Показатели функциональных возможностей адаптации сердечно-сосудистой системы подростков из районов техногенного загрязнения атмосферного воздуха

УДК - 57.042+614.7

ПОКАЗАТЕЛИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ АДАПТАЦИИ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ ПОДРОСТКОВ ИЗ РАЙОНОВ ТЕХНОГЕННОГО

ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

С.Е. Гусарова, М.В. Кувичкина

Изучены показатели функционального состояния сердечно-сосудистой системы подростков из районов токсико-химического загрязнения атмосферного воздуха. Доказаны дифференцированные реакции сердечнососудистой системы как одной из доминирующих физиологических систем адаптации на содержание в атмосферном воздухе тяжелых металлов (свинец, сурьма) и фтороводорода. Выявлены наиболее информативные тесты для дифференциальной скрининговой диагностики нарушений функционального состояния сердечно-сосудистой системы.

Ключевые слова: сердечно-сосудистая система, подростки, токсико-химическое загрязнение атмосферного воздуха.

Введение. В последние десятилетия одно из ведущих мест в комплексе антропогенных воздействий на состояние здоровья населения и природу занимает химический фактор, постоянно присутствующий в среде обитания человека. Подростки являются наиболее уязвимой частью популяции из-за повышенной чувствительности их организма к воздействию различных факторов риска окружающей среды, обусловленной интенсивными процессами роста и созревания. Влияние различных техногенных факторов существенно осложняет и нарушает процессы адаптации и может привести к развитию донозологических изменений, а в последствии патологии. Многими авторами отмечается негативное влияние и на функциональное состояние организма подростков, обуславливая в первую очередь снижение показателей функции внешнего дыхания и отклонения в деятельности сердечно-сосудистой системы [1,2,3,4,5,8,9].

Цель исследования: Оценить воздействие техногенных токсико-химических факторов окружающей среды при изолированном и сочетанном с радиацией эффектах на показатели адаптации сердечно-сосудистой системы организма подростков из экологически неблагополучных районов.

Методика исследования. Обследованы 203 школьника (151 девочка, 150 мальчиков) 15-16 лет, родившихся и постоянно проживающих в условиях различных техногенных нагрузок окружающей среды.

В качестве функциональных изучены показатели артериального давления (систолического (САД) и диастолического (ДАД)), частота сердечных сокращений (ЧСС) в покое, после нагрузки (10-20 приседаний) и через 3 минуты после нагрузки. Рассчитаны адаптационный потенциал сердечно-сосудистой системы, вегетативный индекс Кердо по общепринятым методикам [6,7].

Результаты. В зависимости от степени и характера техногенного загрязнения в районах проживания все учащиеся разделены на четыре экологические группы (ЭГ): I - относительно «экологически чистый» район (контроль), г. Жуковка Брянской области; II - химическое загрязнение атмосферы выхлопными газами автотранспорта при естественном природно-радиационном фоне, Бежицкий район г. Брянска; III - высокая степень химического загрязнения атмосферного воздуха тяжелыми металлами (свинец, сурьма) и фтороводородом при естественном природно-радиационном фоне, г. Дятьково Брянской области; IV - высокая степень химического загрязнения атмосферного воздуха кислотными оксидами в сочетании с радиоактивным загрязнением 137Cs 5-15 Ки/км2, пгт Бытошь ДятьковскогорайонаБрянской области.

Результаты сравнительного анализа функциональных возможностей организма обследованных подростков, родившихся и постоянно проживающих на территориях с различной степенью техногенного химического и радиационного загрязнения, представлены в таблицах 1-3.

Как видно из представленных данных, среднегрупповые показатели систолического артериального давления у девушек всех экологических групп находятся в пределах физиологической нормы; у юношей в условиях высокого техногенного токсико-химического загрязнения, как изолированного (тяжелыми металлами и фтороводородом), так и в сочетании с радиоактивным (в районе стекольного производства), значения САД достоверно более низкие (р<0,05; р<0,01), выходя за нижние пределы физиологической нормы. Сравнительный анализ показателей школьников из районов с различными степенью и характером загрязнения отмечено большее негативное влияние химического загрязнения атмосферного воздуха отходами стекольного

производства в сочетании с повышенным радиоактивным фоном на организм мальчиков, что проявляется существенно более низкими показателями (р<0,05).

Показатели диастолического артериального давления во всех половых группах находятся в пределах физиологической нормы. Отмечается разная направленность влияния экологических условий проживания на значения ДАД у юношей и девушек (таблицы 1-2).

Таблица 1

Среднегрупповые показатели функционального состояния ССС у юношей из разных

экологических групп

Параметр Экологические группы

Г ГГ ГГГ ГУ

САД, мм.рт.ст 117,4±1,483 111,3±53,805* 108,2±2,573** 108,9±2,371**

ДАД, мм.рт.ст 74,9±2,310 73,9±3,351 71,1±1,685 68,9±2,493**

АП 1,51±0,042 1,42±0,024 1,32±0,043 1,42±0,077

Примечание: *- различия с I группой статистически существенны

Как видно из представленных данных, у юношей во ГГ-ГУ ЭГ отмечаются более низкие среднегрупповые показатели ДАД, причем в условиях химического загрязнения кислотными оксидами в сочетании с повышенным радиационным фоном различия с контролем статистически существенны (р<0,05).

У девушек отмечается тенденция к более высоким значениям диастолического давления в условиях высоких техногенных токсико-химических нагрузок окружающей среды, причем в условиях радиационно-химического загрязнения различия статистически существенны.

Таблица 2

Среднегрупповые показатели функционального состояния ССС у девушек из разных

экологических групп

Параметр Экологические группы

Г ГГ ГГГ ГУ

САД, мм.рт.ст 112,3±1,245 113,3±2,944 110,3±4,708 114,2±1,779

ДАД, мм.рт.ст 68,0±0,536 69,3±0,939 70,5±1,266 73,0±0,320**

АП 1,48±0,031 1,49±0,049 1,68±0,067 1,59±0,034

Примечание: *- различия с Г группой статистически существенны

Среднегрупповые показатели адаптационного потенциала сердечно-сосудистой системы, отражающего степень адаптации организма к условиям повседневной деятельности и физическим нагрузкам, оказались в переделах удовлетворительных во всех группах без существенных отличий в экологически различных условиях проживания школьников (таблицы 1-2).

Результаты анализа среднегрупповых значений частоты сердечных сокращений в покое у обследованных школьников из экологически различных районов показали, что во всех группах более низкие показатели выявлены в условиях разного характера химического загрязнения; статистически существенные различия отмечены у девушек ГГГ экологического района 15-16 лет (р<0,01). В условиях техногенного химического загрязнения кислотными оксидами в сочетании с повышенным радиационным фоном, наоборот, ЧСС достоверно выше, чем в «экологически чистом» районе (юноши - р<0,05, девуки - р<0,01). Повышение ЧСС в районе радиационно-химического загрязнения, по сравнению с изолированным химическим, свидетельствует о стимулирующей роли радиационного фактора на некоторые функциональные показатели ССС, что подтверждается и в исследованиях ряда авторов.

Анализ индивидуальных показателей адаптационного потенциала ССС представлен в таблице

3.

Таблица 3

Процентное соотношение лиц с различными показателями адаптационного потенциала

Эк. гр. Пол Уровень адаптации сердечно-сосудистой системы

Удовлетворительный Напряжение механизмов адаптации Неудовлетворительный

Г д 86,21 13,79 0

м 75,0 16,67 8,33

ГГ Д 82,14 14,29 3,57

м 72,0 16,0 12,0

ГГГ Д 75,0 21,43 3,57

м 68,0 24,0 8,0

ГУ Д 64,29* 25,0 10,7*

м 54,17 29,17 16,7

Примечание: *- различия с Г группой статистически существенны

Как видно из представленных данных, статистически значимые различия (р<0,05) отмечены лишь в условиях высокого токсико-химического загрязнения атмосферного воздуха, как изолированного (в районе хрустального производства), так и в сочетании с радиоактивным (в районе стекольного производства). Среди девушек ГУ группы отмечено существенно большее число лиц с показателями неудовлетворительного адаптационного потенциала ССС, что может свидетельствовать о предпатологических нарушениях деятельности сердечно-сосудистой системы и необходимости особого внимания к данной категории лиц при разработке лечебнопрофилактических мероприятий.

Полученные различия подтверждены и в ходе анализа с использованием Н-критерия Крускала-Уоллиса, являющегося непараметрическим аналогом дисперсионного однофакторного анализа для несвязных выборок, что свидетельствует о большем негативном вкладе токсико-химического загрязнения окружающей среды отходами стекольного производства в сочетании с повышенным радиационным фоном в нарушении адаптационных возможностей растущего организма.

Анализ результатов пробы на дозированную физическую нагрузку не выявил статистически существенных различий в процентном соотношении лиц с разными типами реакции ССС в зависимости от условий проживания. Однако, следует отметить тенденцию к снижению числа школьников с реакцией по нормотоническому типу в условиях высокой степени токсико-химического загрязнения атмосферного воздуха, как изолированного (в районе хрустального производства), так и в сочетании с радиоактивным (в районе стекольного производства); в Г экологической группе процент таких лиц составил 41, 67- у юношей и 41,38 - у девушек, в то время как в ГУ группе эти показатели: 29,17 - у юношей и 38,1 - у девушек.

Достоверных различий в распределении лиц с гипотонической и гипертонической реакцией ССС в различных поло-возрастных группах в зависимости от условий проживания обследованных школьников не выявлено. Дистонический тип реакции сердечно-сосудистой системы школьников является преобладающим среди отклоняющихся типов реакции.

В условиях высокой степени химического и радиационно-химического загрязнения окружающей среды во всех половых группах число лиц с дистоническим типом реакции ССС выше, чем в экологически условно чистом районе, и колеблется от 30,0 до 57,14%, в то время, как в условиях экологического неблагополучия, процент таких школьников составляет от 16,13 до 28,57 %. Максимальное число школьников с дистонической реакцией отмечено в ГУ экологической группе в возрасте 12-13 лет, у юношей и девушек соответственно (%): 38,71; 57,14; это существенно превышает аналогичный показатель в условиях относительного экологического благополучия (Р<0,05).

Также вычислялся вегетативный индекс (ВИ), являющийся характерным видом деятельности, затрагивающей организм целиком, и с использованием всех механизмов регуляции жизненных процессов (нервных и гуморальных) дающей возможность организму решать задачи актуальной адаптации. Максимальное число школьников характеризуется преобладанием симпатического тонуса нервной системы (54,18±0,670...74,14±0,819 % от общего числа обследованных школьников). Состояние симпатикотонии в большей степени выявлено у девочек всех экологических групп по сравнению с мальчиками. Как у юношей, так и у девушек, процентное соотношение лиц с преобладанием симпатической нервной системы возрастает от Г-й к ГУ-й экологической группе, достигая максимума в районе сочетанного радиационнохимического загрязнения (у юношей - 72,81±0,779 %; у девушек - 74,14±0,819%). Количество школьников, имеющих эйтоническое состояние вегетативной нервной системы, не превышает 35% и выше всего в экологически относительно благополучном районе.

Значения вегетативного индекса, соответствующего парасимпатикотонии, наиболее характерны для лиц старше двадцати лет, однако среди школьников также отмечены данные показатели. В районах «экологически чистых», химического загрязнения выбросами автотранспорта и токсико-химического загрязнения предприятиями стекольной промышленности с повышенным радиационным фоном парасимпатикотония преобладает у юношей, а в районе высокой степени химического загрязнения тяжелыми металлами и фтороводородом, наоборот, - у девушек; однако различия статистически несущественны и выявлены на уровне тенденции.

Анализ процентного соотношения лиц с различными показателями вегетативного индекса с

учетом поло-возрастных особенностей показал следующее. Наиболее показательны различия в процентном соотношении школьников с различными показателями ВИ у юношей. Во всех половозрастных когортах в условиях радиационно-химического загрязнения увеличивается число лиц с симпатикотонией (различия статистически существенны у мальчиков 12-13 лет, p<0,01; 15-16 лет, р<0,05) и уменьшается - с эйтонией (различия статистически существенны у мальчиков и девочек 15-16 лет, р<0,05).

Анализ гендерных различий в распределении школьников с различным ВИ показал следующее. Показатели ВИ=0 чаще встречаются у юношей (кроме 1УЭГ), что говорит о более высоких адаптивных возможностях их организма. Соответственно этому среди девушек чаще, чем среди юношей встречаются лица с отклонениями вегетативного тонуса в сторону симпатико- или парасимпатикотонии; лишь в условиях радиационно-химического загрязнения преобладают мальчики-симпатикотоники.

С помощью теста Люшера диагностировали уровень вегетативного баланса (КВБ) нервной системы обследованных школьников. По всем показателям отмечено повышение в условиях высокой степени токсико-химического загрязнения отходами стекольного производства в сочетании с повышенным радиационным фоном, причем у школьников из IV экологической группы выявлены наиболее высокие значения.

С целью выявления корреляционной зависимости между изученными показателями сопоставлены индивидуальные значения вегетативного индекса Кердо и коэффициента вегетативного баланса, отражающие преобладание эрготропного или трофотропного тонуса вегетативной нервной системы. Показатели выше единицы в обоих случаях отражают преобладание симпатической нервной системы. По показателям ВИ наибольшее число школьников-симпатикотоников проживают в условиях сочетанного радиационно-химического загрязнения атмосферного воздуха (74,14±0,819% девочек и 72,81±0,779% мальчиков), по показателям КВБ в тех же районах максимально число старшеклассников, имеющих преобладание эрготропного тонуса (52,1% девочек; 50,3% мальчиков). Проведенные корреляционный анализ выявил достоверную корреляционную связь высокой степени между коэффициентов вегетативного баланса нервной системы и вегетативным индексом сердечно-сосудистой системы (г=0,823 у девочек; г= 0,892 - у мальчиков; p<0,05).

Заключение. По результатам исследования доказаны дифференцированные реакции сердечно-сосудистой системы как одной из доминирующих физиологических систем адаптации на содержание в атмосферном воздухе тяжелых металлов (свинец, сурьма) и фтороводорода. Наиболее информативными тестами для дифференциальной скрининговой диагностики нарушений функционального состояния сердечно-сосудистой системы являются: определение адаптационного потенциала, вегетативного индекса Кердо; вегетативного баланса нервной системы по тесту Люшера.

Результаты исследований позволили научно обосновать, разработать и апробировать комплекс мероприятий по сохранению здоровья подростков, проживающих в условиях воздействия техногенных токсико-химических загрязнителей окружающей среды при изолированном и сочетанном с радиацией эффектах, включающий в себя мероприятия по предупреждению проникновения аэрополлютантов и радионуклидов в организм, выведение их из организма; рекомендации по общему режиму с правильным чередованием труда (учебы) и отдыха; диспансерное наблюдение за состоянием здоровья подростков и комплекс лечебных мероприятий, направленных на коррекцию выявленной патологии.

Indicators of a functional condition of cardiovascular system of taanagers of different age from districts of toksiko-chemical pollution of atmospheric air are studied. The differentiated reactions of cardiovascular system as are proved one of dominating physiological systems of adaptation on the maintenance in atmospheric air of serious metals (lead, antimony) and hydrogen fluoride. The most informative tests for differential screening diagnostics of disturbances of a functional condition of cardiovascular system are taped.

The key words: cardiovascular system, teenagers, toksiko-chemical pollution of atmospheric air.

Список литературы

1. Агаджанян, H.A. Эколого-биохимические факторы и здоровье человека [Текст] / Н.А. Агаджанян, В.Л. Сусликов // Экология человека. №1. 2002. С. 3-5.

2. Баранов, А.А. Состояние детского здоровья в соответствии с экологическим состоянием окружающей среды [Текст] / А.А. Баранов // Российский педиатрический журнал. 2000. №5. С. 5-12.

3. Васильев, А.В. Физиометрические показатели детей, проживающих в районах с разным уровнем аэротехногенной нагрузки [Текст] / А.В. Васильев // Гигиена и санитария. 2005. №1. С. 39-40.

4. Иваненко, А.В. Выбросы автотранспорта, качество атмосферного воздуха и здоровье населения Москвы [Текст] / А.В. Иваненко, И.Ф. Волкова, А.П. Корниенко // Гигиена исанитария. 2007. №6. С. 20-21

5. Ильин, А.Г. Функциональные возможности организма и их значение в оценке состояния здоровья подростков [Текст] / А.Г. Ильин, Л.А. Агапова // Гигиена и санитария. 2000. №5. С. 43-46.

6. Ильин, А.Г. Современные тенденции динамики состояния здоровья подростков [Текст] / А.Г. Ильин, И.В. Звездина, М.М. Эльянов [и др.] // Гигиена и санитария. 2000. №1. С. 59-62.

7. Козинец, Г.И. Физиологические системы организма человека, основные показатели [Текст] / Г.И. Козинец. М. «Триада-Х». 2000. 336 с.

8. Кувичкина, М.В. химическое загрязнение атмосферного воздуха как фактор риска снижения уровня здоровья школьников разного возраста: Дисс. ... канд. биол. наук. [Рукопись] / М.В. Кувичкина. Брянск, 2009. 200с.

9. Мирзакаримова, М.А. Гигиеническая оценка комбинированного действия загрязнений в атмосферном воздухе населенных мест [Текст] / М.А. Мирзакаримова, Ш.Т. Искандарова // Гигиена и санитария. 2008. №4. С. 10-12.

10. Шаврак, Е.И. Корреляционно-регрессионный анализ влияния автотранспорта на состояние здоровья населения [Текст] / Е.И. Шаврак, Т.С. Шапкина, Д.С. Шаврак // Гигиена и санитария. 2009. №1. С. 5-9.

Об авторах

Гусарова С. Е. - кандидат педагогических наук, доцент Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова, доцент, директор Дятьковского филиала Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова, dvybgtu@mail.ru

Кувичкина М. В. - кандидат биологических наук, ассистент Брянского государственного университета имени академика И.Г. Петровского, к^юЬкша@таЦ.ги