47±0,23° 2,89±0,21 2,96±0,22
Ж 1,70±0,27 2,08±0,16 2,47±0,12 2,48±0,26
ОФВ1, л М 2,26±0,26 3,34±0,28° 4,02±0,21 3,90±0,20
Ж 2,23±0,34 2,67±0,14 3,02±0,12* 3,18±0,24*
ФЖЕЛ, л М 2,52±0,29 3,50±0,24° 4,24±0,21° 3,97±0,18
Ж 2,52±0,36 2,73±0,09 3,02±0,12* 3,28±0,13*
ПСВ, л/с М 5,55±0,64 7,19±0,86° 8,19±0,79 9,24±0,71
Ж 4,94±0,47 5,85±0,66 7,05±0,49 7,49±0,33
МСВ25, л/с М 4,75±0,55 6,42±0,60° 7,52±0,53 7,68±0,57
Ж 4,44±0,70 5,42±0,42 6,42±0,32 6,45±0,67
МСВ50, л/с М 3,39±0,42 4,66±0,46° 5,50±0,40 5,62±0,43
Ж 3,15±0,53 3,90±0,32 4,66±0,24 4,68±0,51
МСВ75, л/с М 1,95±0,28 2,80±0,31° 3,37±0,27 3,45±0,29
Ж 1,79±0,36 2,30±0,21 2,80±0,16 2,82±0,34
Примечания: * — различия между группами детей из г. Владимира и Республики Калмыкии статистически значимы при р < 0,05; ° — различия между возрастными группами статистически значимы при р < 0,05.
А
При этом у детей разных возрастных групп значительных отличий по длине тела не выявлено. В соответствии с приведенными выше значениями основных антропометрических показателей индекс массы тела у мальчиков из г. Владимира и Калмыкии существенно отличался в возрасте 13 лет, у девочек существенных различий не установлено.
Анализ темпов прироста антропометрических показателей за один год свидетельствует о том, что между детьми из разных регионов имеются различия (см. рис. 1). Так, увеличение темпов прироста по массе и длине тела у мальчиков из Владимира достигает максимума в 13—15 лет и в целом выше, чем у мальчиков из Калмыкии за возрастной период 11 —17 лет. У девочек менее выраженные различия. В зависимости от условий среды обитания изменяется и телосложение. Так, прирост градиента отношения массы тела к росту (индекс массы тела) выше у мальчиков из Владимира (см. рис. 1В), у девочек же градиент прироста ИМТ снижается к возрасту 15 лет, а к 17 годам незначительно повышается. В целом различия у детей из разных регионов по градиентам прироста антропометрических показателей больше у мальчиков, чем у девочек (см. рис. 1).
Установленные антропометрические различия не могли не повлиять на возрастную динамику легочных объемов и показателей проходимости бронхов. Компьютерная спирометрия у детей из обследуемых регионов показала существенные различия по нескольким параметрам (табл. 3).
Рис. 1. Прирост длины тела (А), массы тела (Б) и индекса массы тела (В) за календарный год у мальчиков и девочек в различных климатогеографических и экологических условиях среды обитания
АБ
Рис. 2. Возрастные изменения ФЖЕЛ (А), МСВ50 (Б) за календарный год у мальчиков и девочек в различных климатогеографических и экологических условиях среды обитания
При сравнении показателей внешнего дыхания у обследуемых групп величины, полученные у 11-летних детей, были приняты за 100 % вследствие отсутствия статистических различий между детьми этого возраста из сравниваемых регионов. Так, увеличение форсированной жизненной емкости легких в возрастной период с 11 до 15 лет у мальчиков из Владимира и Калмыкии произошло на 100 и 68 %, а у девочек — на 35 и 20 % соответственно. Существенная разница между группами была выявлена и по ОФВ1. У мальчиков из Владимира и Калмыкии ОФВ1 за тот же возрастной период увеличился на 90 и 78 %, а у девочек — на 39 и 36 % соответственно.
Анализ скоростных показателей функции внешнего дыхания выявил следующее. ПСВ у мальчиков из г. Владимира была выше на 85 % в 15 лет, чем в 11-летнем возрасте, а у мальчиков из Калмыкии
— на 48 %. Немного другая картина у девочек: увеличение показателя ПСВ в возрастной период с 11 до 15 лет у девочек из Владимира составляло 23 %, а у калмычек — 43. По другим скоростным показателям (МСВ25, МСВ50 и МСВ75) в исследуемых группах было обнаружено следующее. У мальчиков из Владимира и Калмыкии показатели МСВ25 увеличились на 77 и 58 %, МСВ50 — на 59 и 62 %, МСВ75 — на 52 и 72 % соответственно. У девочек из тех же регионов МСВ25 увеличилась на 27 и 43 %, МСВ50 — на 40 и 48 %, МСВ75
— на 40 и 56 % соответственно. Причем МСВ25 у мальчиков из Владимира на 19 % выше, чем у мальчиков из Калмыкии. А МСВ75 на 20 % выше у мальчиков из Калмыкии.
Анализ градиентов прироста показателей внешнего дыхания свидетельствует, что в среднем у детей из Владимира объемные показатели дыхания увеличиваются более быстрыми темпами, чем у детей из Калмыкии, а скоростные, наоборот, более медленными. Так, градиент прироста ФЖЕЛ у мальчиков из Владимира к 13—15 годам достигает максимума и существенно превышает таковой у сверстников из Калмыкии. У девочек из обоих регионов градиент прироста ФЖЕЛ остается постоянным с 11 до 17 лет. Что касается проходимости бронхов, то у детей из Владими-
ра градиент прироста МСВ50 и МСВ75 ниже, чем у детей из Калмыкии (рис. 2А, Б).
Таким образом, проведенные исследования показали, что существуют значительные различия в антропометрических характеристиках, объемных и скоростных параметрах системы внешнего дыхания у детей
11 —17 лет из г. Владимира и Республики Калмыкии. Эти различия заключаются в более высоких темпах роста и развития системы внешнего дыхания у детей из Владимира, проживающих в неблагоприятных экологических условиях, в возрасте 14—16 лет. У детей из Владимира более быстрыми темпами увеличивается масса тела и форсированная жизненная емкость легких, при этом темпы прироста показателей проходимости бронхов были существенно ниже, чем у детей из Калмыкии. Это обусловлено различиями в экологическом состоянии окружающей среды исследуемых регионов.
Список литературы
1. Агаджанян Н.А. Экологическая физиология человека / Н. А. Агаджанян, А. Г. Марачев, Г. А. Бобков. — М.: КРУК, 1998. — 416 с.
2. Агаджанян Н.А. Экопортрет и здоровье жителей средней полосы России / Н. А. Агаджанян, А. Е. Северин,
А. Е. Желтиков. — Тула, 2000. — 309 с.
3. Анохин М. И. Спирография у детей / М. И. Анохин.
— М.: Медицина, 2003. — 120 с.
4. Здоровье и окружающая среда [Электронный ресурс]. — Режим доступа к атласу: www.sci.aha.ru.
5. Кардашенко В. Н. Степень гармоничности морфофункционального статуса индивида / В. Н. Кардашенко, Н. Н. Суханова // Советское здравоохранение. — 1990.
— № 1. — С. 55—59.
6. Карсаевская Т. В. Социальная и биологическая обусловленность изменений в физическом развитии человека / Т. В. Карсаевская. — Л., 1970. — 269 с.
7. Колесов Д. В. Физиолого-педагогические аспекты полового созревания / Д. В. Колесов, Н. Б. Сельверова.
— М.: Педагогика, 1978. — 145 с.
8. Криворучко Т. С. Особенности физического развития детей и подростков / Т. С. Криворучко. — Кишинев, 1976.
— 271 с.
9. Матвеева Н. А. Динамика физического развития школьников Нижнего Новгорода / Н. А. Матвеева,
Ю. Г. Кузмичев, Е. С. Богомолова и др. // Гигиена и санитария. — 1997. — № 2. — С. 26—32.
10. Никитюк Б. А. Теория и практика интегративной антропологии: Очерки / Б. А. Никитюк, В. М. Мороз, Д. Б. Никитюк. — Киев; Винница: Изд-во «Здоров’я», 1998. — 303 с.
11. О санитарно-эпидемиологической обстановке в Республике Калмыкия в 2003 году: Государственный доклад.
12. О санитарно-эпидемиологической обстановке во Владимирской области в 2003 году: Государственный доклад.
13. О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2001 году: Государственный доклад.
14. О состоянии окружающей среды Республики Калмыкия в 2001 г.: Государственный доклад / Под общей редакцией Б. С. Хулхачиева, Ю. Б. Каминова. — Элиста, 2002. — 112 с.
15. Окружающая среда и здоровье населения России: Атлас / Под ред. Мюррея Фешбаха. — М.: ПАИМС, 1995. — 448 с.
16. Сеглениеце С. В. Социальная среда и физическое развитие детей / С. В. Сеглениеце. — Рига: Зинатне, 1978. — 198 с.
17. Сердюковская Г.Н. Оценка физического развития детей и подростков: информативность и возможность метода / Г. Н. Сердюковская // Гигиена и санитария. — 1981. — № 12. — С. 50—53.
18. Чурьянова М. И. Результаты отдельных наиболее важных научных исследований в гигиене детей и подростков за 1993 г. / М. И. Чурьянова, Н. А. Ананьева,
В. И. Белявская // Гигиена и санитария. — 1994. — № 4. — С. 39—42.
19. Чучалин А. Г. Бронхиальная астма / А. Г. Чучалин.
— М.: Русский врач, 2001. — 144 с.
20. Ямпольская Ю. А. Популяционный мониторинг физического развития детского населения / Ю.А. Ямпольская // Гигиена и санитария. — 1996. — № 1. — С. 25—26.
STATE OF EXTERNAL RESPIRATION FUNCTION IN SCHOOLCHILDREN FROM DIFFERENT CLIMATIC-GEOGRAPHIC AND ECOLOGICAL REGIONS
А. Е. Severin, О. V. Мankaeva
Russian Peoples’ Friendship University, Moscow
The features of development of external respiration development and anthropometric indices in children living in different climatic-geographic and ecological conditions have been studied. It has been shown that at the age from 11 to 15 y.o., growth and development of the respiratory system in children in the examined climatic-geographic regions were significantly different. In children of the Vladimir region, there was observed the most rapid increase in body mass, body mass index, forced respiratory capacity from 11 to 13 y.o. in contrast to children from Kalmykia where the period of the most rapid growth and development is observed at the age 13—15 y.o.
Key words: the external respiratory system, ecology, children.
