Экология и внешнее дыхание у здоровых детей в Восточной Сибири

© МИХАЙЛОВА Л.А. -

ЭКОЛОГИЯ И ВНЕШНЕЕ ДЫХАНИЕ У ЗДОРОВЫХ ДЕТЕЙ В

ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ

Л.А. Михайлова

(Красноярская государственная медицинская академия, ректор — д.м.н., проф. И.ПАртюхов, кафедра физиологии,

зав. — д.м.н., проф. Ю.И.Савченков)

Резюме. Проведено обследование 349 детей обоего пола 7-11 лет, проживающих в различных экологических условиях: спальном (I группа), промышленном (II) и районе хранения ядерных отходов, расположенном лесопарковом массиве (III). Показано, что в период второго детства независимо от экологических условий повышается эффективность и экономичность вентиляции. У детей III группы функциональные резервы системы внешнего дыхания наибольшие, а ее работа более экономична по сравнению со школьниками других групп. У детей, проживающих в экологически неблагоприятном промышленном районе, система внешнего дыхания испытывает большие нагрузки и работа ее менее экономична, что проявляется в высоких показателях минутного объема дыхания, который обеспечивается большей частотой дыхания и усиленной нагрузкой на дыхательную мускулатуру. Ключевые слова. Экология, внешнее дыхание, здоровые дети, Восточная Сибирь.

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 [1,4]. Взаимодействие организма ребенка с окружающей средой имеет свои особенности и закономерности. Незаконченность морфологического и функционального развития у детей в процессе их роста, незрелость регуляторных механизмов, подвижность физиологических процессов, неустойчивость гомеостаза, высокая активность энергетического обмена способствуют тому, что ребенок чрезвычайно остро реагирует на возмущающие влияния среды [2,3,5-7]. В связи с этим возникает необходимость исследования становления функциональных систем организма ребенка в процессе его роста и развития и выяснение влияния близости промышленных предприятий на эти процессы, и отследить характер становления важнейших функциональных систем, формирующихся на каждом отрезке онтогенеза. Предметом исследования послужила система внешнего дыхания, являющаяся первым звеном кислородтранспортной системы организма, обеспечивающей его необходимой энергией.

Материалы и методы

Проведено обследование 349 детей 7-11 лет, проживающих в крупном промышленном центре Восточной Сибири. В первую группу вошло 174 (85 мальчиков и 89 девочек) школьника из спального района. Вторую группу составили 98 детей (47 мальчиков и 51 девочка) из промышленного района города, максимальные разовые концентрации в жилых массивах этого района превышали санитарные нормы в 7-67 раз по сероводороду, в 3-5 — по формальдегиду, в 2,5-13,3 — по фтористому водороду, по пыли — в 4-6, по сероуглероду — в 5,9. Третья группа детей состояла из 77 (35 мальчиков и 42 девочки) школьников, проживающих в районе хранения ядерных отходов, жилой массив которого расположен в лесопарковой зоне. Две первые школы расположены в промышленном городе Восточной Сибири, третья — в его городе-спутнике. Все дети находились на обычном двигательном режиме (уроки физкультуры —

2 раза в неделю), не имели хронических заболеваний и не болели в последние 3 месяца ОРВИ.

Состояние системы внешнего дыхания изучено на аппаратно-программном комплексе "Valenta+". 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.

Результаты и обсуждение

Изучение функциональных возможностей человека на разных этапах его индивидуального развития является одной из актуальных задач возрастной физиологии. 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.

Исследование основных параметров системы внешнего дыхания у детей второго периода детства, проживающих в различных экологических условиях Восточной Сибири, показало следующее. Величина минутного объема дыхания (МОД), являющаяся результирующим динамическим параметром, изменяется с возрастом, зависит от экологических условий проживания, но не имеет половых отличий. У детей, проживающих в промышленном районе (II группа), выявлено достоверное увеличение (р<0,05) этого показателя по сравнению с представителями I и III групп: (16,01+0,56) л, (11,91+0,35) л и (13,28+0,58) л соответственно.

Анализ возрастной динамики МОД у детей на пре-пубертатном периоде развития свидетельствует об определенной стабильности этого показателя в период второго детства.

Исследование величины дыхательного объема (ДО) показало, что проживание в экологически чистом районе с большим лесным массивом, приводит к тому, что глубина дыхания у этих детей становится достоверно выше (р<0,05), чем у их сверстников, живущих в спальном или экологически неблагоприятном районах промышленного города (рис.1).

Кроме этого, следует отметить, что в период второго детства имеет место тенденция увеличения ДО на

границах исследуемого возрастного интервала (7 и 11 лет) у представителей I и II групп, а у детей, проживающих в лесопарковой зоне, носит достоверный (р<0,05) характер: для мальчиков прирост ДО составил +13,5%, для девочек +25.92%. Кроме этого, следует отметить.

ода второго детства достоверна (р<0,05 и р<0,05). Проведенный корреляционный анализ позволил выявить связь этого показателя с другими характеристиками системы внешнего дыхания: ЧД и резервного объема выщоха (г = +0,75), ЧД и максимальной вентиляции

0,7 0,6 0,5 -0,4 -0,3 -0,2 0,1 0

1 район

1 район

П| 1 район

Дети

мальчики

девочки

Рис.1. Величина дыхательного объема у детей 7-11 лет.

что увеличение ДО с возрастом детей происходит в тесной связи с динамикой массы и длины тела. Зависимость между этими показателями прямая высокой степени тесноты (г = +0,72^0,86).

Частота дыхания (ЧД) является одной из характеристик, отражающей энергетические траты организма при осуществлении процесса дыкания. Установлено, что у детей, проживающих в экологически неблагоприятном районе, ЧД достоверно (р<0,05) выше, чем у их сверстников из «чистых» районов, между последними различий не наблюдается (рис.2).

40 35 30 -25 -

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 массой тела на изучаемом отрезке онтогенеза.

Сопоставление показателей МОД, ЧД и ДО позволяет заключить, что в препубертатном периоде развития происходит повышение экономичности работы системы внешнего дыхания, о чем свидетельствует сни-

= 20 ш

15 -10 -5 0

1 район

II район

дети мальчики девочш

Рис.2. Частота дыкания у детей 7-11 лет.

Вытвленная закономерность прослеживается в группах мальчиков и девочек, половых отличий этого показателя внутри групп нет. У детей ЧД в процессе их роста и развития снижается, эта закономерность имеет место во всех обследованных группах. Так, в I группе у мальчиков 7 лет и 11 лет изменения составили -13,3%, у девочек -9,4%; соответственно для II группы -4,2% и -5,1%, а для III -12,9% и -15,5%. Таким образом, наименьшая динамика снижения с возрастом ЧД отмечена у детей промышленного района (р>0,05), а у представителей экологически благоприятных районов, несмотря на более низкие исходные показатели в группах 7-летних детей, динамика снижения ЧД к концу пери-

жение частоты и увеличение глубины дыкания во всех обследованных группах, однако, наиболее ярко эта закономерность проявляется у детей из экологически чистых районов.

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) зависит как от возраста и пола ребенка, его физического развития, так и района проживания. Согласно полученныш данным у обследованных детей из экологически чистык районов установлены половые отличия: у мальчиков ЖЕЛ достоверно выше, чем у девочек в I группе на 15,1%, в III — на 24,5%, у детей из промышленного района половых отличий не выявлено.

Кроме этого, величина ЖЕЛ находится в прямой

зависимости от возраста: превышение ее в каждой последующей группе (с интервалом в один год) по сравнению с предыщущей составляли в среднем 9,6-20,8% у мальчиков и 11,1 -20,5% у девочек. Отмечены достовер-

чем у представителей I и II групп, составляя в среднем 0,07-0,08 л/кг и 0,04-0,05 л/кг и 0,03-0,05 л/кг соответственно.

Индекс Тиффно — отношение объема воздуха, вы-

0,6 п

0,5 -0,4 с 0,3 -0,2 -0,1 0

1 район

II район

II район

дети мальчики девочки

Рис.3. Объем воздуха на пиковой скорости вдоха у детей 7-11 лет.

но высокие (р<0,01) показатели ЖЕЛ во всех группах детей, проживающих в лесопарковой зоне. Так, у детей

I группы ЖЕЛ составила 1,78+0,06 л, у II - 1,88+0,07 л, в то время как у их сверстников III группы этот показатель быи равен 2,44+0,12 л, т.е. достоверно (р<0,05) выше на 37,0% и 29,8% по сравнению с показателями I и

II групп. Корреляционный анализ показал наличие прямой зависимости увеличения ЖЕЛ с возрастом, длиной и массой тела (г = +0,61 и г = +0,72 соответственно).

В результате увеличения с возрастом ЖЕЛ создаются условия для более эффективного приспособления

дохнутого за первую секунду при максималыно быстром выщохе, к жизненной емкости легких (в %%) характеризует степены бронхиалыной проходимости. У здорового взрослого человека он составляет в среднем 75-80%. Проведенные исследования показали отсутствие зависимости этого показателя от пола и района проживания школыников. Так, у детей I группы его значение составило 83,58+2,08%, у детей II - 81,01+2,16% и у III - 80,91+3,24%.

Объем форсированного выщоха во время пиковой объемной скорости (ОПОС) зависит от возраста и рай-1 группа

группа

группа

7 лет

Э лет

10 лет 11 лет

Рис. 4. Возрастная динамика относительного показателя ПОС/ПОСвд у детей.

легочной вентиляции к удовлетворению метаболических потребностей растущего организма. У лиц с высокими показателями ЖЕЛ имеется болышая возможность значителыного увеличения легочной вентиляции за счет резервного объема вдоха. ЖЕЛ относится к тем специфическим показателям, которые определяются уровнем физического развития и интенсивностыю обмена веществ. Мы исследовали его относителыную величину (на кг массы тела). Полученные данные позволяют го-вориты об относителыно стабилыном уровне этого показателя в младшем и среднем школыном возрасте, ко-торыш по своему значению не зависит ни от пола, ни от возраста в исследуемых группах, однако, у детей III группы значения этого показателя достоверно выше,

она проживания детей (рис.3).

У детей II и III групп значения ОПОС достоверно (р<0,05) ниже, чем у детей, проживающих в спалыном районе. Достоверные половые отличия вышвлены толы-ко в группе школыников из спалыного района (у малы-чиков ОПОС на 15% выше, чем у девочек). Установлено, что в течение периода второго детства этот показа-телы увеличивается во всех группах детей: для представителей I группы прирост составил 52,9% (р<0,05), для II - 8,5% (р>0,05), для III - 46,8% (р<0,05). Данные корреляционного анализа позволяют говориты о функ-ционалыной связи пиковой объемной скоростыю (ПОС) и максималыной объемной скоростью выщоха (r = +0,86 до +0,96).

В качестве относительного показателя, характеризующего возможности дыхательной системы (силу дыхательных циклов, статические и динамические характеристики), чаще всего используют отношение пиковой объемной скорости к пиковой объемной скорости вдоха (ПОС/ПОСвд). Согласно полученным данным, относительный показатель ПОС/ПОСвд у детей имеет положительную возрастную динамику (рис.4). Увеличение этого показателя свидетельствует о наличии более мощного воздушного потока во время вдоха, что является отражением работы дыхательной мускулатуры.

Установлено, что у детей, проживающих в лесопарковой зоне, данный показатель выше, чем у детей из экологически чистого района промышленного города, а в экологически неблагоприятных условиях дыхательная мускулатура работает еще более интенсивно. Однако, такой режим работы при загрязненной атмосфере способен обеспечить лишь минимальные, необходимые для роста и развития, дыхательные показатели, в то время как в лесопарковой зоне интенсивное развитие дыхательной мускулатуры обеспечивает экономичный тип дыхания, о чем говорилось выше.

Аналогичная динамика обнаруживается и при исследовании максимальной вентиляции легких (МВЛ). У детей I группы ее величина составила 36,41+2,18 л; у детей II — 41,95+1,03 л, а для школьников III — 47,92+2,14 л. Имеются достоверные половые отличия: у мальчиков МВЛ выше, чем у девочек во всех обследованных группах: для I группы это увеличение составило +26,5% (р<0,05); для II - +7,8% (р>0,05), для III -+5,8% (р>0,05).

В целом, характеризуя функциональное состояние системы внешнего дыхания у детей в препубертатном периоде развития, проживающих в Восточной Сибири, можно сказать, что в процессе роста и развития ребенка наблюдается снижение степени гипервентиляции легких, повышение экономичности работы дыхательной системы, что проявляется в положительной динамике дыхательного объема при снижении частоты дыхания и способствует повышению эффективности легочного газообмена. Это наблюдается независимо от места проживания детей. Однако, у детей, проживающих в промышленном районе, выявляется неэкономич-

ная работа данной системы, это проявляется в высоких показателях минутного объема дыхания, частоты дыхания и силы дыхательных циклов (отношение пиковой объемной скорости к пиковой объемной скорости вдоха) по сравнению со сверстниками из спального района и лесопарковой зоны. Следует отметить высокую экономичность обеспечения организма кислородом системой внешнего дыхания у детей из лесопаркового района, у них отмечается высокие показатели жизненной емкости легких, а высокий минутный объем дыхания обеспечивается достоверно большей глубиной дыхания.

Таким образом, у детей независимо от пола и экологических условий проживания по мере их роста и развития в период второго детства снижается частота дыхания, увеличивается дыхательный объем, жизненная емкость легких. Резервные возможности системы внешнего дыхания возрастают, на что указывают увеличение форсированной жизненной емкости легких, индекс Тиффно и объем легких на пиковой объемной скорости во время форсированного выдоха. У детей, проживающих в лесопарковой зоне, функциональные резервы и работа системы внешнего дыхания более экономична по сравнению со сверстниками, проживающими в спальном районе промышленного города, что проявляется в высоких показателях минутного объема дыхания (в основном, за счет увеличения глубины дыхания), жизненной емкости легких, увеличении максимальной вентиляции легких и относительно высокой интенсивности воздушных потоков на фоне одинаковых показателей частоты дыхания и индекса Тиффно. У детей, проживающих в экологически неблагоприятном промышленном районе, система внешнего дыхания испытывает большие нагрузки, чем у сверстников из спального района города. Это проявляется в высоких показателях минутного объема дыхания, который обеспечивается большей частотой дыхания, а также усиленной нагрузкой на дыхательную мускулатуру, о чем свидетельствуют показатели, характеризующие интенсивность воздушных потоков на вдохе и выдохе и низкие значения объемов воздуха на пиковой скорости дыхания, что можно рассматривать как неблагоприятное влияние экологии на растущий организм.

ECOLOGY AND FEATURES OF EXTERNAL BREATH IN HEALTHY CHILDREN OF EAST

SIBERIA

L.A. Mikhajlova

349 children of 7-11 years old living in various ecological conditions are surveyed: non-polluting (I group), industrial (II group) and area of storage of nuclear waste products, which file is located by a vein in a coniferous and deciduous wood (III group). It is shown, that during the second childhood irrespective of ecological conditions efficiency and profitability of ventilation raises. In children of III group functional reserves of system of external breath are the greatest, and its work is more economic in comparison with schoolboys of other groups. In children living in ecologically adverse industrial region system of external breath tests the big loadings that is shown in high parameters of minute volume of breath which is provided with the greater frequency of breath and higher loading on respiratory muscles.

ЛИТЕРАТУРА

1. Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем. — М.: Медицина, 1975. — 448 с.

2 Колчинская А. 3. Кислородные режимы организма ребенка и подростка. — Киев: Наукова думка, 1973. — 320 с.

3. 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.

4. Михайлова Л.А. Системный подход в изучении процессов транспорта и потребления кислорода организмом

человека // Деп. в ВИНИТИ 20.02.2001., №445-В2001. - 14 с.

5. Ширяева И. С., Савельев Б.П., Куприянова О. О. Параметры функционального состояния кардиореспираторной системы ребенка // Росс.педж — 2000. — №° 1. — С.41-43.

6. Ширяева И. С. Функция внешнего дыкания в детском возрасте // Физиология человека. — 1978. — Т.4, №№ 4. — С.716-721.

7. Ямпольская Ю.А. Физическое развитие и адаптационные возможности современных школьников // Росс.пед.ж. — 1998. — №№ 1. — С.9-11.

© БАРЯЕВА O.E., ИГНАТЬЕВА Л.П., ФЛОРЕНСОВ В.В. -

ПЛАЦЕНТАРНАЯ НЕДОСТАТОЧНОСТЬ КАК ИНДИКАТОР ЭКОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКОГО НЕБЛАГОПОЛУЧИЯ

O.E. Баряева, Л.П. Игнатьева, В.В. Флоренсов

Резюме. В обзорной статые рассматривается комплексное влияние факторов окружающей среды, приводящее к патологическим изменениям в органах и системах организма человека. Влияние неблагоприятных условий течения беременности приводит к функционалыныш и морфологическим повреждениям в системе маты-плацента-плод, что обуславливает возникновение экологически зависимых осложнений. Плацентарная недостаточносты, рассматривается как один из основный индикаторов нарушений репродуктивного здоровыя женщин, отражающий негативное влияние повреждающих агентов. Выявление значимых факторов риска плацентарной недостаточности позволяет осуществляты проведение ее профилактики, способствует снижению частоты перинаталыной заболеваемости и смертности.

Ключевые слова. Факторы окружающей среды!, плацентарная недостаточносты.

Снижение рождаемости, значительное ухудшение состояния здоровья населения и рост смертности отражаются на показателях ожидаемой продолжительности жизни и смертности от различных заболеваний, в том числе, связанных с репродуктивной системой. Снижение числа женщин детородного возраста и ухудшение здоровья женщин репродуктивного периода жизни влияет на состояние здоровья их детей и приводит к высокой младенческой детской смертности, перинатальной и детской заболеваемости, инвалидности детей и подростков [6,11,42]. В этих условиях разработка и научное обоснование стратегии по охране репродуктивного здоровья в связи с воздействием на организм человека вредных факторов среды обитания являются относительно новым направлением государственной политики, определяющую национальную безопасность страны [5]. На основе этого положения созданы концепции по охране репродуктивного здоровья населения России на период 2000-2004 г.г. и демографического развития РФ на период до 2010 года [17,48,60]. По определению ВОЗ, репродуктивное здоровье — это состояние полного физического, умственного и социального благополучия, а не просто отсутствие болезней или недугов во всех сферах, касающихся репродуктивной системы, ее функций и процессов, включая воспроизводство потомства и гармонию в психосексуальных отношениях в семье (Каир, 1994 г.). Нарушения репродуктивного здоровья составляют 5-15% от всех болезней и 22% — от болезней женщин репродуктивного возраста (15-44 лет) в сравнении с 3% у мужчин [60]. Состояние репродуктивного здоровья населения, в том числе репродуктивного здоровья женщин, является предметом интереса не только медицинской практики, но и общественности, так как тесно взаимосвязано со здоровьем детей, а, следовательно, и с будущим государства [26,29].

В последние десятилетия все в большей степени

признается тот факт, что успех в области охраны и укрепления здоровья населения во многом зависит от состояния окружающей среды (ОС). В течение многих десятилетий защитой здоровья женщины, в том числе здоровья репродуктивного, занимались, наряду с акушерами, специалисты в области токсикологии, гигиены и профпатологии. В результате многолетних исследований проведена инвентаризация неблагоприятных факторов производственной среды на репродуктивную сферу женщины, созданы рекомендации, направленные на ослабление влияния этих факторов на здоровье работающих женщин. Многие из них внедрены в практику [48,49,54,55]. Изучение проблемы оценки и управления профессиональным риском для репродуктивного здоровья (РЗ) основывается на методологии используемой в медицине труда [38,47] и концепции охраны РЗ работающих женщин [47]. Профессиональный риск для РЗ определяется как вероятность причинения ущерба репродуктивной функции работника (в том числе внутриутробному развитию плода и здоровью новорожденного в период кормления грудью) в связи с исполнением трудовых обязанностей. Особенностью профессионального риска для РЗ является необходимость учета последствий от травм и профзаболеваний для функции воспроизводства [5]. Тем не менее, профилактика экологически зависимых нарушений репродуктивной функции женщины остается задачей, далекой от разрешения [6,14,23,56].

Проблема охраны репродуктивного здоровья женщины неизмеримо более сложна, чем представлялось еще 5-10 лет назад. Пришло понимание того, что наибольший вклад в разрушение здоровья людей вносит не производственная среда, а собственно окружающая среда городов, в которых проживает 62% населения страны. Несмотря на экономический спад производства, усиливается многокомпонентная химическая нагрузка