Сравнительные данные функции внешнего дыхания подростков 12-15 лет, проживающих в различных условиях

УДК 612.21-053.6

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ДАННЫЕ ФУНКЦИИ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ ПОДРОСТКОВ 12-15 ЛЕТ, ПРОЖИВАЮЩИХ В РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ

А.С. Аминов

Цель исследования - изучение возрастных и гендерных особенностей функции внешнего дыхания у подростков, проживающих в различных условиях, и обоснование технологии эффективной адаптации подростков в патронатных семьях. В динамических исследованиях приняли участие 48 подростков обоего пола, проживающих в патронатных семьях в возрасте 12-15 лет, в том числе 24 девушки и 24 юноши; 26 девушек и 27 юношей из обычных семей; 25 девушек и 25 юношей из социально-реабилитационного центра (СРЦ). Функция внешнего дыхания (ФВД) исследовалась на аппарате серии «Этон» фирмы «НейроСофт» г. Иваново. В обычной семье достоверные различия выявлялись лишь в 15-летнем возрасте. У подростков патронатных семей при общей тенденции физиологического изменения БП достоверные различия наблюдались во всех возрастах (Р < 0,01-0,001). В обычных семьях достоверных различий не наблюдалось при общей физиологической направленности показателей во всех возрастах. Результаты анализа данной части исследования позволили заключить, что индекс состояния бронхиальной проводимости (ИС БП) и максимальная вентиляция легких (МВЛ) зависели от условий внешней среды. В мегаполисе с неблагополучной экологической обстановкой отмечалось отсутствие подростков с нормальным ИС БП. Изменения существенно зависели от переезда подростков в патронатные семьи, а также увеличения двигательной активности (ДА), поведения и пола обследуемых. Ключевыми факторами явились ДА и зависящие от нее факторы поведения в патронатной семье (снижение числа курящих, токсикоманов).

Ключевые слова: максимальная вентиляция легких, индекс состояния бронхиальной проходимости, патронатные семьи, учащиеся, подростки, выносливость, система внешнего дыхания.

Необходимо отметить, что интегративная деятельность организма подростков меняется в зависимости от ауксологических (рост и развитие) характеристик, в том числе тотальных размеров тела, активной мышечной массы, функции внешнего дыхания и кровообращения, обеспечивающих доставку кислорода в мышечные клетки и энергетическое обеспечение организма. Показатели системы внешнего дыхания и тотальные характеристики оценивались на предмет их устойчивости -изменчивости по эффекту «пирамиды» [2]. Следует сказать, что морфометрические показатели были маловариативны. Значения системы внешнего дыхания и ключевые показатели эргоспирометрии последовательно расположились: ДО, РОВД на выдохе, РОВД на вдохе ЖЕЛ, длина тела, масса тела, отношение ЖЕЛ к ДЖЕЛ.

Загрязнение атмосферы мегаполиса, выбросы автомобилей, повышенный радиационный фон

оказывают совокупные влияния на интегративную деятельность растущего организма, в том числе на ФВД. В этой связи развитие мышечной энергетики и работоспособности в онтогенезе затрудняется [3].

Цель исследования: изучение возрастных и гендерных особенностей функции внешнего дыхания у подростков, проживающих в различных условиях, и обоснование технологии эффективной адаптации подростков в патронатных семьях.

Организация и методы исследования. В исследованиях приняли участие 48 подростков обоего пола, проживающих в патронат-ных семьях в возрасте 12-15 лет, в том числе 24 девушки и 24 юноши; 26 девушек и 27 юношей из обычных семей; 25 девушек и 25 юношей из СРЦ (приют). Функция внешнего дыхания (ФВД) исследовалась на аппарате серии «Этон» фирмы «НейроСофт» г. Иваново.

Полученные данные позволяют снизить

Интегративная физиология

фон и резервные возможности подростков. Сравнение возрастных, объемных характеристик функции внешнего дыхания (ФВД) па-тронатных детей, воспитанников СРЦ и учащихся аналогичного возраста выявило следующее.

Рассмотрение в динамике вышеуказанных показателей функционального состояния системы внешнего дыхания и других показателей гомеостаза подростков, проживающих в различных условиях, представляется актуальным.

Выносливость системы внешнего дыхания и устойчивость коры головного мозга к гипоксии широко используется в возрастной физиологии с помощью функциональных проб с задержкой дыхания.

Результаты пробы Штанге подростков 12, 13, 14, 15 лет из обычных семей были 59,76 ± ± 1,27; 61,12 ± 1,35; 64,40 ± 1,39; 69,38 ± 1,70 с соответственно; из патронатных семей -66,70 ± 1,02; 68,40 ± 1,96; 70,20 ± 1,80; 72,40 ± ± 1,60 с; из СРЦ: 58,26 ± 1,86; 58,85 ± 1,90; 56,06 ± 1,28; 61,12 ± 1,35 с. Среди энергетических характеристик белкового синтеза в организме подростков важное место уделено активной мышечной массе. Как видно из представленных данных, во всех сравниваемых значениях произошли достоверные возрастные изменения. Однако наибольшие изменения наблюдались в группе из патронатных семей, включившихся в режим повышенной двигательной активности.

Значения активной массы тела мальчиков по годам расположились: 12 лет - 36,02 % (учащиеся); 36,26 % (после 12 месяцев); воспитанники СРЦ 35,62 %; 13 лет - 43,72; 45,59; 43,65 %; 14 лет - 52,96; 53,96; 54,48 %, 15 лет -53,12; 54,02; 52,02 %. У девочек показатели соответственно были: 12 лет - 35,78; 39,54;

34,50 %; 13 лет - 43,88; 44,96; 42,22 %; 14 лет -44,60; 48,02; 41,54 %; 15 лет - 44,82; 47,96; 42,34 %. Отмечалось повышение величины активной массы, которая повышалась с большим приростом у учащихся патронат-ных семей.

Большое значение в организации энергетического обеспечения организма отводится максимальной легочной вентиляции, которая зависит от величины дыхательного объема и частоты дыхательных циклов, силовой выносливости респираторных мышц и в меньшей степени от тотальных размеров тела и жизненной емкости легких. Показатели максимальной вентиляции легких подростков обоего пола представлены в табл. 1.

Как видно из табл. 1, фоновые данные девочек патронатных семей достоверно повышались от 12 к 13 годам Р < 0,01 и затем последовательно повышались, не достигая достоверных значений. Через 12 месяцев проживания в семьях у детей в возрасте 12-13 лет наблюдалось существенное увеличение максимальной вентиляции легких (МВЛ), Р < 0,05, в последующие годы отмечалась тенденция к увеличению МВЛ. Можно полагать, что в 12-13 лет у девочек наблюдалась активная фаза пубертата с активацией гормональной, ферментативной систем, увеличением тотальных размеров тела, что и сказалась на изучаемых показателях [1]. Легочная вентиляция пропорциональна энергетическим запросам организма в условиях повышающейся мощности двигательных действий. Что касается девочек, проживающих в обычных семьях, то у них исходно наблюдалась аналогичная тенденция, как и у мальчиков. Исключения составили показатели девушек 15 лет, у которых показатели МВЛ несколько снизились. Эти же

Таблица 1

Значения максимальной вентиляции легких подростков 12-15 лет в различных условиях проживания

Пол Возраст, Патронатная семья Обычная семья Социальнореабилитационный центр

лет Фон Через 12 мес. Фон Через 12 мес. Фон Через 12 мес.

Девочки 12 57,61 + 1,56 60,51 + 1,20 70,24 ± 2,10 75,68 ± 2,31 59,70 ± 1,61 61,01 ± 1,80

13 76,27 + 0,76 78,58 + 1,12 81,39 ± 2,42 85,00 ± 2,56 74,33 ± 1,48 78,12 ± 1,35

14 76,49 + 1,90 79,81 + 1,67 83,67 ± 2,65 88,10 ± 2,81 75,03 ± 1,40 77,14 ± 1,84

15 78,89 + 2,46 86,85 + 1,54 80,91 ± 2,78 87,55 ± 2,96 77,28 ± 1,25 80,40 ± 1,61

Мальчики 12 74,16 + 1,21 89,13 + 2,41 85,26 ± 2,66 89,80 ± 2,91 73,01 ± 1,80 77,13 ± 1,55

13 78,74 + 2,36 91,20 + 2,08 87,45 ± 2,71 90,32 ± 3,05 76,64 ± 1,95 80,20 ± 2,18

14 87,13 + 2,94 93,10 + 1,70 90,26 ± 2,64 94,73 ± 2,87 80,22 ± 2,12 84,53 ± 1,90

15 87,80 + 2,28 98,91 + 2,35 92,07 ± 3,12 97,42 ± 3,33 85,16 ± 2,30 88,25 ± 1,79

Аминов А.С.

Сравнительные данные функции внешнего дыхания подростков 12-15лет...

закономерности наблюдались через 12 месяцев, в течение которых у девочек 12-15 лет повысились существенно Р < 0,05. Что касается воспитанниц СРЦ, то их исходные показатели МВЛ значимо не различались с подростками патронатных и обычных семей. Достоверные темпы прироста через 12 месяцев выявлялись у девушек 13 и 15 лет.

Таким образом, повышенный режим двигательной активности у детей патронатных семей вызывал статистически значимые различия по сравнению с фоном, а также при сравнении данных с воспитанницами СРЦ, как указывалось выше. МВЛ зависит от глубины вдоха, частоты дыхательных циклов, детерминированной силовой выносливости респираторных мышц. Кроме этого, на величину МВЛ влияет состояние БП, величина ЖЕЛ. Показатели МВЛ отражают функциональные возможности внешнего дыхания и его резервы (МВЛ-МОД покоя). Должная МВЛ = (фактическая ЖЕЛ/2) х 35 в референтных границах МВЛ 100 ± 30 % от ДМВЛ. При повышении БП вентиляция легких требует меньших усилий и определяется с помощью форсированной ЖЕЛ, которая меньше фактической на 200-300 мл. Коэффициент ОФВ1 равен 80-85 %. Возрастные изменения индекса состояния бронхиальной проходимости подростков представлены в табл. 2. Как

следует из табл. 2, фоновые значения индекса состояния бронхиальной проходимости последовательно снижались от 12 к 14 годам и затем достоверно повышались в 15 лет, Р < 0,01. Эти данные свидетельствуют о незначительных нарушениях бронхиальной проходимости. Через 12 месяцев проживания в пат-

ронатных семьях и в благоприятных условиях ИС БП достоверно снижался с 13 до 15 лет, а в 12 лет оставался на уровне тенденций.

Таким образом, результаты исследования выявили наибольшее количество физиологических изменений в патронатных семьях. Это касается повышения устойчивости к гипоксии, увеличения активной массы тела, повышения МВЛ, улучшения БП. В связи с тем, что часть воспитанников СРЦ больны токсикоманией, у них возникает дефицит окислительно-восстановительных ферментов, гормональной недостаточности, повреждение митохондриальных мембран. Адаптивнокомпенсаторные процессы происходят за счет повышения вентиляции легких, роста выделения СО2 и возникновения респираторного ал-коза. Повышается концентрация гемоглобина в мышцах, увеличивается альвеолярная поверхность легких, возбуждаются хеморецепторы, приводящие к углублению и учащению дыхания. Ускоряется процесс насыщения гемоглобина кислорода, нарушается кислотноосновное состояние. Перестройка дыхания активной мышечной массы в связи с повышенной двигательной активностью способствовала повышению эффективности легочного газообмена. Можно полагать, что происходит взаимодействие нейромоторных и нейрогумо-ральных механизмов регуляции дыхания

в возрастном аспекте, в условиях повышенного двигательного воздействия.

Литература

1. Бреслав, И.С. Дыхание и мышечная активность человека в спорте: руководство для изучающих физиологию человека /

Таблица 2

Возрастные изменения индекса состояния бронхиальной проходимости подростков 12-15 лет в различных условиях проживания

Пол Возраст, лет Патронатная семья Обычная семья Социальнореабилитационный центр

Фон Через 12 мес. Фон Через 12 мес. Фон Через 12 мес.

Девочки 12 3,43 ± 0,20 3,01 ± 0,28 3,80 ± 0,51 3,62 ± 0,44 3,25 ± 0,31 3,12 ± 0,24

13 3,18 ± 0,18 2,12 ± 0,12 3,91 ± 0,30 3,70 ± 0,36 2,74 ± 0,16 2,50 ± 0,11

14 2,99 ± 0,17 1,85 ± 0,08 3,75 ± 0,27 3,68 ± 0,24 2,36 ± 0,18 2,10 ± 0,14

15 4,85 ± 0,29 2,45 ± 0,19 4,80 ± 0,30 4,27 ± 0,20 2,85 ± 0,15 2,53 ± 0,10

Мальчики 12 4,20 ± 0,29 2,24 ± 0,10 4,76 ± 0,28 4,35 ± 0,25 2,70 ± 0,12 2,35 ± 0,17

13 3,78 ± 0,24 1,98 ± 0,11 4,17 ± 0,19 3,90 ± 0,22 2,76 ± 0,19 2,19 ± 0,08

14 3,23 ± 0,20 2,40 ± 0,18 4,20 ± 0,31 3,86 ± 0,32 2,80 ± 0,17 2,51 ± 0,13

15 3,26 ± 0,24 2,16 ± 0,14 4,73 ± 0,36 4,18 ± 0,40 2,84 ± 0,20 2,30 ± 0,11

Интегративная физиология

И.С. Бреслав, Н.И. Волков, Р.В. Тамбовцева. -М.: Совет. спорт, 2013. - 336 с.

2. Потапова, Т. В. Адаптивно-компенсаторные реакции организма юных спортсменов на нагрузки прогрессивной тренировки и восстановления: моногр. / Т. В. Потапова, В. В. Эр-

лих, А.М. Мкртумян / под науч. ред. А. П. Исаева. - Тюмень: Изд-во ТГУ, 2008. - 344 с.

3. Сонькин, В.Д. Развитие мышечной энергетики и работоспособности в онтогенезе / В.Д. Сонькин, Р.В. Тамбовцева. - М.: Кн. дом «ЛИБРОКОМ», 2011. - 368 с.

Аминов Альберт Сибагатуллович, кандидат биологических наук, доцент, заведующий кафедрой спортивного совершенствования, Южно-Уральский государственный университет (Челябинск), fsk-priem@mail.ru.

Поступила в редакцию 9 апреля 2014 г.

Bulletin of the South Ural State University Series “Education, Healthcare Service, Physical Education” ________________________________________________2014, vol. 14, no. 2, pp. 67-70

COMPARATIVE DATA OF EXTERNAL RESPIRATION FUNCTION OF ADOLESCENTS AGED 12-15 WITH DIFFERENT LIVING CONDITIONS

A.S. Aminov, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, fsk-priem@mail.ru

Objective: to study age and gender specifics of external respiration function in adolescents with different living conditions and to validate technique of effective adolescent adaptation in foster family. Research organization and methods: dynamic research involved: 48 adolescents of both genders aged 12-15 from foster families (24 girls and 24 boys); 26 girls and 27 boys living in usual families; 25 girls and 25 boys living in social rehabilitation center (shelter). External respiration function (ERF) was examined with “Eton” unit made by “NeuroSoft” company from Ivanovo. Findings: adolescents from usual families had significant differences only at age of 15. Foster adolescents had significant differences at all ages ^ < 0.01-0.001) at general tendency of physiological changes in bronchial patency. Adolescents from usual families did not have significant differences at general physiological property at all ages. Conclusion: results of analysis performed in this part of our research draw us to conclusion that bronchial patency state index (BPSI) and maximal breathing capacity depend on environmental conditions. In ecologically unfriendly megalopolis there were no adolescents with normal BPSI. Changes significantly depended on adolescents’ move for foster families as well as on motor activity (MA), behaviour and gender of the subjects. Main factors included MA and relative factors of behaviour in foster family (decrease in number of smokers and inhalants addicts).

Keywords: maximal breathing capacity, bronchial patency state index, foster families, students, adolescents, endurance, external respiration system.

References

1. Breslau I.S., Volkov N., Tambovtseva R.V. Dykhanie i myshechnaya aktivnost' cheloveka v sporte: rukovodstvo dlya izuchayushchikh fizio-logiyu cheloveka [Breathing and Muscle Activity of Man in Sport. A Guide for Studying Human Physiology]. Moscow, Soviet Sport Publ., 2013. 336 p.

2. Potapov T.V., Ehrlich V.V., Mkrtumian A.M. Adaptivno-kompensatornye reaktsii organizma yunykh sportsmenov na nagruzki progressivnoy trenirovki i vosstanovleniya: Monografiya [Adaptive-compensatory Reactions of the Organism of Young Athletes on a Progressive Training Load and Recovery. Monograph]. Tyumen', TSU Publ., 2008. 344 p.

3. Sonkin V.D., Tambovtseva R.V. Razvitie myshechnoy energetiki i rabotosposobnosti v ontogeneze [Development of Muscle and Energy Efficiency in Ontogeny]. Moscow, Book House LIBROKOM Publ., 2011. 368 p.

Received 9 April 2014