ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ И УРОВЕНЬ ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ 7-8-ЛЕТНИХ ДЕТЕЙ В УСЛОВИЯХ АЭРОТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Star InactiveStar InactiveStar InactiveStar InactiveStar Inactive
 

О. В. Тулякова

Кандидат биологических наук, доцент кафедры экологии ГОУ ВПО «Вятский государственный гуманитарный университет», г. Киров,

Введение. Функцио­нальное состояние кардиореспираторной системы и ее резервные возможности играют важную роль в адаптации дет­ского организма к физическим нагрузкам, обеспе­чивая сохранение здоровья в условиях меняющих­ся факторов внешней среды [13]. Параметры работы сердечно-сосудистой системы (ССС) очень чувст­вительны и раньше других физиологических харак­теристик реагируют на процессы адаптации орга­низма ребенка. Изучая влияние аэротехногенного загрязнения, отдельные авторы показали, что у детей из экологически неблагоприятного района, по сравнению с контрольным, снижены функ­циональные резервы ССС и системы крови [11], в том числе наблюдается замедление процессов совершенствования и оптимизации функций ССС и нарушение функционального состояния системы кардиорегуляции [6].

У большинства детей и подростков, про­живающих в городе с высоким загрязнением атмосферного воздуха, в условиях покоя выявляется неадекватная (дистонического типа) реакция артериального давления (АД) на нагрузку, тенденция к тахикардии и артериальной гипо - и гипертензии, снижение показателей функциональных проб с нагрузкой (степ-тест), эритроцитоз без увеличения уровня гемоглобина [11]. При анализе распространенности морфофункциональных отклонений среди 3560 детей, проживающих на территории, прилегающей к крупной промышленной площадке, установлена большая величина распространенности пониженного артериального давления, нарушения ритма, признаков функциональной кардиопатии [9]. В регионах с высокой степенью загрязнения атмосферы у детей наблюдается увеличение минутного объема крови, главным образом, за счет учащения частоты сердечных сокращений (ЧСС), снижение показателя лабильности кожно-сосудистой реакции [5]. Напротив, в работе А. Р. Сабирьянова (2006) у городских мальчиков по сравнению с сельскими, отмечаются более низкие показатели ЧСС и более высокие показатели АД, что может сви­детельствовать о степени напряжения в системе регуля­ции показателя с преобладанием симпатоадреналовых ме­ханизмов поддержания сосудистого тонуса и являться следствием внутрисистемной компенсации особенностей развития ССС [10].

В ряде работ установлено, что экологически неблагоприятные факторы, связанные с загрязнением атмосферного воздуха снижают аэробную производительность и физическую работоспособность детей, выражаемую в величине максимального потребления кислорода (МПК) [1; 2; 5; 8; 11]. В работе А. Р. Сабирьянова и соавт. (2006) показано, что сЕльские дети превосхо­дят по уровню физической работоспособности своих городских свер­стников [10]. В исследовании О. Ю. Мошановой и соавт. (2002) по результатам множественного корреляционного анализа установлена сильная связь между показателями физической работоспособности, МПК и уровнем загрязненности атмосферного воздуха (r = 0,91; r = 0,88 соответственно) [8]. В работе М. С. Авдеевой и соавт. (2008) показано более низкое МПК у Девочек из экологически неблагоприятного района по сравнению с контролем (39,66 мл/мин/кг против 40,1 мл/мин/кг*) [1]. В исследовании Мошановой О. Ю. (2002) в районе с интенсивным загрязнением атмосферного воздуха по сравнению с контрольным районом наблюдается высокий процент детей с пониженным уровнем физической работоспособности (13,5–15,5%, и 5,5–11,5%*). При обследовании 1006 детей в возрасте 7 лет [3] обнаружены внутриполовые различия влияния аэрогенного загрязнения: у мальчиков, про­живающих в загрязненном районе г. Кирова, по сравнению с мальчиками контрольного района отмечается более низкий уровень физической работоспособности (42,5 ± 1,2 кгм/мин и 46,4 ± 1,4 кгм/мин*) и МПК (1303,4 ± 5,6 мл/мин и 1321,0 ± 5,3 мл/мин*).

Механизмы, определяющие нарушение деятельности кардиреспираторной системы под влиянием аэротехногенного загрязнения, до конца не выяснены. Выраженные нарушения адаптационных возможностей и большая степень рассогласованности функций ССС и дыхательной системы могут возникать вследствие дисфункции гипоталамических структур мозга [11]. Известно, что кардиореспираторная система определяет физическую работоспособность, так как физические нагрузки имеют аэробный характер и зависят от функционирования системы транспорта кислорода [8]. Выявленная зависимость между морфофункциональными показателями состояния здоровья и степенью аэротехногенной нагрузки позволяет рассматривать показатели физического развития в качестве диагностических критериев при оценке влияния атмосферного загрязнения на здоровье детского населения [2].

Целю нашего исследования является изучение функционального состояния ССС и уровня физической работоспособности 7-8-летних детей, проживающих в условиях аэротехногенного загрязнения, а также определение половых различий в реакции ССС на аэротехногенное загрязнение.

Материалы и методы исследования. Для проведения исследования территория г. Кирова была поделена на два района – экологически благоприятный и загрязненный. Вывод о разделении районов сделан на основании собственных вычислений по результатам исследований экологов г. Кирова [12, 14, 15]. В загрязненном районе выше, чем в благоприятном, следующие экологические показатели: индекс общей токсичности (М±m; 5,51±1,34 против 2,61±0,1* усл. ед.); суммарный показатель загрязнения почв тяжелыми металлами (25,0±0,1 против 16,5±2,8* балл); содержание сульфатов в снеговом покрове (11,2±0,6 против 4,38±0,1* мг/л); индекс общей автотранспортной нагрузки на атмосферу (191,7±20,1 против 75,0±0,1* усл. ед.); частота вызовов «Скорой помощи» по бронхиальной астме у детей до 14 лет (1,50±0,37 против 0,6±0,1* усл. ед.). Индекс чистоты атмосферы в загрязненном районе ниже, чем в благоприятном (5,0±0,1 против 13,5±0,5* усл. ед.). Индекс общей токсичности (Za), характеризующий уровень аэрогенного загрязнения тяжелыми металлами, вычислен по концентрации тяжелых металлов в листьях клена ясенелистного в пересчете на биологический эквивалент свинца. Показатель общего загрязнения почв тяжелыми металлами (Zc) определен по эколого-геохимическим картам почв г. Кирова на основе полуколичественного спектрального (спектрограф ДФС-8) и рентгено-спектрального (прибор АРФ-6м) анализов. Содержания сульфатов и соединений азота (нитритные, нитратные и аммиакатные формы) в снеговом покрове, депонирующем поллютанты, определено с помощью трехкратных заборов проб снегового покрова в 54 точках г. Кирова с последующим его химическим анализом. Частота вызовов «Скорой помощи» по бронхиальной астме у детей до 14 лет выявлена по журналам вызовов службы «Скорой помощи» с учетом плотности населения и телефонизации. Общая нагрузка грузопотока на атмосферу рассчитана по формуле: количество машин / час×L трассы. Индекс чистоты атмосферы (ИЧА) вычислен согласно модели Бланка-Слувера на основе токсикофобности различных видов лишайников с учетом нормализованных оценок степени покрытия. Совпадение зон повышенного загрязнения почвы, снегового покрова, воздуха и частоты проявления острых аллергозов с участками максимальной автотранспортной нагрузки говорит о том, что автотранспорт играет ведущую роль в формировании загрязненного района в г. Кирове. Таким образом, деление территории г. Кирова на загрязненный и благоприятный районы экологически оправдано.

Состояние ССС и физическую работоспособность оценивали стандартными методами у 1097 детей 7-8 лет, учащихся общеобразовательных школ, из которых 652 (контрольная группа) проживали в благоприятном районе (363 мальчика и 289 девочки) и 445 (группа сравнения) – в загрязненном (239 мальчика и 206 девочек).

Для оценки состояния сердечно-сосудистой системы замеряли ЧСС и показатели артериального давления, на основании чего рассчитывали ряд дополнительных показателей: пульсовое давление, среднее давление, коэффициент экономичности кровообращения, коэффициент выносливости [4]. Оценивали физическую работоспособность по максимальному потреблению кислорода степэргометрическим методом [4].

Статистический анализ результатов исследования проводили с помощью пакета стандартных статистических программ Microsoft Excel, рассчитывая среднюю арифметическую (М), ошибку средней арифметической (m), что выражали в тексте в виде М±m. Различия между показателями оценивали по критерию Стьюдента (t) и считали их достоверными при р<0,05. В тексте представлены только достоверные различия (обозначены «*»).

Результаты и их обсуждение. При изучении показателей ССС в общем массиве детей установлено, что у школьников, проживающих в загрязненном районе выше, чем в благоприятном районе, диастолическое АД (62,86 ± 0,38 мм. рт. ст и 61,81 ± 0,35 мм. рт. ст.*) и среднее АД (75,12 ± 0,33 мм. рт. ст. и 74,20 ± 0,33 мм. рт. ст.*). Статистически значимых различий по прочим показателям ССС и по показателям ССС в отдельных половых группах не обнаружено. При изучении физической работоспособности степэргическим методом в общем массиве детей установлено, что у школьников, проживающих в загрязненном районе ниже, чем в контрольной группе, мощность работы (205,1 ± 2,47 кгм/мин против 215,4 ± 2,29 кгм/мин*) и МПК (1,19 ± 0,01 л/мин против 1,23 ± 0,01 л/мин*). Следовательно, аэротехногенное загрязнение ухудшает физическую работоспособность.

В нашем исследовании статистически значимых достоверных различий по показателям состояния ССС мальчиков контрольной группы и группы сравнения не обнаружено. При изучении Физической работоспособности установлено, что у мальчиков из загрязненного района, по сравнению с благоприятным, ниже мощность работы (205,8 ± 3,59 кгм/мин против 219,4 ± 2,94 кгм/мин*) и МПК (1,34 ± 0,01 л/мин против 1,38 ± 0,01 л/мин*). В этом случае среди мальчиков наблюдаются общегрупповые тенденции – снижение физической работоспособности под действием аэротехногенного загрязнения. В группе девочек, проживающих в загрязненном и благоприятном районе, не обнаружено достоверных различий по показателям состояния ССС и показателям, определяющим физическую работоспособность, в частности по мощности работы и величине МПК. Наши данные согласуются с результатами ряда авторов. В работе А. П. Кузнецовой (2009) статистически значимые различия в артериальном давлении между девочками, проживающими в разных по уровню техногенной нагрузки районах, отсутствуют [7].

Однако у девочек в нашем исследовании выявлены различия по величине ЧСС после 4-минутной нагрузки, которые также указывают на снижение физической работоспособности. В группе сравнения величина ЧСС после 4-минутной нагрузки достоверно ниже, чем в контрольной (139,7 ± 1,53 уд/мин против 144,4 ± 1,65 уд/мин*). В этом случае у девочек проявляются те же тенденции, что и у общего массива детей, но за счет других показателей.

В целом у школьников, проживающих в загрязненном районе, выше, чем у детей из благоприятного района, диастолическое и среднее АД (установлено для всех детей). Данные литературы по этому вопросу малочисленны [9; 10], противоречивы и касаются в основном функциональных патологий ССС, не затрагивая вопроса о различных вариантах физиологической нормы. Например, в исследовании [11] показатели АД под действием аэротехногенного загрязнения у детей младшего возраста снижаются, у детей старшего возраста, наоборот, повышаются; следовательно, данный вопрос требует дальнейшего изучения.

Нами подтверждены данные литературы [1; 3; 8] о снижении в загрязненном районе величины МПК (для всех детей, для мальчиков). МПК является интегральным показателем аэробной мощности, характеризующим основное качество физической работоспособности – общую выносливость, т. е. способность выполнения длительных физических нагрузок [8], поэтому его снижение в загрязненных районах говорит об ухудшении физической работоспособности.

Также в нашем исследовании показано, что в загрязненном районе ниже мощность работы и величина ЧСС после 4-минутной нагрузки (установлено для девочек), но не обнаружено различий по величине относительного МПК.

Достоверных различий по величине ЧСС у детей в данных районах не выявлено. Результаты обзора литературы по этому вопросу противоречивы: в ряде работ [5; 11] показано, что ЧСС под действием аэротехногенного загрязнения повышается, в работе [10], напротив, снижается. Достоверных различий по прочим показателям состояния ССС (систолическое АД, пульсовое давление, коэффициент экономичности кровообращения, коэффициент выносливости) нами не обнаружено.

Роль показателей состояния ССС в качестве экологической индикаторной патологии требует тщательного изучения. В общем массиве получены данные, которые указывают на повышение диастолического и среднего АД под действием аэротехногенного загрязнения. Однако данные различия не обнаружены для отдельных половых групп. В то же время для мальчиков и для девочек выявлены собственные индикаторные показатели: для мальчиков – это снижение величины МПК, для девочек – снижение величины ЧСС после 4-минутной нагрузки.

Выводы

1. Аэротехногенное загрязнение оказывает влияние на состояние сердечно-сосудистой системы 7-8-летних детей, что проявляется в общем массиве повышением диастолического и среднего артериального давления.

2. Аэротехногенное загрязнение снижает физическую работоспособность 7-8-летних детей, что у мальчиков проявляется в снижении величины МПК, у девочек – в снижении величины ЧСС после 4-минутной нагрузки.

Список литературы

1. Авдеева М. С., Тулякова О. В., Юрчук О. А., Циркин В. И. Оценка двигательных качеств и навыков первоклассников // Гигиена и санитария. 2008. № 2. С. 78–80.

2. Беляков В. А., Васильев А. В. Влияние загрязненного атмосферного воздуха на физическое развитие детей // Гигиена и санитария. 2003. № 4. С. 33–34.

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

4. Дубровский В. А. Валеология. Здоровый образ жизни В. А. Дубровский. М.: RETORIKA; Флинта, 1999. 560 с.

5. Карелин А. О., Кузнецов А. А., Масычев В. Н. Адаптация организма к действию химических загрязнений атмосферного воздуха // Всероссийская науч. конф. с междунар. участием, посв. 150-летию со дня рождения академика Ивана Петровича Павлова. СПб., 1999. С. 179.

6. Климова A. M., Русских И. Г., Осколкова Е. М. Особенности функционального состояния системы кардиорегуляции у детей, проживающих в разных экологических условиях // Физиология и медицина: всерос. конф. молодых исследователей 14–16 апреля 2005 г. СПб., 2005. С. 52.

7. Кузнецова А. П., Леонтьева Т. Н., Букина Л. Г. Оценка функциональных показателей девушек 12 лет, проживающих в разных экологических условиях // Физиология человека и животных: от эксперимента к клинической практике: тез. докл. VIII молодежной науч. конф. Ин-та физиологии Коми НЦ Уро РАН, 14-16 апреля. Сыктывкар, 2009. С. 118–121.

8. Мошанова О. Ю., Докучаева С. Ю., Васильев А. В. Влияние загрязнения атмосферного воздуха на физиометрические показатели детского населения 2002. Режим доступа

9. Поляков А. Я., Петруничева К. П. Оценка морфофункциональных показателей здоровья детского населения на территориях с разным уровнем техногенного загрязнения окружающей среды // Гигиена и санитария. 2007. № 3. С. 9–10.

10. Сабирьянов А. Р. Сабирьянова Е. С., Возницкая О. Э. Современные особенности морфофункционального состояния сельских и городских детей младшего школьного возраста // Педиатрия. 2006. № 5. С. 105–107.

11. Студеникин М. Я. Экология и здоровье детей / под ред. М. Я. Студеникина, А. А. Ефимовой. М.: Медицина, 1998. 384 с.

12. Сюткин В. М. Экологический мониторинг административного региона. Киров.: ВГПУ, 1999. 232 с.

13. Феодосиади О. С., Калмыкова А. С., Попова М. А. Мониторинг состояния здоровья сельских школьников Ставропольского края // Гигиена и санитария. 2008. № 5. С. 68–70.

14. Цилева М. А., Боброва А. А., Макаренко З. П. Мониторинг экологического состояния города Кирова // Экология родного края: проблемы и пути их решения: Материалы 2-ой научно-практической конференции молодежи. 2007. С. 63-65.

15. Экологическая безопасность региона (Кировская область на рубеже веков)/ Под ред. Т. Я. Ашихминой, М. А. Зайцева, Киров: Вятка, 2001. 416 с.


О. В. Тулякова

ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ И УРОВЕНЬ ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ 7-8-ЛЕТНИХ ДЕТЕЙ В УСЛОВИЯХ АЭРОТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Целью исследования явилось изучение функционального состояния сердечно-сосудистой системы и уровня физической работоспособности 7-8-летних детей, проживающих в районе города с высоким аэротехногенным загрязнением, обусловленным интенсивным движением автотранспорта. Состояние сердечно-сосудистой системы и физическую работоспособность оценивали стандартными методами у 1097 детей 7-8 лет: контрольная группа включала 652 человека (363 мальчика и 289 девочки), группа сравнения – 445 (239 мальчика и 206 девочек). Установлено, что в условиях аэротехногенного загрязнения в общем массиве выше диастолическое и среднее артериальное давление, у мальчиков ниже величина максимального потребления кислорода, у девочек снижена величины частоты сердечных сокращений после 4-минутной нагрузки.

Ключевые слова: аэротехногенное загрязнение, состояние сердечно-сосудистой системы, физическая работоспособность.

O. V. Tulyakova

FUNCTIONAL STATE OF CARDIOVASCULAR SYSTEM AND PHYSICAL PERFORMANCE LEVEL  OF 7-8-YEAR OLD CHILDREN IN AEROTECHNOGENIC POLLUTION CONDITIONS

The aim of the study was to investigate the functional state of the cardiovascular system and level of physical performance in 7-8-year-old children living in the city area with high air pollution level caused by heavy vehicular traffic. 

State of the cardiovascular system and physical performance assessed by standard methods for 1097 children 7-8 years old: a control group included 652 (363 boys and 289 girls), comparison group - 445 (239 boys and 206 girls). Established that in aerotechnogenic pollution in the general higher diastolic and mean arterial blood pressure. In boys observed the falling of maximum value oxygen consumption, in girls lowered the value of the heart reductions after 4 minutes of loading.

Keywords: Aerotechnogenic pollution, cardiovascular system, the physical performance.