CC BY
29
СПЕЦИФИКА СОМАТИЧЕСКОГО СТАТУСА СОВРЕМЕННЫХ ДЕТЕЙ 3-7 ЛЕТ В ЭКОЛОГИЧЕСКИ КОНТРАСТНЫХ РАЙОНАХ МОСКВЫ
Т.К. Федотова1, В.Е. Дерябин2
ИИ и Музей антропологии,
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова;
2Биологический факультет,
Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова,
Воробьевы горы, 119899, Москва, Россия
Для московских девочек 3-7 лет, живущих в условиях не слишком сильного экологического загрязнения, обнаруживается несколько увеличенное развитие признаков, отражающих независимую от жирового компонента вариацию соматических свойств, тогда как само подкожное жироотложение у них развито несколько меньше по сравнению с дошкольницами из зоны более сильного загрязнения. Для двух аналогичных групп московских мальчиков 3-7 лет обнаруживается сходная картина различий соматических признаков, но она проявляется менее отчетливо.
Антропоэкология как самостоятельное направление отечественных научных исследований возникла в конце 60-х годов XX века. Ее основным содержанием было и остается изучение воздействия совокупности условий окружающей среды на популяцию (большей частью исследования касаются традиционных популяций с эпохально сложившимся типом хозяйственно-культурной деятельности): ее пространственную структуру, динамику численности, генофонд, адаптивные возможности, процессы роста, развития и старения [1]. «Специальной главой» этих исследований стало изучение возрастной динамики остеоморфных показателей, которая приобретает на групповом уровне качество «интегративного показателя санитарного благополучия популяции, характеристики пластичности данной группы в отношении воздействия среды обитания» [9,10,11]. Особо в работах
О.М. Павловского подчеркивается надэтнический характер адаптивных типов: уровень и сочетание антропологических признаков в данной общности и на данной территории формируются одновекторно для любого из этносов и, следовательно, не зависят от многих эндогенных факторов, хотя и реализуются в длинном ряду поколений. В 90-е годы специальное внимание стало также уделяться вопросам исторической экологии человека, изучающим этапы биологической адаптации популяций. Последнее направление исследований может предоставить существенную информацию для сравнительной оценки санитарного состояния современного населения. Так, исследование процессов скелетного созревания современного американского населения, с привлечением к анализу 66 зон при-растания эпифизов, на фоне динамики скелетного созревания населения Древней Нубии из могильников раннехристианской эпохи и позднехристианской культуры с контрастной структурой экологических факторов позволило авторам сделать вывод, что современное население испытывает давление экологического стресса, следствием чего является эпохальная ретардация скелетного созревания [17].
В 3-м тысячелетии в связи с активно, возможно, необратимо продолжающимся антропогенным загрязнением среды и прогрессивно ухудшающимся санитарным состоянием населения особую актуальность приобрело экологическое направление ауксологии, изучающее специфику ростовых процессов детей на фоне экологических стресс-факторов в условиях различной геохимиче-
ской структуры окружающей среды [13]. У детей в зонах воздействия малых доз радиации после аварии на Чернобыльской АЭС отмечена задержка роста в сочетании с избыточной массой тела за счет увеличения жирового компонента [14]. Увеличение жирового компонента в данном случае может быть связано либо с началом нарушения обменных процессов, либо являться естественной биологической реакцией жировой ткани на внешние стрессовые воздействия, о чем в разных контекстах упоминает ряд авторов [18]. На уровень загрязнения окружающей среды девочки, по данным ряда авторов, реагируют в большей степени, чем мальчики [6, 8]. Ухудшение экологии полагает одним из факторов децелерации московских школьников с начала 1980-х годов Ю.А. Ямпольская (2003). Резко возросшей ролью антропогенных факторов на окружающую среду и неизбежным обострением противоречий в системе «человек-природа» объясняет такие выраженные эпохальные тенденции как усиление дифференциации по колебаниям массы тела (дефицит-ожирение), темпов развития (акцелерация-ретардация), соотношению соматического и репродуктивного онтогенезов Е.Н. Хрисанфова (2003).
Целью настоящей работы является изучение изменений размеров тела у московских детей-дошкольников возраста 3-7 лет в связи с уровнем экологического загрязнения места их постоянного проживания.
Материалы и методика. Антропологическое обследование детей 3-7 лет проводилось в январе-апреле 2005 г. на базе экспериментальных детских садов НИИ гигиены и охраны здоровья детей и подростков ГУ НЦЗД РАМН — дошкольных оздоровительных и развивающих центров. Авторы выражают признательность заведующим, старшим воспитателям, врачам, медицинским сестрам, всему персоналу детских садов и центров развития №№ 1174, 1787, 1680, 1024, 1767, 857, 1881, 2052, 1688 за содействие в работе, без которого работа была бы неосуществимой.
В программу обследования входила стандартная антропометрия [4], включавшая продольные размеры скелета и костные диаметры, жировые складки, обхватные размеры корпуса и сегментов конечностей, массу тела. Длина нижней конечности измерялась как высота над полом передней остистоподвздошной точки. Продольные размеры сегментов верхней конечности измерялись как прямые расстояния головной частью антропометра. Жировые складки измерялись в соответствии с методикой, принятой отечественными исследователями [7]. Количество обследованных детей разного пола и возраста приведено в табл. 1.
Таблица 1
Половозрастной состав обследованных дошкольников г. Москвы
Возрастная группа (лет) Мальчики Девочки
3 47 62
4 86 100
5 135 103
6 136 113
7 65 68
В соответствии с уровнем экологического загрязнения территорий г. Москвы (карта экологической обстановки в г. Москве за 1999 г. по данным МосЦГМС), вся выборка была разделена на две части. Первую из них составили дети, проживающие на территории относительно слабого экологического загрязнения (спальные районы Ново-Косино, на карте — область на востоке г. Москвы, обозначенная как «относительно благоприятная»). Во вторую
половину выборки вошли дети, живущие в крайне экологически неблагоприятной зоне (в районах мм. Красногвардейская, Кантемировская, Домодедовская, микрорайона Сабурово, где находятся самые интенсивные в Москве автотрассы, наибольшая концентрация промышленных предприятий и наблюдается самый высокий уровень заболеваемости населения и т.д.; на карте — область от центра города до юго-восточной границы, обозначенная как «крайне неблагоприятная»).
Экологическая обстановка в г. Москве
Благоприятно
Относительно
благоприятно
Неблагоприятно
Крайне
неблагоприятно
Районы, из которых поступает наибольшее количество жалоб от населения
(с) МосЦГМС 1999
В связи с тем, что из-за сравнительной немногочисленности материала в отдельных возрастных группах детей обнаружение статистически неслучайных различий размеров тела для двух частей выборки оказывается затруднительным, данные по каждому полу для всего интервала 3-7 лет были объединены. Для устранения искажающего влияния возрастной неоднородности перед объединением данных внутри каждой группы с шириной в 1 год для всех рассматривавшихся соматических показателей проводилась внутригрупповая нормировка в виде I = (X -М) / Б, где X — индивидуальное значение признака, М — его средняя арифметическая величина, 5 — его среднее квадратическое отклонение, 2 — индивидуальная нормированная величина признака. Внутри каждой половозрастной группы Z-oцeнки имеют среднюю арифметическую величину равную нулю и среднее квадратическое отклонение равное 1. Это позволяет для каждого пола объединить все возрастные группы на интервале 3-7 лет и оперировать едиными выборками со значительными объемами. В объединенном материале для каждого соматического свойства также будет характерна нормированная форма изменчивости с нулевой средней и единичным стандартным отклонением. К тому же межгруппо-
вые различия по разным размерам тела будут полностью сопоставимыми, так как они окажутся выраженными в долях своих средних квадратических отклонений.
Отдельные размеры тела часто не позволяют судить о соматической природе, обнаруживающей здесь вариации. Например, обхватные размеры сегментов конечностей в своей изменчивости в наибольшей степени определяются взаимно нескоррелированной вариацией развития входящих в них мышечного и жирового компонентов. То же самое характерно и для массы тела. Поэтому, дня получения соматических характеристик, более явно отражающих компонентную природу изучаемой вариации, был использован следующий прием.
Для каждого из двух наборов признаков: а) обхватов плеча, предплечья, бедра и голени: б) жировых складок, измеренных под лопаткой, на трицепсе, на бицепсе, на груди, на талии, на животе, на бедре и на голени была найдена первая главная компонента, индивидуальные оценки которой вошли в рассмотрение как производные обобщенные соматические показатели. Известно [5|, что для значительно взаимно скоррелированных антропометрических признаков первая главная компонента обычно отражает интегративную вариацию набора этих размеров тела и может служить единым показателем их обобщенной величины. Таким образом, первая главная компонента, полученная для обхватов сегментов конечностей, опишет общую величину развития мышечной и жировой составляющей этих признаков. В дальнейшем она называется показателем общей величины обхватов конечностей. Аналогичным образом первая главная компонента, полученная по жировым складкам, отражает интегративный уровень подкожного жироотложения и в дальнейшем нами называется характеристикой общей величины жироотложения.
Для получения представления о свободной от влияния подкожного жироотложения соматической вариации массы тела и показателя величины обхватов конечностей использовалось вычисление регрессионных уравнений этих двух показателей по характеристике общей величины жироотложения. Остаточная изменчивость по отношению к линии регрессии каждого из двух первых признаков по смыслу метода свободна от влияния подкожного жироотложения. Признак, содержащий регрессионные остатки для массы тела, в дальнейшем называется «обезжиренной» массой тела, и его вариация может считаться отражающей изменчивость в первую очередь костно-мускульной системы организма. Аналогичным образом признак, включающий регрессионные остатки общей величины обхватов сегментов конечностей, может считаться отражающим в основном поперечное развитие их мускулатуры.
Сравнение двух частей выборки, включавшей детей, проживавших на территориях г. Москвы с разным уровнем экологического загрязнения, по каждому соматическому свойству осуществлялось с применением стандартного t-критерия Стьюдента. Для проверки неслучайности различий по общему набору соматических свойств использовалась Г-квадрат статистика Хотеллинга [3]. Неслучайный характер различий считался доказанным, если вероятность ошибки I рода была меньше стандартного уровня 0,05. В случае, когда такая вероятность была 0,1 < Р < 0.05, мы полагали, что можно говорить о существовании некоторой тенденции к различиям.
Результаты и обсуждение. Результаты, полученные при нахождении интегративных показателей, отражающих общую величину подкожного жироотложения и обхватов сегментов конечностей, приведены в табл. 2. Здесь представлены нагрузки на первые главные компоненты для двух этих наборов размеров тела. По своему смыслу они являются коэффициентами корреляции главных компонент с исходными признаками.
Можно видеть, что первые главные компоненты, полученные для мальчиков и девочек по каждому из двух наборов антропометрических признаков, весьма значительно с коэффициентами корреляции, изменяющимися от 0,6 до 0,9, связаны с каждым отдельным исходным размером тела. Таким образом, они отражают согласованную вариацию жировых складок и обхватов сегментов конечностей. Поэтому, действительно, можно сказать, что эти новые переменные являются характеристиками общей величины подкожного жироотложения и уровня поперечного развития конечностей.
Таблица 2
Нагрузки на первые главные компоненты, полученные для наборов жировых складок и обхватов сегментов конечностей (Р - описываемая доля вариации)
Жировые складки Мальчики Девочки Обхваты: Мальчики Девочки
под лопаткой 0,843 0,831 бедра 0,906 0,911
на трицепсе 0,829 0,840 голени 0,892 0,881
на бицепсе 0,812 0,785 плеча 0,917 0,894
на груди 0,858 0,835 предплечья 0,935 0.924
на талии 0,816 0,737 Р 0,833 0,815
на животе 0,853 0,739
на бедре 0,694 0,554
на голени 0,680 0,575
Р 0,642 0,556
При изучении регрессионной связи массы тела с первой главной компонентой, найденной для жировых складок, были найдены корреляции этих двух соматических свойств равные — 0,58 у мальчиков и 0,48 у девочек. Это означает, что 66,7% (мальчики) 76,1% (девочки) вариации массы тела никак не связаны с влиянием подкожного жироотложения. Аналогичная связь общей величины поперечного развития сегментов конечностей с подкожным жироотложением характеризуется коэффициентами корреляции 0,67 (мальчики) и 0,68 (девочки). Поэтому, вариация костно-мышечной основы этих признаков составляет 55,0% (мальчики) и 53,4% (девочки) от общей величины вариации исходных обхватов.
При сопоставлении двух групп мальчиков и девочек, проживающих на территориях г. Москвы с разным уровнем экологического загрязнения, по единым наборам 24 исходных размеров тела были получены результаты, приведенные в табл. 3. Можно видеть, что для каждого из двух полов результаты проверки определенно свидетельствуют о неслучайных многомерных различиях.
Таблица 3
Результаты проверки неслучайности многомерных различий 24 антропометрических признаков двух групп детей, проживающих на территориях г. Москвы с разным уровнем экологического загрязнения
Пол Т-квадрат статистика Хотеллинга Р-критерий Степени свободы Вероятность ошибки 1 рода
Девочки 193,802 7,555 24,334 0,000
Мальчики 101,554 3,963 24,339 0,000
Более определенная картина соматической неоднородности групп детей, проживающих на территориях г. Москвы с разным уровнем экологического загрязнения, может быть выявлена при рассмотрении результатов аналогичной проверки для отдельных соматических признаков с применением /-критерия Стьюдента
(табл. 4). Для краткости в этой таблице приведены только те случаи, когда различия сопровождались вероятностью ошибки первого рода Р < 0,1.
Таблица 4
Сравнение средних арифметических величин (М( и М2) отдельных соматических показателей для групп мальчиков и девочек, проживающих в условиях слабой (1-я группа) и сильной (2-я группа) экологической загрязненности
Признаки 1-я группа 2-я группа кри- I Степени Р
! Я, м. N2 М2 терий ; свободы
Девочки
Ширина таза ! 109 ! 0,096 250 -0,204 2,826 357 0 004"
Длина предплечья 1 109 1 0,171 250 -0.031 1,851 357 0,064
Обхват головы I 109 ; 0,115 250 -0,087 1,810 357 0,071
Жир.складка на бицепсе ] 109 ! -0,172 250 0,054 -2,029 357 0,043*
Жир. складка на груди 1 109 1 -0,200 250 0,095 -2,769 357 0,005*
Жир. складка на животе ! 109 1 0,111 250 -0,169 2,655 357 0,008*
Жир. складка на бедре ■ 109 1 -0.455 250 0,210 -5,955 357 0,000*
Масса тела 1 109 ^ 0.304 250 -0,160 4,365 357 0,000*
Общая величина жироот- : 109 ; -0,161 251 0,057 -1,996 358 0,046*
ложения
"Обезжиренная'масса тела : 109 ! 0,480 251 -0,208 6,332 358 0,000*
Мальчики
Длина плеча ! 111 : 0,151 253 -0,065 1.983 362 0,048*
Обхват груди ! П1 ! -0,228 253 0,029 -1,821 •г>2 0,069
Обхват талии ; 111 -0,201 253 0,036 -2.105 362 0,035*
Обхват голени : 111 ; -0,215 253 0,060 -2,467 362 0,014*
Обхват предплечья ; 111 -0,199 253 0,024 -2,018 362 0,044*
Жир. скл. под лопаткой 1 111 ! -0,178 253 0,023 -1.674 362 0.094
Жир. складка на груди ! 111 : -0,222 253 0,033 -2,441 362 0,015*
Жир. складка на талии 1 111 1 -0,047 253 -0,216 1,768 362 0,077
Жир. складка на бедре 1 11! ! -0,376 253 0,119 -4,712 362 0,000*
Жир. складка на голени ! 111 : -0,138 ; 253 0,048 1 47 362 0,081
Общая величина обхватов 1 111 1 -0,227 ; 255 0,009 -2,122 364 0,034*
конечностей
"Обезжиренная" масса тела : П1 ! 0,132 255 -0,057 0,092
Примечание: * — неслучайные при Р < 0.05 различия
Для девочек по разным признакам неслучайные различия имеют разное направление. Так, дошкольницы, проживающие в относительно благоприятных условиях, обнаруживают большие средние уровни массы тела, и особенно ее «обезжиренного» значения, ширины таза, длины предплечья и обхвата головы по сравнению с девочками, живущими в зоне большего экологического загрязнения. Наиболее отчетливо это проявляется для «обезжиренной» массы тела, где различия двух групп достигают 0,69 величины среднего квадратического отклонения этого признака. Для наглядности можно заметить, что аналогичные различия по массе тела с ее величиной внутригруппового среднего квадратического отклонения в 3,3 кг имели бы вполне значительный уровень 2,3 кг. Напротив, значения большинства жировых складок, за исключением толщины подкожного жира, измеренного на животе, у дошкольниц в первой группе оказываются неслучайно меньшими, что также проявляется и для показателя общей величины жироотложения. В наибольшей степени это проявляется для жировой складки, измеренной на бедре, где различия средних для двух групп равны 0,67 среднего квадратического отклонения этого признака. Таким образом, для московских девочек дошкольного возраста, живущих в относительно благоприятных экологических уело-
виях, обнаруживается несколько увеличенное развитие признаков, отражающих независимую от жирового компонента вариацию соматических свойств, тогда как само подкожное жироотложение у них развито несколько меньше.
Для мальчиков картина различий отдельных соматических свойств в двух группах, проживающих в условиях неодинакового экологического загрязнения, имеет сходный характер, но выражена менее отчетливо. Так, для первой группы дошкольников характерна неслучайно большая средняя величина длины плеча и проявляется тенденция к большей обезжиренной массе тела. Напротив, для обхватов груди, талии, голени и предплечья, показателя общей величины обхватов конечностей и жировых складок у мальчиков, живущих в зоне небольшого экологического загрязнения, проявляются гораздо меньшие средние уровни по сравнению с детьми второй группы. Правда, величина всех отмеченных различий у мальчиков оказывается значительно меньшей по сравнению с девочками.
Нам трудно со всей определенностью истолковать обнаруженные половые различия в уровне неоднородности соматических свойств у двух групп детей. Во-первых, здесь может проявиться различная чувствительность мальчиков и девочек к влияниям экологического загрязнения с большей реактивностью у дошкольниц. Во-вторых, найденная нами картина может быть простым следствием статистических случайностей. Работа будет продолжена, полученные предварительно закономерности будут уточняться. К исследованию динамики соматического статуса в разных экологических районах Москвы будет подключено исследование динамики заболеваемости детей от рождения до момента обследования.
Выводы
1. Для московских девочек 3-7 лег, живущих в условиях не слишком сильного экологического загрязнения, обнаруживается несколько увеличенное развитие признаков, отражающих независимую от жирового компонента вариацию соматических свойств, тогда как само подкожное жироотложение у них развито несколько меньше по сравнению с дошкольницами из зоны более сильного загрязнения.
2. Для двух аналогичных групп московских мальчиков 3-7 лет обнаруживается сходная картина различий соматических признаков, но она проявляется менее отчетливо.
ЛИТЕРАТУРА
1. Алексеева Т.И. Антропологические аспекты экологии человека: итога и перспективы // Антропология на пороге 111 тысячелетия. - М., 2003. - С. 706-718.
2. Антропоэкология Центральной Азии. Отв. ред. акад. РАН Т.Н. Алексеева. - М.: Научный мир, 2005. - 328 с.
3. Афифи А., Эйзен С. Статистический анализ. Подход с использованием ЭВМ. М.: Мир, 1982. - 488 с.
4. Бунак В.В. Антропометрия. - М.: Гос. уч.-пед. изд. Наркомпроса РСФСР, 1941. -368 с.
5. Дерябин В.Е. Многомерные биометрические методы для антропологов. - М., 2001. Рук., деп. в ВИНИТИ No 37. - 311 с.
6. Дмитриев Д.А. и др. Особенности физического развития детей в зависимости от уровня загрязнения окружающей среды // Научные ведомости. Белгородский Гос. Унив., 2000. - № 2(1). - С.50-51.
7. Лутовинова Н.Ю., Уткина М.И., Чтецов В.П. Методические проблемы изучения подкожного жира // Вопросы антропологии, 1970. - Вып. 36. - С. 32-54.
8. Николаев В.Г. и др. Антропологический подход к оценке состояния физического здоровья детского населения // Здоровый ребенок: Матер. У конгресса педиатров России. - М., 16-18 февр. 1999 г. - С. 327.
9. Павловский О.М. Биологический возраст у человека. Экологические аспекты // Итоги науки и техники. Антропология. - Том 1., ВИНИТИ. - М., 1985. - С. 5-53.
10. Павловский О.М. Биологический возраст человека. - М.: Изд-во МГУ, 1987. - 279 с.
11. Павловский О.М. Популяционная экология возраста человека на постдефинитивных стадиях онтогенеза // Антропология на пороге 111 тысячелетия. - М., 2003. -С. 719-745.
12. Реет Б.А., Сает Ю.Е. Состояние здоровья детского населения промышленных городов с различной территориальной геохимической структурой // Вестник АМН СССР. - М.: Медицина, 1989. - С. 14-18.
13. Саливон И.И., Полина Н.И., Марфина О.В. Детский организм и среда. Минск: Наука и техника, 1989. - 267 с.
14. Тарасевич ТВ. Физическое развитие детей и подростков, проживающих в зонах воздействия малых доз радиации вследствие аварии на ЧАЭС // Проблемы биокультурной адаптации человека. - Матер, науч.-практ.конф. 23-25 октября 1993. -М., 1993. - С. 71-72.
15. Хрисанфова Е Н. Антрополого-эндокринологические исследования как способ познания биосоциальной природы человека (историческая филогения) // Антропология на пороге 111 тысячелетия. - М., 2003. - С. 67-85.
16. Ямпольская Ю.А. Физическое развитие школьников Москвы во второй половине XX века: состояние, тенденции, прогноз // Антропология на пороге 111 тысячелетия. - М., 2003. - С. 567-591.
17. Albert Baptista A.M., Van Geren D.P. Skeletal maturation and environmental stress in ancient Nubian teenagers and young adults // Amer. J. Phys. Anthropol., 1998. - Suppl. 26. - Annu. Meeting Issue.
18. Kuzawa C.W. Body fat as system. An evolutionary and developmental consideration of the growth and function of body fat // Amer. J. Phys. Anthropol., 1997. - Suppl. No.24. - P. 148.
19. Tanner J.M. Growth from birth to two: A critical review / Acta med. auxol., 1994. - V. 26. - N 1. - 51 p.
THE SOMATIC STATUS PARTICULARITY IN 3-7 YEARS OLD CONTEMPORARY CHILDREN FROM THE DIFFERENT ECOLOGICAL REGIONS OF MOSCOW
Т.К. Fedotova1, У.Е. Deryabin2
lThe museum of anthropology and biological department of Moscow State Universit; 2M.V. Lomonosov Moscow State University,
Vorob’ovi gori, 119899, Moscow, Russia
Moscow 3-7 years old children from comparatively clean regions have more developed signs, independent from fat deposits than those, who live in the polluted regions of the city. Moreover, the first group has less fat deposits. These differences are more obvious among girls.
