ВЛИЯНИЕ АЭРОТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ НА ФИЗИЧЕСКОЕ РАЗВИТИЕ, ДВИГАТЕЛЬНЫЕ КАЧЕСТВА И НАВЫКИ ПЕРВОКЛАССНИКОВ
Актуальность.
Техногенные факторы, как свидетельствуют исследования последних лет, негативно влияют на здоровье человека, оказывают общетоксическое действие, вызывают появление «дозонологических» отклонений, негативно влияют на генетический аппарат, репродуктивную и иммунную систему.
Из группы техногенных факторов особой масштабностью загрязнения среды и влияния на организм человека выделяется загрязнение воздуха во многом обусловленное выхлопными газами автотранспорта. Вклад автотранспорта в загрязнение воздушной среды составляет в нашей стране в среднем 47%, а в ряде регионов на его долю приходится более половины всех выбросов.
Весьма чувствительный индикатор экологического не¬благополучия – состояние детского организма. Физическое развитие детей – важный результирующий показатель реализации генотипа в фенотипе в конкретных экологических условиях и на¬дежный информационный показатель санитар¬но-эпидемиологического благополучия населения.
Имеющиеся данные литературы [1,2,3] указывают на то, что наличие загрязнения воздуха урбоэкосистем повышает вероятность формирования астенического типа телосложения, снижает скорость роста и развития организма, ухудшает функциональное состояние кардио-респираторной и прочих систем, замедляет скорость биологического созревания школьников, способствует дисгармонич¬ности физического развития.
Однако в отдельных работах не выявлено отрицательного воздействия загрязнения воздуха урбоэкосистем на детский орга¬низм [4] или показан акцелерирующий эффект загрязнения [5].
До конца не изучен вопрос гендерных различий экочувствительности физического развития. Ряд исследователей подчеркивают повышенную уязвимость физического развития мальчиков к загрязнению воздуха урбоэкосистем [6], ряд авторов приводят факты, подтверждающие повышенную экочувствительность девочек, у которых чаще наблюдается дисгармоничность физического развития [7].
В литературе не встречаются работы, касающиеся изучения двигательных качеств и навыков школьников в зависимости от загрязнения среды обитания.
На основании вышесказанного целью нашего исследования явилось изучение физического развития, уровня развития двигательных качеств и навыков первоклассников в зависимости от загрязнения воздуха в месте их проживания и с учетом гендерных особенностей.
Методы исследования
Оценивали антропо- и физиометрические показатели физического развития, фи-зическую подготовленность и физическую работоспособность и уровень развития двигательных навыков у 808 первоклассников (437 мальчиков и 371 девочек), обу-чающихся в 11 школах Кирова, из которых 4 находились в экологически неблагоприятном районе (ЭНБР) города, а 7 – в экологически благоприятном районе (ЭБР).
Основными факторами загрязнения в экологи¬чески неблагоприятном районе являлись выхлопные газы автотранспорта, интенсивность движения которого в экологически неблагоприятном районе была выше, чем в благоприятном [2].
Вывод о разделении районов исследуемых школ на «загрязненный» и «чистый» сделан на основании собственных вычислений по результатам исследований экологов г. Кирова [2]. В «загрязненном районе» выше, чем в «чистом», следующие экологические показатели: индекс общей токсичности (М±m; 5,51±1,34 против 2,61±0,1* усл. ед., где * - различия достоверны, p<0,05); 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 «чистом» (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 район» и «чистый район» экологически оправдано.
Исследование физического развития проводили по стандартным методикам лонгитудинально в течение календарного года: в начале (1-ый замер), в средине (2-ой замер), в конце первого класса (3-ый замер) и в начале второго (4-ый замер). При этом оценивали величину антропометрических показателей (рост, вес, окружность грудной клетки – ОГК), физиометрических показателей (жизненная емкость легких – ЖЕЛ, мышечная сила кисти, проба Штанге) и динамику прироста данных показателей. Соматотип и гармоничность определяли с помощью центильных таблиц, составленных для г. Кирова. Состояние сердечно-сосудистой системы оценивали однократно в феврале-марте 2002 г. по принятым методикам.
Уровень развития двигательных качеств оценивали на основании возрастно-половых нормативов школьной программы [9]. Пробу Воячека, характеризующую статокинетическую устойчивость и адаптированную пробу Ромберга, характеризующую статокинетическую координацию, проводили по А. П. Дембо. Двигательные навыки с учетом возрастного развития детей, выделенные на основании требований учебной программы по физическому воспитанию для общеобразовательных школ [9], оценивали по специально разработанной нами 5-балльной шкале. Что лежит в основе этой методики? Чем она хороша? Имеются по этой методике публикации?
Уровень физической работоспособности оценивали по максимальному по-треблению кислорода (МПК), используя метод косвенного расчета МПК по мощности работы и частоте сердечных сокращений при выполнении степ-теста.
Для соблюдения этичности исследования, от родителей детей получены письменные информированные согласия на участие в исследовании, протокол исследования рассмотрен и одобрен этической комиссией (дата рассмотрения, номер протокола).Результаты исследования подвергнуты статистической обработке и представлены в тексте средней арифметической и ее ошибкой (M±m). Достоверность различий оценивали по критерию Стьюдента (t) и считали их достоверными при р<0,05. В статье достоверные различия обозначены «*».
Результаты исследования и обсуждение
Изучение физического развития. При исследовании физического развития всего массива детей (табл. 1) установлено, что у проживающих в ЭНБР, по сравнению с детьми из ЭБР ниже масса тела, а вследствие этого у детей из ЭНБР ниже массо-ростовой индекс, выше индекс Пинье и реже встречается макросоматический тип телосложения в конце 1-го класса (10,99±1,64% и 17,12±2,06%*). Также у детей из ЭНБР меньше экскурсия грудной клетки (4,750,07 см и 4,960,07* см) в конце 2-го класса. При изучении физиометрических показателей выявлено, что у детей из ЭНБР выше мышечная сила правой кисти, силовой и жизненный индекс (табл. 1). Таблица 1.
Следовательно, факторы аэротехногенного загрязнения способствуют астенизации детей и снижению основных антропометрических показателей, но увеличению физиометрических показателей, в частности увеличению силы кисти.
При изучении параметров ССС, установлено, что у детей из ЭНБР выше диастолическое АД (62,86±0,38 мм.рт.ст и 61,81±0,35 мм.рт.ст.*), среднее АД (75,12±0,33 мм.рт.ст. и 74,20±0,33 мм.рт.ст.*). Следовательно, аэротехногенное загрязнение способствуют повышению АД.
Изучение параметров физического развития для отдельных половых групп показало, что также как во всем массиве, у мальчиков из ЭНБР меньше, чем у мальчиков из ЭБР (табл. 1) масса тела. Соответственно у них ниже массо-ростовой индекс и выше индекс Пинье во всех замерах (табл. 1). Среди мальчиков из ЭНБР в два раза реже, чем в ЭБР встречается макросоматический тип телосложения в конце 1-го класса (5,76±1,69% и 14,77±2,67%*) и в начале 2-го (7,69±1,98% и 14,13±2,07%*). У мальчиков из ЭНБР выше мышечная сила правой кисти, силовой и жизненный индекс (табл. 1). Таким образом, в группе мальчиков проявляются те же тенденции, которые характерны для всего массива детей: уменьшение антропометрических показателей и астенизация под действием аэротехногенного загрязнения, увеличение силового и жизненного индекса и снижение физической работоспособности.
При этом в отличие от всего массива, мальчики проживающие в ЭНБР отличаются от мальчиков из ЭБР меньшей длиной тела (128,3±0,38 см и 129,5±0,43 см*) и ОГК (62,78±0,24 см и 63,50±0,23 см*) в конце 2-го класса. Следовательно, для мальчиков выявлены не характерные для общего массива индикаторные отклонения физического развития под влиянием аэротехногенного загрязнения – снижение длины тела и ОГК (рис. 1).Рисунок 1.
Изучение параметров физического развития девочек показало, что также как в общем массиве, у девочек, проживающих в ЭНБР, по сравнению с ЭБР ниже экскурсия грудной клетки (табл. 1). Масса тела у девочек из ЭНБР достоверно не отличается, но у них ниже, чем у девочек из ЭБР массо-ростовой индекс и выше индекс Пинье. У девочек из ЭНБР выше силовой индекс, жизненный индекс (табл. 1), мышечная сила правой кисти. Таким образом, в отношении физиометрических показателей наблюдаются тенденции, характерные для общего массива.
В целом результаты наших исследований детей 7-8-ми лет подтверждают данные литературы [1,2,3] о том, что наличие аэротехногенного загрязнения снижает массу (у всех детей, у мальчиков), длину тела и ОГК (у мальчиков), а также экскурсию грудной клетки (у девочек и, в целом у всех детей). Кроме того, они демонстрируют, что наличие аэротехногенного загрязнения снижает у первоклассников массо-ростовой индекс и повышает индекс Пинье (для всех детей, для мальчиков и для девочек).
Все это позволяет заключить, что аэротехногенное загрязнение способствует астенизации. Также об астенизации свидетельствует тот факт, что среди детей из ЭНБР реже встречается макросоматический тип телосложения (для всех детей, для мальчиков). Особенно четко снижение антропометрических показателей прослеживается в отношении мальчиков, о чем свидетельствует большее число достоверных изменений физического развития, возникающих у мальчиков в ЭНБР (табл. 1) и появление не характерных для общего массива показателей – снижение величины ОГК и длины тела. Возможно, это связано с тем, что в норме мальчики имеют более высокие, чем у девочек показатели физического развития и являются более ярким индикатором астенизации под действием аэротехногенного загрязнения. Также причиной может являться известная повышенная уязвимость мужского организма к вредным воздействиям [10].
В тоже время не удалось подтвердить данные литературы [11] о том, что факторы аэротехногенного загрязнения негативно влияют на гармоничность развития и скорость биологического созревания. В нашем исследовании по данным показателям различий не обнаружено.
При анализе физиометрических показателей установлено, что под действием аэротехногенного загрязнения возрастает мышечная сила кисти, увеличивается силовой и жизненный индекс. Кроме перечисленных показателей, в общем массиве под действием аэротехногенного загрязнения возрастает диастолическое АД и среднее АД.
Таким образом, данные показатели можно считать индикаторными отклонениями в состоянии физического развития детей данного возраста. Вопрос об индикаторных показателях требует дальнейшего изучения, но уже сейчас ясно, что они зависят от пола ребенка и чаще проявляются у мальчиков.
Изучение двигательных качеств и навыков первоклассников.
Установлено (рис. 2), что мальчики из экологически неблагоприятного района отличаются от сверстников из экологически благоприятного тем, что у них достоверно больше время бега на 30 м (7,16 с против 6,91 с*), ниже уровень развития навыка правильной осанки (4,56 баллов против 4,9 баллов*), навыка в ходьбе (4,81 баллов против 4,98 баллов*), в беге (4,76 баллов против 4,97 баллов*) и выполнения мячом «восьмерки» вокруг ног (4,43 баллов против 4,5 баллов*).Рисунок 2.
Это означает, что наличие экологически неблагоприятных факторов у мальчиков проявилось в снижении быстроты, в основе которой лежит аэробная производительность, а также в снижении способности к выработке ряда двигательных навыков, требующих координации движений.
У девочек из экологически неблагоприятного района в сравнении со сверстницами из экологически благоприятного района, больше время бега на 30 м (7,62 с против 7,39 с*), челночного бега 3∙10 м (10,36 с против 10,19 с*), ниже результат при выполнении наклона в положении сидя на полу (6,26 см против 7,25 см*), а также уровень развития навыка правильной осанки (4,86 баллов против 4,98 баллов*), навыка в ходьбе (4,83 баллов против 5 баллов*) и беге (4,82 баллов против 4,99 баллов*), навыка прыжка через скакалку (4,45 баллов против 4,67 баллов*) и выполнения мячом «восьмерки» вокруг ног (4,32 баллов против 4,51 баллов*). У них также ниже МПК (39,66 мл/мин/кг против 40,1 мл/мин/кг*).
Следовательно, у девочек наличие экологически неблагоприятных факторов в месте проживания проявилось в снижении быстроты (анаэробной производительности), координационных способностей, гибкости, физической работоспособности (аэробной производительности), а также в снижением уровня развития ряда двигательных навыков, требующих координации движений. Это указывает на то, что экологически неблагоприятные факторы тормозят у девочек развитие двигательных систем мозга.
Все это позволяет заключить, что экологически неблагоприятные факторы (выхлопные газы автотранспорта) негативно влияют на организм ребенка и, скорее всего, тормозят развитие двигательных систем мозга, ответственных за выработку навыков, при реализации которых тре¬буются координационные способности, а также тормозят биохимические процессы, лежащие в основе аэробного и анаэробного ресинтеза АТФ.
Мы разделяем мнение исследователей [2], что экологически неблагоприятные факторы изменяют продукцию гормонов, в том числе надпочечниками, половыми железами и щитовидной железой, что в конечном итоге приводит к торможению процессов роста и развития ребенка.
Вероятно, гормональная система девочек особенно чувствительна к этим изменениям в системе гуморальной регуляции деятельности мозга и внутренних органов.
Выводы
1. Загрязнение воздуха урбоэкосистем снижает основные показатели физического развития детей, в частности массу тела, и способствует астенизации.
2. Под действием аэротехногенного загрязнения возрастает мышечная сила кисти, силовой и жизненный индекс, диастолическое АД и среднее АД.
3. Аэротехногенное загрязнение воздуха урбоэкосистем снижает у мальчиков быстроту, а у девочек быстроту, гибкость, координационные способности, аэробную производительность (МПК, мл/мин/кг), уровень формирования двигательных навыков, в том числе навыка правильной осанки, навыков в ходьбе и беге, выполнения «восьмерки» мячом вокруг ног. Кроме того, у девочек снижается уровень формирования навыка прыжка через скакалку.
4. Вышеперечисленные отклонения показателей физического развития можно считать индикаторами аэротехногенного загрязнения, которые чаще проявляются у мальчиков. Для девочек характерно снижение уровня двигательных качеств под влиянием аэротехногенного загрязнения.
Список литературы:
1. Jurchuk О. A., Tuljakova О. V., Tsirkin V. I., Trukhina S. I. II Eur. J. Natural History. – 2006. — N 3. — P. 81-82.
2. Ашихмина Т.Я., Сюткин В.М., Бурков Н.А. (ред.) Окружающая природная среда Кировской области: Материалы научных исследований – Киров.: Вятский госпедуниверситет, 1996. – 480 с.
3. Беляков В.А., Васильев А.В. Влияние загрязненного атмосферного воздуха на физическое развитие детей// Гигиена и санитария. – 2003. - №
4. – С. 33-34.4. Грицинская В.Л. Динамика развития детей дошкольного возраста Красноярска//Гигиена и санитария, 2002. - №3. – С 48-49.
5. Даутов Ф.Ф. Изучение здоровья населения в связи с факторами среды.- Казань: Казанский университет, 1990. – С. 117.
6. Кайсина И. Г. Половое и физическое развитие дево¬чек и его зависимость от сезона года и техногенных факторов: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. — Киров, 2003. – С. 157.
7. Котышева Е.Н., Дзюндзя Н.А., Болотская М.Ю. Анализ антропометрических показателей физического развития детей 5-7 лет в условиях промышленного города //Педиатрия. 2008, №2, С. 140-143.
8. Лысенко А.И., Яруллин А.Х., Даутов Ф.Ф. Состояние здоровья детей дошкольного возраста на территориях с различным уровнем антропогенной нагрузки//Гигиена и санитария. – 2002. - №4. - С. 41-43.
9. Лях В.И. Комплексная программа физического вос¬питания учащихся 1—11 классов. — М., 1996. — С. 106-205.10. Федотова Т.К. Влияние экологии современного мегаполиса на ростовые процессы дошкольников//Педиатрия, 2006, №6, С. 41-45.11. Ярославцев В.Л. и соавт., 1991 – цит. по Студеникин М.Я., ред., 1998, С. 41-43.