Функциональное состояние дыхательной системы у школьников 7-14 лет из 30-км зоны АЭС

ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ДЫХАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ У ШКОЛЬНИКОВ 7-14 ЛЕТ ИЗ 30-КМ ЗОНЫ АЭС

Лиходед В.С., Клопов Р.В..

Лиходед Я.В., Сотник А.В. Запорожский национальный университет

Аннотация. В статье проанализировано функциональное состояние дыхательной системы школьников 7-14 лет, проживающих в 30-км зоне АЭС. Охарактеризована ее возрастная динамика в сопоставлении с заболеваемостью органов дыхания у детей и подростков. В условиях повышенного радиационного риска особенно важна превентивная реабилитация детей и подростков дошкольного и младшего школьного возраста. Своевременные профилактические и лечебные мероприятия позволяют остановить патологические изменения.

Ключевые слова: функциональное состояние, заболеваемость, дыхательная система, радиация, АЭС.

Анотація. Лиходід В.С., Клопов Р.В., Лиходід Я.В., Сотник А.В. Функціональний стан дихальної системи у школярів 7-14 років із 30-км зоні АЕС. В статті проаналізовано функціональний стан дихальної системи школярів 7-14 років, що мешкають в 30-км зоні АЕС. Охарактеризовано вікову динаміку її показників у співставленні із захворюваністю органів дихання у дітей і підлітків. В умовах підвищеного радіаційного ризику особливо важлива превентивна реабілітація дітей і підлітків дошкільного й молодшого шкільного віку. Своєчасні профілактичні й лікувальні заходи дозволяють зупинити патологічні зміни. Ключові слова: функціональний стан, дихальна система, захворюваність, радіація, АЕС.

Annotation. Likhoded V.S., Klopov R.V., Likhoded Y.V., Sotnik A.V. Functional state of the respiratory system of schoolchildren aged 7-14 years, residing in the 30km area of the Nuclear Power

Plant. The article focuses on the functional state of the respiratory system of schoolchildren aged 7-14 years, residing in the 30km area

© Лиходед В.С., Клопов Р.В., Лиходед Я.В., Сотник А.В., 2009

of the Nuclear Power Plant. It also defines the age correlation of respiratory system functional state and respiratory illnesses of schoolchildren under observation, stating the dependency of illness rates on the remoteness from Energodar. In conditions of heightened radiation hazard the preventive aftertreatment of children and teenagers of preschool and junior school age is especially important. Duly preventive and medical provisions allow to stop pathological changes.

Key words: functional state, illness rates, respiratory system, radiation, nuclear power plant.

Введение.

Проблема влияния радиации на организм человека приобрела в настоящее время чрезвычайную актуальность в связи с широким использованием источников ионизирующего излучения в различных сферах деятельности. Атомные электростанции, на долю которых приходится около 15% мирового производства электроэнергии, в одних странах наращивают свои мощности (США, Япония, Франция и т.д.), в других - постепенно консервируются (Швеция, Германия). С одной стороны, человечество в данное время не видит реальной альтернативы атомной энергетике, с другой - не хочет подвергать себя риску, связанному с эксплуатацией столь сложных технологических систем.

Установлено, что среди людей, работающих на АЭС или проживающих в прилегающих к ним зонах, даже при строгом соблюдении всех мер радиационной безопасности наблюдаются такие явления, как раннее старение, ослабление зрения, угнетение реактивности иммунной системы, чрезмерная психологическая возбудимость, изменения в составе крови и т.д. [1-3].

Главенствующей патологией у детского населения Украины в связи с высоким уровнем загрязнения атмосферы, являются болезни органов дыхания, на долю которых приходится около 50% всех заболеваний. Особенно эта проблема актуальна для радиационно-экологически неблагополучных регионов, где ситуация усугубляется за счет синергического действия на детский организм химического и радиационного факторов [4].

Работа выполнена по плану НИР Запорожского национального университета

Цель, задачи работы, материал и методы.

Цель работы - проанализировать функциональное состояние дыхательной системы у школьников 7-14 лет из 30-км зоны АЭС.

Методы исследований. Базой исследований послужила СШ № 7 г. Энергодара. В экспериментальном исследовании принимали участие 498 учащихся 1-8 классов, в том числе 236 мальчиков и 262 девочки. Анализ медицинской документации осуществлялся в отделе медицинской статистики Запорожского областного статуправления. Для определения уровня функционального состояния сердечно-сосудистой системы организма в работе использовалась компьютерная программа «Ком -плексная экспресс-оценка функционального состояния и функциональной подготовленности организма» - «ШВСМ-интеграл», разработанная на кафедре физической реабилитации ЗНУ под руководством проф. Маликова Н.В. [5].

Результаты исследования.

Как свидетельствуют данные, представленные в табл. 1, более 2/3 энергодарских детей и подростков характеризуется сниженным уровнем функционального состояния (УФС) дыхательной системы и лишь у 7,38% показатель превышает верхний предел нормы.

Соответственно, можно сделать вывод о том, что лишь у 32,32% энергодарских мальчиков и девочек 7 - 14 лет функциональные возможности дыхательной системы достаточны для обеспечения безопасного для жизнедеятельности уровня физического здоровья.

Хотя количество детей с УФС, соответствующим норме и превышающим ее, на протяжении 8 лет обучения в школе достоверно возрастает с 18,96% до 29,56% сниженный УФС определяется более чем у половины школьников разного возраста, за исключением учащихся 5 - 6 классов, среди которых он встречается в 40% случаев.

В целом возрастная динамика УФС дыхательной системы у школьников из 30-км зоны АЭС характеризуется положительной тенденцией, поскольку суммарный показатель постепенно переходит из зоны низких значений (до 40 баллов) в область «ниже среднего» (рис. 1).

При этом, если показатели 7-летних детей не имеют половых различий, то в 14-летнем возрасте у энергодарских мальчиков УФС достоверно выше, чем у девочек.

Однако, в целом представленные данные свидетельствуют о низкой эффективности оздоровительной работы с детьми в условиях 30-км зоны, которая не обеспечивает формирование у них оптимального функционального состояния дыхательной системы.

Закономерно, что низкие и ниже среднего значения индексов, характеризующих состояние дыхательной системы определяются у 27,7-57,6% обследованных школьников, а «выше среднего» и

Таблица 1

Распределение школьников 7 - 14 лет из 30-км зоны АЭС по уровням функционального состояния

дыхательной системы

Пол N УФС, %

низкий ниже среднего средний выше среднего высокий

М и Д 393 32,06 35,62 24,94 7,38 0

М 163 26,99 35,58 28,22 9,2 0

Д 230 35,65 35,65 22,61 6,09 0

Примечание: Половые различия показателей недостоверны (р > 0,05) 70 1

20------------------------------------------------------------------------------------------------

10------------------------------------------------------------------------------------------------

о Н------1-----------1-----------1-----------1-----------1----------1-----------1----------1------1

7 8 9 10 11 12 13 14

возраст, лет

—О— мальчики. - -  - - девочки

Рис. 1 - Уровень функционального состояния дыхательной системы у мальчиков и девочек из 30-км зоны

АЭС

Таблица 2

Показатели функционального состояния дыхательной системы у школьников 7-14 лет из 30-км зоны АЭС

Индексы Уровни, %

Низкий Ниже среднего Средний Выше среднего Высокий

Устойчивости к 31,37 23,77 33,33 7,11 4,42

гипоксии

Скибинской 38,23 19,36 25,97 9,39 9,94

«высокий» - лишь у 5,0-24,37% обследованных детей.

Индекс устойчивости к гипоксии представляет собой отношение времени задержки дыхания на выдохе к ЧСС за 1 мин. и используется в спортивной практике, как для оценки уровня тренированности, так и устойчивости к кислородной задолженности. Представленные данные свидетельствуют о том, что более половины обследованных школьников характеризуется неудовлетворительным состоянием кардиореспираторного блока (уровни индекса «низкий» и «ниже среднего»).

Индекс Скибинской определяется на основе таких показателей как ЖЕЛ, ЧСС и время задержки дыхания, соответственно характеризуя состояние дыхательной и сердечно-сосудистой систем в их взаимосвязи при этом. Индексу свойственна высокая степень корреляции с острой заболеваемостью (0,63-0,97) у школьников 6-18 лет [6]. Установленные низкие показатели индекса Скибинской свидетельствуют о существенных функциональных нарушениях кардиореспираторного блока у школьников из 30-км зоны АЭС и соответствуют охарактеризованным особенностям их заболеваемости. Индекс устойчивости к гипоксии за 8 лет школьного обучения у мальчиков достоверно увеличивается от 0,171 ± 0,025 до 0,279 ± 0,029 у.е., у девочек - от 0,127 ± 0,015 до 0,225 ± 0,019 у.е. (рис. 2).

Обращает на себя внимание тот факт, что наибольшее снижение индекса по отношению к норме у мальчиков отмечается на год позже, чем у девочек (в 10 и 9 лет соответственно), очевидно в связи с разными темпами полового созревания.

усл.ед.

За время обучения в школе индекс Скибин-ской также достоверно возрастает как у мальчиков (с 351,0 ± 38,0 до 1158,4 ± 127,6) у.е., так и у девочек (с 326,3 ± 35,1 до 774,8 ± 70,6) у.е., причем у первых он достоверно выше с 9-летнего возраста (рис. 3). Однако во всех случаях показатели энергодарских школьников снижены по сравнению с нормой, причем различия становятся наиболее значимыми в 14-летнем возрасте.

При этом количество детей с низким индексом к 8 классу увеличивается в 4,3 раза и составляет 62,9% от их общего числа, а суммарное количество детей с индексом «ниже среднего» и «низкий» - 77,2%. Если в первом классе 29,4% школьников характеризуются индексом Скибинской, превышающим возрастную норму, то в восьмом их становится в десять раз меньше (2,8%).

Однако при этом процент школьников с низким уровнем устойчивости к гипоксии в указанные сроки различается не достоверно, а общее количество детей с недостаточной устойчивостью к гипоксии (уровни «низкий» и «ниже среднего») достоверно больше среди восьмиклассников (77,1%), чем среди первоклассников (56,2%). При этом ни один из обследованных учащихся 6-8 классов не характеризуется высокой устойчивостью к гипоксии.

Принято считать, что значение этого показателя, близкое к единице, свидетельствует о больших возможностях кислородтранспортной системы. Как показано В. А. Шаповаловой, за время обучения детей в школе обычно индекс не приближается даже к 50%-му рубежу нормы [6]. В то же время он оптимизируется под влиянием регулярных физических

7

8

9

10

11

12

13

14

возраст, лет

Рис. 2 - Возрастная динамика индекса устойчивости к гипоксии у школьников из 30-км зоны АЭС

норма.

усл.ед.

1700 i 1500 1300 1100 + 900 700 + 500 300't-

возраст, лет

Рис. 3 - Возрастная динамика индекса Скибинской у школьников из 30-км зоны АЭС (-) — норма

нагрузок и у юных спортсменов в 3-5 раз превышает показатели сверстников, ведущих малоподвижный образ жизни.

Полученные нами данные свидетельствуют о том, что индекс устойчивости к гипоксии у 14-летних школьников из 30-км зоны находится на уровне 12-28% от нормы, а количество детей с недостаточной устойчивостью к гипоксии составляет в разных возрастных группах 65,5 - 77,1%.

Поскольку, как отмечалось ранее, динамика ЧСС у школьников 7-14 лет из 30-км зоны АЭС в основном соответствует возрастным нормам, такие значения индекса устойчивости к гипоксии можно объяснить низкими результатами проб Штанге и Генчи, а также низкой ЖЕЛ (рис. 4).

Время задержки дыхания на выдохе и на вдохе у школьников из 30-км зоны АЭС увеличивается на протяжении 8-летнего обучения в школе в 1,4-1,9 раза, что соответствует показателям их сверстников из других регионов [6].

Однако абсолютные значения проб Штанге и Генчи у энергодарских детей в большинстве случаев ниже нормы. Так, время задержки дыхания на вдохе у них меньше на 16-65%, что свидетельствует

о сниженных функциональных возможностях дыхательной системы. Причем, если у мальчиков отклонение данного показателя от нормы примерно одинаково во все возрастные периоды, то у девочек оно становится максимальным к 13-14- летнему возрасту. В то же время показатели пробы Генчи к этому сроку уравниваются с возрастной нормой.

По мнению В.А. Шаповаловой, уменьшение времени задержки дыхания на выдохе следует расценивать как особенно неблагоприятный показатель, поскольку эта величина прямо пропорциональна степени устойчивости организма к гипоксии [6]. Соответственно уменьшение времени задержки дыхания на выдохе расценивается как следствие заболевания, часто без признаков манифестации.

Ситуация представляется еще более критической при сопоставлении у энергодарских детей ЖЕЛ фактической (ФЖЕЛ) и должной (ДЖЕЛ), рассчитанной на основе параметров их физического развития (рис. 5).

Если в 7-летнем возрасте ФЖЕЛ составляет 83% от ДЖЕЛ у мальчиков и 82,2% у девочек, то в 14-летнем - лишь 65,3% и 70,4% соответственно.

Поскольку снижение ФЖЕЛ по отношению к ДЖЕЛ на 25-30% принято считать умеренным, на 31-50%-значительным, на 51% и более - резким, можно заключить, что уменьшение ЖЕЛ у энер-годарских мальчиков и девочек следует оценивать как значительное и рассматривать как важнейший показатель неудовлетворительного состояния дыхательной системы [7]. Количество детей со значительным снижением ЖЕЛ с 21,2% в 7 - летнем возрасте увеличивается до 56,6% в 14 - летнем, а, начиная с 11 лет, отмечаются случаи резкого снижения ЖЕЛ (рис. 6). Важную информацию о состоянии дыхательной системы можно получить с помощью жизненного индекса (ЖИ), представляющего собой отношение ЖЕЛ к массе тела.

Существующие показатели нормы (С.В. Хрущев, Т.Ю. Круцевич) предполагают поступательное возрастное увеличение ЖИ у мальчиков и у девочек.

Соответственно нам представлялось целесообразным сопоставление полученных данных с должной величиной жизненного индекса (ДЖИ), рассчитанного на основе индивидуальной массы тела детей и их ДЖЕЛ. Расчетная кривая, представленная на рис. 7, показывает, что ДЖИ у обследованных мальчиков должен находиться в пределах 62,6-71,3 мл/кг, а у девочек - 55,5-66,7 мл/кг, причем наивысшие значения ДЖИ в обоих случаях должны приходиться на 10-летний возраст.

Фактические значения ЖИ у обследованных мальчиков и девочек во все изученные периоды ока-

сек.

55

45

35

25

Е

00

40

30

25

20

15

сек.

возраст, лет возРаст- лет

Рис. 4 - Задержка дыхания на вдохе (А) и на выдохе (Б) у школьников из 30 - км зоны АЭС ( —) (------------) норма

мл, 103

3.5 3

2.5 -

2 -

1.5

1

3.5

3

2.5

2

1.5

1

девочки

7

8

9

10

11

12

13

14

возраст, лет

Рис. 5 - Фактическая (--) и должная (-) ЖЕЛ у школьников из 30-км зоны АЭС

%

100

80

60 -

40

20 -

возраст, лет

Рис. 6 - Распределение школьников по группам в соответствии с соотношением должной и фактической

ЖЕЛ (% от числа обследованных).

Примечание: П норма и умеренное снижение

значительное (69-50%) Н резкое (49% и менее).

зались более низкими, чем расчетные, что закономерно.

Однако с возрастом эти различия становятся более значимыми как у мальчиков, так и у девочек, что свидетельствует об относительном снижении

функциональных возможностей дыхательной системы.

Соответственно возрастает процент детей с ЖИ пониженным по отношению с возрастной нормой (с 35,8% в 7 лет до 73,8% в 14 лет) (рис. 7).

В целом можно сделать вывод, что за время обучения в школе у детей из 30-км зоны АЭС происходит значительное ухудшение функционального состояния организма, обусловленное, в первую очередь, низкими возможностями кардиореспира-торного блока.

Указанные функциональные нарушения с одной стороны, являются следствием заболеваний дыхательной и сердечно-сосудистой систем у детей, с другой - морфофункциональной основой для их формирования и хронизации.

На протяжении полувека болезни органов дыхания стабильно занимают первое место в структуре заболеваемости и составляют 50%. Ежегодный рост их составляет 5-7%. Наиболее частыми заболеваниями среди патологии бронхолегочной системы являются острые респираторные заболевания и грипп (около 30%), а так же бронхит и пневмония (около 10%). Установлено формирование хронической патологии на фоне частых респираторных заболеваний. К 18 годам свыше 85% молодых людей имеют факторы риска заболевания легких [8].

Заболевания органов дыхания у детей достоверно чаще встречаются в г. Энергодаре, чем в Запорожской области в целом (первичная заболеваемость составляет за 2002-2007 г.г. составила 5732,2±5,3 и 4268,6±6,1 случаев на 10000 детей 0-17 лет соответственно). При этом она превысила показатели индустриального Запорожья (5428,6±6,5),

мл\кг

городов области (4984,4±4,6) и сельских районов (3586,7±7,3).

Соответственно можно сделать вывод, что именно эта нозологическая группа, как наиболее распространенная, в первую очередь определяет региональные различия суммарных показателей заболеваемости. При этом следует учесть, что в г. Энергодаре расположена крупнейшая в Европе тепловая электростанция, влияние которой на здоровье населения может быть более значимым чем АЭС, поскольку в среднем выброс долгоживущих радионуклидов в районе ТЭС и АЭС составляет около 40 и 20 Ки/год, соответственно, а мощность дозы - 45 - 80 и 10 - 14 мкР/час. При этом ТЭС выбрасывает в атмосферу взамен каждой тонны потребленного кислорода оксидов азота, углерода и серы по 11,9 т, 1,2 т и 0,02 т соответственно, около 0,22 т золы.

Закономерно, что коэффициент корреляции между уровнем напряженности атмосферы и заболеваемостью раком легких в районах размещения ТЭС в 4 раза выше, чем в регионах АЭС [9].

Соответственно в данном случае речь может идти о синергизме химического и радиационного факторов, что особенно опасно для населения г. Энергодара.

Однако, хотя малые дозы радиации и могут провоцировать заболевания органов дыхания, проследить такую зависимость в отношении заболевае-

80

70 _ 60 -50 40 -

I

70

60

50

%

80

60

40

20

9 10 11

возраст, лет

12

13 14

Рис. 7 - Оценка жизненного индекса (ЖИ) у мальчиков (I) и девочек (II) из 30-км зоны АЭС

Примечания: - фактический; -- должный ЖИ III - процент детей с ЖИ ниже возрастной нормы

7

8

мости детей, проживающих в 30-км зоне ЗАЭС, на основании статистических данных не представляется возможным [4].

Заболевания дыхательной системы детского населения (0-17 лет) города-спутника приобретают хронический характер и служат причиной инвалидности в 107 и 6,5 случаях на 10000 человек соответственно. Как свидетельствуют данные, представленные на рис. 8 болезни органов дыхания в условиях 30-км зоны АЭС (а не только города-спутника) встре -чаются значительно чаще, чем в других региона, что обуславливает необходимость проведения профилактических мероприятий, направленных на повышение функциональных возможностей дыхательной системы у детей и подростков, проживающих на радиационно-контролируемых территориях.

Выводы.

Очевидным представляется тот факт, что в условиях повышенного радиационного риска особенно важна превентивная реабилитация детей и подростков дошкольного и младшего школьного возраста на уровне морфофункциональных нарушений, поскольку своевременные профилактические и лечебные мероприятия позволяют не только остановить каскад донозологических и патологических изменений, но и обеспечить возврат к исходному потенциалу индивидуального здоровья.

Дальнейшие исследования предполагается провести в направлении изучения других проблем функционального состояния дыхательной системы у школьников 7-14 лет из 30-км зоны АЭС.

Литература

1. Лиходед В.С., Клопов Р.В., Лиходед Я.В. Физическая реабилитация персонала АЭС. - Запорожье: ЗГУ, 2003. - 203 с.

2. Яблоков А.В. Миф о необходимости строительства АЭС // Центр экологической политики России. - М., 2000. - 84 с .

3. Абашова Е.В. Здоровье детей в районе размещения АЭС: Дисс. к.м.н. - М., 1999. - С. 131.

4. Лиходед В.С., Клопов Р.В., Лиходед Я.В. Здоровье детей в

регионе АЭС. - Запорожье: ЗНУ, 2006. - 194 с.

5. Маликов Н.В., Богдановская Н.В., Кузнецов А.А. Использование новых компьютерных технологий при оценке функциональной подготовленности и функционального состояния организма // Слобожанський науково-спортивний вісник. -Х., 2005. - Вип. 8. - С. 237-240.

6. Шаповалова В.А. Функциональная и физическая подготовленность детей школьного возраста в онтогенезе: диагностика и оздоровление немедикаментозными средствами: Дис... д-ра мед. наук: 14.00.12 / Украинский гос. медицинский ун-т им. А. А.Богомольца. - К., 1994. - 225 с.

7. Доскин В. А., Келлер Х., Мураенко Н.М., Тонкова-Ямпольская Р.В. Морфофункциональные константы детского организма: Справочник. - М.; Москва, 1997. - 288 с.

8. Журавлева Т.А., Казанцева М.Е. Выявление факторов риска болезней органов дыхания у подростков крупного промышленного города // Гигиена и санитария, 2006. - №3. - С. 67-71.

9. Комлева В. А. Эпидемиологическое изучение онкологической заболеваемости и смертности населения, проживающего в районах размещения ТЭС и АЭС // Гигиена и санитария - 1999.-№ 1. - С. 10-13.

Поступила в редакцию 23.02.2009г.

clopov-r@zsu.zp.ua