CC BY
56
УДК 613.84
ВЛИЯНИЕ КУРЕНИЯ НА СОСТОЯНИЕ КИСЛОРОДТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ КРОВИ ЮНОШЕЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УРОВНЯ ИХ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ
Т.В. Антипина, магистрант 2 года обучения кафедры физиологии и общей биологии, Е.Е. Исаева, соискатель кафедры физиологии и общей биологии,
B.Г. Шамратова, доктор биологических наук, профессор, профессор кафедры физиологии и общей биологии,
Башкирский государственный университет, г. Уфа,
C.Р. Усманова, кандидат биологических наук, заведующая лабораторным отделением, ММЦ «Профилактическая медицина» г. Уфа.
Контактная информация для переписки: 450076, Республика Башкортостан, г.Уфа, ул. Заки Валиди, д.32, e-mail: [email protected].
Табакокурение, затрагивающее важнейший компонент жизни человека - здоровье, в настоящее время является одной из наиболее острых социально-экономических проблем. К самым действенным профилактическим мерам в борьбе с табакокурением среди молодежи относят физическую культуру и спорт. Однако нередки случаи, когда курение распространяется и среди лиц, поддерживающих высокую физическую активность.
Вместе с тем вопрос о влиянии курения на показатели функционального состояния организма людей, испытывающих различные по интенсивности физические нагрузки, остается малоизученным. В статье рассматриваются резервы кислородтранспортной системы крови у курящих и некурящих юношей в зависимости от уровня их двигательной активности (ДА).
С помощью двухфакторного дисперсионного анализа установлено, что ДА как отдельный фактор оказывает положительное влияние на общее состояние красной крови (концентрацию эритроцитов, содержание гемоглобина и гематокрит), а также на показатели газового состава крови (парциальное давление газов - рС02, р02). В отличие от уровня физической активности, табакокурение независимо от ДА отражается на фракционном составе гемоглобина: относительной доле окси- (02ИЬ) и карбоксигемоглобина (СОНЬ). Совместно двига-
тельная активность и курение влияют на параметры гемогло-бинового профиля (O2Hb, COHb), рО2, рСО2 и кислородную сатурацию (satO2).
Полученные данные подтверждают факт накопления в крови курильщиков карбокси-гемоглобина и ослабления кис-лородтранспортной способности гемоглобина. Несмотря на благоприятный вклад высокой двигательной активности в функционирование кардиореспира-торной системы, курение у юношей, занимающихся физической культурой, способствует развитию кислородного голодания тканей в большей степени, нежели при отсутствии интенсивных физических нагрузок.
Ключевые слова: уровень двигательной активности, табакокурение, газовый состав крови, гемоглоби-новый профиль, кислородтранспортная система, дисперсионный анализ.
Для цитирования: Антипина Т.В., Исаева Е.Е., Шамратова В.Г., Усманова С.Р. Влияние курения на состояние кислородтранспортной системы крови юношей в зависимости от уровня их двигательной активности // Физическая культура, спорт - наука и практика. - 2019. - № 1. - С. 78-83.
For citation: Antipina Т., Isaeva Е., Shamratova В., Usmanova S. Influence of smoking on the condition of oxygen transportation system of blood of young
men depending on the level of their physical activity. Fizicheskaja kul'tura, sport - nauka i praktika [Physical Education, Sport - Science and Practice.], 2019, no 1, pp. 78-83 (in Russian).
Введение. Физические нагрузки различной интенсивности оказывают благотворное влияние на многие показатели состояния здоровья человека и являются неотъемлемым атрибутом здорового образа жизни. Лучшим профилактическим средством для поддержания здоровья является отказ от вредных привычек, а также физическая культура и спорт. В литературе отмечается положительный эффект физических нагрузок для профилактики ряда заболеваний и психических расстройств [2, с. 30]. Однако полезная роль физической активности может нивелироваться табакокурением. Табачные токсины наносят повреждения практически всем органам и тканям организма и являются причиной возникновения широкого спектра заболеваний и патологических изменений у человека: в первую очередь, это болезни респираторной системы, а также сердечно-сосудистые заболевания, злокачественные новообразования и др. Окись углерода негативно влияет на стенки кровеносных сосудов, поэтому у курящих нередко встречается облитерирующий эндартериит и ряд других заболеваний (стоматит, хронический бронхит, бронхиальная астма, рак легкого и др.) [5, с. 124]. Курение лиц с хроническим бронхитом увеличивает вероятность развития хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) [3, с. 100].
Важную роль в адаптации организма к физическим нагрузкам играет поддержание необходимого баланса процессов, участвующих в поглощении, транспорте и отдаче кислорода тканям. В свою очередь кислород-транспортная система крови является наиболее чувствительной к воздействию компонентов табачного дыма [4, с. 522]. В связи с этим целью нашей работы стало изучение влияния курения на показатели кислород-транспортной функции крови у юношей в зависимости от уровня их двигательной активности.
Методика. В работе принимали участие 94 юноши 21-23-летнего возраста, признанные здоровыми по результатам ежегодного медицинского осмотра. Участники были разделены на 4 группы по результатам анонимного анкетирования: курящие юноши с низкой двигательной активностью (НДА) (физическая активность менее 150 мин в неделю) и с высокой двигательной активностью (ВДА) (физическая активность 150-300 мин в неделю), некурящие юноши с НДА и ВДА. У всех юношей определяли показатели общего анализа крови (RBC - количество эритроцитов (1012/л); HGB - концентрация гемоглобина (г/л); HCT - гематокрит (%); MCHC - средняя концентрация гемоглобина в эритроците (г/л)) на гематологическом анализаторе «ADVIA 60» производства «BAYER» (Германия); показатели кислородной сатурации (satO2) и гемоглобинового профиля (O2Hb, COHb, MetHb), парциальное давление газов крови (рСО2, рО2) - на анализаторе Point of Care Testing.
Статистическую обработку результатов проводили с помощью программы Statistica (версия 8.0.725, Statsoft, 2012). Для выявления достоверности различий между сравниваемыми группами использовали t-критерий Стьюдента для независимых переменных (t-test, independent, by variables). Двухфакторный дисперсионный анализ проводили методом Factorial ANOVA.
Результаты и их обсуждение. С помощью дисперсионного анализа установлено, что ДА как отдельный фактор оказывает влияние на концентрацию эритроцитов, содержание гемоглобина и гематокрит (р<0,003, р<0,002, р<0,01, соответственно), а также на показатели газового состава крови: парциальное давление газов (pCO2, pO2 р< 0,03, р<0,004, соответственно). Курение независимо от ДА отражается на фракционном составе гемоглобина (O2Hb, COHb, р<0,001, р<0,001, соответственно).
В результате сравнения среднегрупповых значений рассматриваемых показателей без учета фактора курения установлен достоверно более высокий уровень суммарных параметров красной крови и pO2 у юношей, систематически занимающихся физической культурой, чем у лиц, ведущих малоактивный образ жизни (таблица 1). Это согласуется с представлениями о роли физических нагрузок в усилении функциональных возможностей систем кислородообеспечения организма. Возрастание как численности эритроцитов, их наполненности гемоглобином - носителем кислорода, так и диффузии кислорода из легких в кровь (рост парциального давления O2) свидетельствует об увеличение общей дыхательной поверхности крови.
Таблица 1
Показатели кислородтранспортной системы крови в группе юношей с НДА и ВДА
Показатель НДА ВДА
RBC (1012/л) 4,68±0,07 5,05±0,06*
HGB (г/л) 137,8±0,03 147,7±0,72*
HCT (%) 41,0±0,63 43,5±0,53*
MCHC (г/л) 33,70±0,09 33,91±0,10
pCO2 (мм рт.ст.) 40,7±0,56 42,9±0,59*
pO2 (мм рт.ст.) 76,3±0,09 83,3±0,84*
satO2 (%) 95,0±0,19 95,3±0,35
O2Hb (%) 93,6±0,24 93,2±0,47
COHb (%) 2,21±0,18 3,10±0,37
MetHb (%) 0,42±0,03 0,42±0,04
Примечание: (p < 0,05)
* - статистически значимые различия
Аналогичное сравнение параметров КТС крови проведено между курящими и некурящими юношами в смешанных группах с разным уровнем ДА. Видно, что вне зависимости от занятий физической культурой
табакокурение угнетает функциональную активность красной крови, а также вызывает сдвиг гемоглобино-вого профиля в сторону накопления СОНЬ (таблица 2).
Полученные данные позволяют заключить, что физическая активность и курение оказывают противоположное действие на эритроцитарное звено крови, в силу чего у курящих тренированных юношей сохраняется приемлемый уровень суммарных параметров красной крови. Вместе с тем негативное влияние курения отчетливо сказывается на фракционном составе гемоглобина независимо от уровня ДА.
Таблица 2
Показатели кислородтранспортной системы крови в группе некурящих и курящих юношей
Показатель Некурящие Курящие
RBC (1012/л) 5,1 ±0,06 4,83±0,09*
HGB (г/л) 144,2±1,63 140,4±1,87
HCT (%) 44,7±0,51 42,49±0,74*
MCHC (г/л) 33,47±0,10 03,96±0,08
pCO2 (мм рт.ст.) 42,08±0,76 41,32±0,50
pO2 (мм рт.ст.) 80,7±1,84 78,2±1,24
satO2(%) 95,5±0,29 94,9±0,23
O2Hb (%) 94,6±0,35 92,7±0,28*
POHb (%) 1,11±0,11 3,54±0,23*
MetHb (%) 0,39±0,03 0,3>8±0,25>
Примечание: * - статистически значимые различия (р < 0,05)
Двухфакторным дисперсионным анализом, учитывающим вклад двух средовых факторов, установлено их достоверное совместное влияние на долю отдельных фракций гемоглобина (О2НЬ, СОНЬ), парциальное напряжение газов крови (рО2, рСО2), кислородную сатурацию ($аЮ2).
Наиболее чувствительным звеном, реагирующим на табакокурение, являются молекулы гемоглобина, способные связывать не только кислород, но и другие газы. Так, монооксид углерода - компонент табачного дыма, поступая в организм в процессе курения, связывается при повышенных концентрациях с гемсодер-жащими белками, в первую очередь с гемоглобином с образованием карбоксигемоглобина [1, с. 78]. Сродство гемоглобина к СО почти в 300 раз выше, чем к кислороду, что позволяет окиси углерода соединяться с гемоглобином даже при его достаточно низких концентрациях. В свою очередь, СО может стимулировать эритропоэз, увеличивать вязкость крови и тем самым ухудшать гемодинамику [6, с. 177].
Из рисунка 1 видно, что доля СОНЬ у юношей, не потребляющих табак, значительно ниже, чем у курящих юношей, при этом уровень ДА практически не влияет на величину показателя. Вместе с тем при повышенных физических нагрузках у курящихюношей уровень СОНЬ существенно возрастает (1,00±0,08 и 4,40±0,40; р<0,001, соответственно у некурящих и кнрящих). [Более того, относительная доля карбоксигемоглобина у курящих тренированных юхошей достоверно выше, чем у физически малоактивных юношей, потребляющих табак (3,0±0,12, р<0,05). Таким образом, физическая активность не только не снижает отрицательное влияние куревия на организм, но и усугубляет вызхта-емое им негативное действие.
5,5 5,0 -4,5 -4,0 -
3,5 -Со 3,0 -
о4
2,5-
X 2,0 -0 1 5
О 1,5 1,0 -
0,5 -
0,0
НДА ВДА
Двигательная активность
Некурящие Курящие
Рисунок 1. Влияние ДА и курения на СОНЬ (раздельное влияние курения, р<0,001, сочетанное ДА и курения,
р<0,016)
98,0 -97,5 -97,0 -95,0 -Б 97,5-о. 95,5 -95,0 -
см
О 95,5-го
« 95,0 -
93,5--
НДА ВДА
Деи гательная активност ь
Рисунок 2. Влияние ДА и курения на satO2 ф<0,004)
Некурящие Курящие
98 97
97
98
— 97 .о
97
О
95 91 93
НДА ВДА
Двигательная активность
Рисунок 3. Влияние ДА и курения на O2Hb ф<0,002)
Некурящие Курящие
Выраженные различия в группах курящих и некурящих юношей с высокой интенсивностью ДА продемонстрированы на примере кислородной сатурации крови, учитывающей вклад в транспорт кислорода разных фракций гемоглобина. Из рисунка 2 видно, что уровень $аЮ2 у курящих юношей с ВДА значительно ниже, чем у некурящих с аналогичной ДА (94,62±0,47 против 96,59±0,28; р<0,01). Очевидным является и факт, что физическая активность у юношей с вредной привычкой в отличие от некурящих не вызывает адекватного потребностям организма возрастания кислородтран-спортной способности гемоглобина.
Еще более заметное влияние курения на процесс транспорта О2 уюношей,испытывающих повышенные физические нагрузки, обнаружено по отношению к 02НЬ (рисунок 3).
Причем возрастание двигательной активности у некурящих юношей способствует увеличению доли фракция оксигемоглобина, тогда как физические нагрузки и воздействие табака сопровождаются резким ослаблением степени насыщения гемоглобина кислородом (95,66±0,43 против 91,81±0,51; р<0,001). Следует заметить, что у физически малоактивных юношей значимых различий уровня 02НЬ у курящих и некурящих лиц не наблюдается.
НДА ВДА
Двигательная активность
Некурящие Курящие
Рисунок 4. Влияние ДА и курения на pO2 (p<0,016)
Поскольку насыщение НЬ кислородом зависит не только от особенностей гемоглобинового профиля, но и от интенсивности диффузии газа из альвеол в кровь, представляет интерес изучение газового состава крови. Рисунок 4 демонстрирует ухудшение поглощения кислорода кровью у курящих лиц с ВДА.
Несмотря на то что в целом у физически тренированных юношей р02 выше, чем у малоактивных, отчетливо проявляется негативное влияние курения. Если при низких физических нагрузках курение практически не влияет на величину рО2 то у физически активных юношей выявляются заметно более низкие величины рО2 у курящих юношей по сравнению с некурящими (80,54±0,22 против 88,53±0,81; р<0,05). Видно также, что повышенная двигательная активность, сочетающаяся с курением, не приводит к адекватному физическим нагрузкам увеличению показателя рО2 наблюдающемуся у юношей, ведущих здоровый образ жизни.
Выводы. Проведенное исследование показало, что курение существенно ослабляет кислородтранспорт-ную функцию крови, главным образом благодаря накоплению в крови карбоксигемоглобина, неспособного транспортировать кислород. При этом курение, сочетающееся с высокой двигательной активностью, вызывает кислородное голодание тканей в большей степени, нежели при отсутствии повышенных физических нагрузок. В этом смысле утверждение «курение и спорт несовместимы» получает реальное подтверждение.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Анзоров В.А. Показатели крови и сердечно-сосудистой системы у курильщиков / В.А. Анзоров, С.С. Абумуслимов, С.В. Морякина // Вестник Чеченского государственного университета. - 2017. - №2 (26). -С. 77-79.
2. Гаврилова Е.А. Особенности адаптации организма спортсменов к физическим нагрузкам при табакоку-рении/Е.А. Гаврилова, О.А. Чурганов //Вестникспор-тивной науки. - 2010. - №6. - С. 30-34.
3. Игнатова Г.Л. Сравнительная характеристика частоты выявления хронического бронхита в зависимости от возраста / Г.Л. Игнатова, И.А. Захарова, И.В. Гребнева // Уральский медицинский журнал. - 2013. - №9. -С. 100-102.
4. Исаева Е.Е. Состояние кислородтранспортной системы организма юношей при курении различной интенсивности / Е.Е. Исаева, В.Г. Шамратова // Современные проблемы науки и образования. - 2014.
- №4. - С. 522-529.
5. Сегизбаева М.О. Сравнительная оценка резервных возможностей системы дыхания у курящих и некурящих / М.О. Сегизбаева, Н.П. Александрова // Ульяновский медико-биологический журнал. - 2013. - №3.
- С. 124-131.
6. Liefert, J. A. Anaemia and cigarette smoking / V.A. Liefert // International Journal of Laboratory Hematology. -2008. - No. 30. - P. 177-184.
INFLUENCE OF SMOKING ON THE CONDITION OF OXYGEN TRANSPORTATION SYSTEM OF BLOOD OF YOUNG MEN DEPENDING ON THE LEVEL OF THEIR PHYSICAL ACTIVITY
^ Antipina, Master's degree student of the Physiology and General Biology Department, Е. Isaeva, Aspirant of the Physiology and General Biology Department,
В. Shamratova, Doctor of Biological Sciences, Professor, Professor of the Physiology and General Biology Department, Bashkir State University, Ufa,
S. Usmanova, Candidate of Biological Sciences, Head of the Laboratory Department, «Preventive Medicine » Medical Center, Ufa.
Contact information for correspondence: 450076, Republic of Bashkortostan, Ufa, Zaki Validi str., 32, e-mail: [email protected].
Tobacco smoking, affecting the most important components of human life - health, is currently one of the most acute social-economic problems. The most effective preventive measures in the fight against smoking among young people are physical education and sports. However, there are cases when smoking is also spreading among people who maintain high physical activity.
At the same time, the question of the effect of smoking on the indicators of the functional state of the organism of people experiencing physical activity of different intensity remains poorly understood.
The article discusses the reserves of the oxygen transport system of blood of smoking and non-smoking young men depending on the level of their motor activity.
Using two-factor analysis of variance, it was found that physical activity as a separate factor had a positive effect on the general condition of red blood (erythrocyte concentration, hemoglobin and hematocrit content), as well as the blood gas composition indices: partial pressure of blood gases (pCO2, pO2).
Smoking, regardless of the level of physical activity, is reflected in the fractional composition of hemoglobin: the relative proportion of hydroxy (O2Hb) and carboxyhemo-globin (COHb). Together, physical activity and smoking affect the hemoglobin profile (O2Hb, COHb), pO2, pCO2, and oxygen saturation (satO2). The obtained data confirm the fact of accumulation of carboxyhemoglobin in the blood of smokers and weakening of the oxygen transport capacity of hemoglobin.
Despite the favorable contribution of high physical activity to the functioning of the cardio-respiratory system, smoking among young men, engaged in physical education, contributes to the development of oxygen deprivation of tissues to a greater extent than the absence of physical activity.
Keywords: physical activity, smoking, hemoglobin profile, oxygen transport systems, physical condition, blood gas composition, analysis of variance.
References:
1. Anzorov V.A., Abumuslimov S.S., Moriakina S.V. Indicators of blood and cardiovascular system in smokers. Vestnik Chechenskogo gosudarstvennogo universiteta [Journal of the Chechen State University], 2017, no 2, pp. 77-79 (in Russian).
2. Gavrilova E.A., Churganov O.A. Features of adaptation of the body of athletes to physical stress during smoking. Vestnik sportivnoi nauki [Bulletin of Sports Science], 2010, no 6, pp. 30-34 (in Russian).
3. Ignatova G.L., Zaharova I.A., Grebneva I.V. Comparative characteristics of the frequency of detection of chronic bronchitis, depending on age. Ural'skij medicinskij zhur-nal [Ural Medical Journal], 2013. no 9. - pp. 100-102 (in Russian).
4. Segizbaeva M.O., Aleksandrova N.P. Comparative assessment of the reserve capacity of the respiratory system in smokers and non-smokers. Ul'ianovskii mediko-bio-logicheskii zhurnal [Ulyanovsk Biomedical Journal], 2013, no 3. pp. 124-131 (in Russian).
5. Isaeva E.E., Shamratova V.G. The state of the oxygen transport system of the body of young men during smoking of various intensities. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniia [Modern problems of science and education], 2014, no 4, pp. 522-529 (in Russian).
6. Liefert J.A. Anaemia and Cigarette Smoking. International Journal of Laboratory Hematology, 2008, Vol. 30, pp. 177-184.
Поступила / Received 06.12.2018 Принята в печать / Accepted 06.03.2019
