ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ У ДЕТЕЙ В УСЛОВИЯХ ЮЖНОГО ПРИАРАЛЬЯ

АННОТАЦИЯ

В статье приведены результаты исследования особенности функционального состояния системы внешнего дыхания у детей в условиях Южного Приаралья. Установлено, что существует взаимосвязь физического развития и функциональных характеристик системы дыхания у детей, родившихся и проживающих в регионе Южного Приаралья. Повышение проходимости бронхов в условиях запыленности приземного слоя воздуха физиологически нерационально. Сохранение данной реакции в дальнейшем может привести к различным патологическим изменениям со стороны бронхолегочного аппарата у детского населения в регионе Южного Приаралья.

ABSTRACT

The article presents the results of a study on the peculiarities of the functional state of the external respiratory system in children in the conditions of the Southern Aral Sea region. It has been established that there is a correlation between physical development and functional characteristics of the respiratory system in children born and living in the Southern Aral Sea region. Increasing the patency of the bronchi in conditions of dustiness of the lower layer of the air is physiologically irrational. Maintaining this reaction in the future may lead to various pathological changes in the bronchopulmonary apparatus in the children of the Southern Aral Sea region.

Ключевые слова: Южное Приаралье, детское население, физическое развитие, внешнее дыхание, экологические факторы.

Keywords: Southern Aral Sea region, children population, physical development, external respiration, environmental factors

В настоящее время высокая динамичность трансформации природной среды с целью удовлетворения человеком своих непрерывно возрастающих потребностей, изменение отдельных параметров окружающей природной среды без учета сбалансирования взаимосвязи природы и общества привели к изменениям ряда определенных компонентов природной среды угрожающих устойчивому развитию всей цивилизации [6].

Процессы трансформации экосистемы Приаралья, происходящие вследствие глубокого изменения гидрорежима в совокупности разнообразны. В условиях повышения антропогенного и техногенного влияния на экосистемы региона Приаралья происходит интенсивный вынос солей с осушенного дна Аральского моря, наблюдается деградация растительного покрова, возрастает интенсивность процессов соленакопления в почве [6].

В условиях практически полного усыхания Аральского моря эта проблема усугубляется выносом ядовитых солей (сульфаты и хлориды) с обсохшего дна (рис.1). В ухудшении качества атмосферного воздуха фактор пыле- солепереноса (70 млн.т/год) стал доминирующим. По данным ученых, моделирование переноса солей с постаквальной суши Аральского моря показало многократное превышение ПДК во время солепылевых бурь [4].

Рисунок 1. Ветровой вынос солей 15 марта 2002 г., синтезированное (1-3-ий каналы) изображение со спутника NOAA

Как известно, увеличение концентрации аэрозоля в воздухе влияет на кинетику и динамику атмосферных процессов. Воздействие солевого аэрозоля с постаквальной суши на экологическую обстановку в южном Приаралье не ограничивается засолением почв и деградацией растительности. Результаты аэрозольно-радиационных измерений [1], выполненных в Приаралье в 1979-1982 гг. над Аральским морем и осушенной территорией во время соле-песчаных выносов, показали значительные изменения в распределении составляющих гидрологического и радиационного баланса системы «подстилающая поверхность – атмосфера» [1].

Как известно, в условиях интенсивного воздействия антропогенного прессинга на экосистемы и их компоненты сохранение адаптационного потенциала организма человека является одной из приоритетных проблем экологической физиологии. Индивидуальная адаптация - это формирующийся жизненный процесс, в результате которого организм приобретает определенную устойчивость к различным факторам окружающей среды.

В настоящее время многими исследователями [1, 2, 10] показано, что наряду с наследственными факторами, на развитие организма подрастающего поколения большое влияние оказывают и экологические факторы. В последние годы особенно возросла научная и практическая значимость исследований, посвященных проблеме физического развития детей и подростков [7, 10, 14]. Судя по многочисленным данным показатели физического развития и состояния здоровья отдельных групп детского населения за последние два десятилетия приобрели негативный тренд [7, 11, 13]. В тоже время детализация достоверной информации о состоянии физического развития детей и подростков всячески необходима для разработки практических рекомендаций по организации диспансеризации и профилактической работы.

Функциональные особенности организма детей и подростков представляет большой интерес с эколого-физиологических позиций и необходимо для составления научного прогноза развития функциональных резервов организма и здоровья детского населения Республики Каракалпакстан в условиях экстремальной экологической ситуации.

Материал и методы

Нами были обследованы группы детей в возрасте от 6 до 10 лет, родившихся и постоянно проживающих в различных районах Республики Каракалпакстан. Функциональное состояние организма детей оценивали по результатам исследования функции внешнего дыхания (ЖЕЛ) методом спирометрии; сердечно-сосудистой системы (ЧСС, АД). Оценку полученных результатов исследования и их математическую обработку проводили по общепринятым методикам физиологических исследований [9] с использованием пакета программ Microsoft Excel. Также при обработке полученного материала использовали статистические методы, которые включали определение t-критерия Стьюдента [9].Статистический анализ сердечного ритма проводили согласно методов, разработанных Р.М. Баевским и соавт. [3, 5].

Результаты и обсуждение

Дыхательная система одной из первых реагирует на изменение внешних условий (в частности на загрязненность приземного слоя воздуха) так как является пограничной с внешней средой. Исследования функции внешнего дыхания представляют значительную информацию о состоянии адаптивных механизмов детского организма. В ответ на изменение качества атмосферного воздуха со стороны внешнего дыхания в первую очередь изменяется бронхиальная проходимость. По уровню проходимости бронхов судят о состоянии адаптивных изменений. Такие относительные показатели как жизненная емкость легких при оценке физического развития характеризует одновременно функциональные возможности организма [6, 11, 15].

В ходе исследования нами установлено, что у обследованных детей происходит два важных периода развития системы внешнего дыхания [1, 2, 5, 6]:

в 6-7 лет происходит значительное снижение бронхиального сопротивления, что приводит к увеличению объема вдоха и выдоха;

8-10 лет – периода интенсивного увеличения объема легких. Общие закономерности развития функций внешнего дыхания, его резервных и адаптивных возможностей в онтогенезе детей многосторонне изучены специалистами [1, 2, 5, 6]. По данным специалистов, в возрасте 8-12 лет происходит плавное созревание морфологических структур легких. Однако, между 8-9 годами жизни удлинение бронхиального дерева преобладает над его расширением [2]. Наибольший рост и развитие системы дыхания происходит в период полового созревания [5]. К началу полового созревания общий объем легких увеличивается в 10 раз. Хрящи бронхов у детей мягкие, гибкие и легко пружинят. Эластические волокна развиты относительно слабо. Слизистая оболочка бронхов богата сосудами, но относительно суха. По данным Н.А. Скоблиной (2008) окончательное ветвление бронхиального дерева (сегментарные, субсегментарные и терминальные бронхи, бронхиолы, альвеолярные ходы) заканчивается к 7 годам [13].

Полученные результаты свидетельствуют, что в процессе развития детей показатели жизненной емкости легких (ЖЕЛ) имеют тенденцию к повышению (табл.1). Жизненная емкость легких у детей 5-7 лет составляет у мальчиков - 1200 мл и у девочек - 850 мл. В 8-10 лет этот показатель составил соответственно 2000 мл и 1700 мл. [16]. Так, у мальчиков в 6 и 7 лет показатели жизненной емкости легких (FVC) составили 1,90±0,07 л и 1,93±0,02 л соответственно. Наибольший прирост FVC отмечается у детей в возрасте 9 и 10 лет у мальчиков показатель FVC составил 2,18±0,08 и 2,34±0,07 л (p<0,001) соответственно.

Таблица 1.

Возрастная динамика показателей функции внешнего дыхания у детей, проживающих в регионе Южного Приаралья (M±m)

Примечание: д - девочки, м - мальчики, FVC – жизненная емкость легких (л); FEF 75 –проходимость крупных бронхов (л/сек); FEF 50 – проходимость средних бронхов (л/сек); FEF 25 – проходимость мелких бронхов (л/сек), PEF- максимальная скорость выдоха (л/сек).

По данным проведенного анализа наблюдается, что у девочек в возрасте 6 и 7 лет показатели FVC составили 1,60±0,04 и 1,62±0,08 л соответственно. Наибольший прирост FVC отмечается у девочек в возрасте 9 и 10 лет абсолютные значения FVC составили 1,85±0,06 и 2,07±0,07 л (p<0,001) соответственно. У девочек в возрасте 10 лет FVC был достоверно выше 2,07±0,07 л (p<0,001), чем у девочек 6 лет и недостоверно выше, чем у девочек 8 лет (p>0,05).

Изучение проходимости различных отделов трахеобронхиального дерева показало, что у мальчиков с возрастом отмечается тенденция к увеличению бронхиальной проходимости. У мальчиков в возрасте 9 и 10 лет проходимость крупных бронхов (FEF-75) составила 3,78±0,2 и 4,23±0,1 л/с соответственно против 3,33±0,1 и 3,33±0,1 л/с (p<0,001) у мальчиков 7 и 8 лет (соответственно). У девочек в возрасте 9 и10 лет абсолютные показатели FEF-75 были достоверно повышены до 4,31±0,2 л/с против показателей соответственно 3,48±0,2  и 3,53±0,2 л/с у девочек 7 и 8 лет (p<0,001).

Отметим, что абсолютные показатели проходимости мелких бронхов (FEF-25) у мальчиков в возрасте 9 и 10 лет также были достоверно выше соответственно 1,33±0,07 и 1,54±0,1 л/с. чем у мальчиков 6-8 лет (p<0,05). Что касается девочек, то в возрасте 9-10 показатели проходимости мелких бронхов (FEF-25) были достоверно соответственно повышены до 1,42±0,1 и 1,76±0,01 л/с (p<0,001), чем у девочек 7-8 лет и достоверно против 1,23±0,1 л/с у девочек в возрасте 6 лет (p<0,001). Абсолютные показатели максимальной скорости (PEF) выдоха у мальчиков с возрастом увеличивались. Наибольший прирост PEF отмечался у мальчиков в возрасте 9 и 10 лет соответственно 4,49±0,2 и 4,91±0,2 л/с против 3,25±0,1 и 3,77±0,1 л/с в возрасте 7 и 8 лет соответственно.

На основании положений теории адаптации и функциональных систем можно считать, что неодинаковым по градации тяжести состояниям соответствуют различные уровни функционирования организма. Наблюдается также разная степень напряжения компенсаторных механизмов.

Таким образом, с учетом высокой загрязненности приземного слоя атмосферы в регионе Южного Приаралья, выявленное у детей увеличение проходимости бронхов было расценено нами как нежелательная реакция и один из факторов, способствующих развитию бронхолегочной патологии. Увеличение проходимости бронхов в условиях запыленности приземного слоя воздуха физиологически нерационально. Сохранение данной реакции в дальнейшем может привести к различным патологическим изменениям со стороны бронхолегочного аппарата, что частично и объясняет рост бронхолегочной патологии у детского населения в регионе Южного Приаралья.

Список литературы:

1. Агаджанян Н.А., Макарова И.И. Среда обитания и реактивность организма.- Тверь, 2001.- 176с.
2. Алексеев С.В. Экология человека системный взгляд на процесс формирования здоровья. Вестник Российской академии мед. наук М.: Медицина, 2002. №7. С. 3.
3. Баевский P.M., Берсенева А.П. Оценка адаптационных возможностей организма и риск развития заболеваний. — М., 1997.- 180 с.
4. Берсенева А.П. Проблемы адаптации и учение о здоровье. М.: Изд-во РУДН, 2006. - 284 с.
5. Гаркави, Л.Х. Гланц С. Адаптационные реакции тренировки, активации и стресса, принципы их формирования и роль в поддержании здоровья Медико-биологическая статистика / М.: Практика, 1999.-459 с.
6. Козинец Г.И. Физиологические системы организма человека, основные показатели.- М.: Триада-Х, 2000. - 384 с.
7. Козликина Н.Б., Гайнанова Н.К. Некоторые особенности физического развития детей (6-10 лет) с разными темпами ростовых процессов // Биологическая наука и образование в педагогических вузах: материалы VII Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы биологической науки и образования в педагогических вузах» Вып. 7. – Новосибирск: Изд. НГПУ, 2011. – С. 98-102.
8. Кузнецова О.В. Вариабельность ритмов сердца, артериального давления и дыхания у детей 8-11 лет в покое и при функциональных нагрузках./ Научные труды I Съезда физиологов СНГ. – Под ред. Р.И. Сепиашвили. – Т.1. – М.: Медицина – Здоровье, 2005. – С. 192.
9. Лакин Г. Ф. Биометрия. М.: Наука, 1990. С. 340-341.
10. Мамбетуллаева С.М., Камалова Г.Н., Атаджанова А. Анализ влияния негативных экологических факторов на уровень заболеваемости населения в условиях республики Каракалпакстан //Вестник ККО АН РУз. -2011. -№ 1. -С. 41-42.
11. Мандриков В.Б., Краюшкин А.И., Богданова Е.А., Царапкин Л.В. Морфофункциональный профиль подростков Калмыкии // Вестник Волгоградского Государственного медицинского университета. - Изд-во ВолГМУ, 2009.- №3.- С.88-91.
12. Матыскин А.В. Параметры внешнего дыхания в условиях пылевого загрязнения // Тез. докл. ежегодной научно-практической конференции молодых ученых, посвященной 30-летию ГУ НИИ медицинских проблем севера СО РАМН. – Красноярск , 2006. – С. 98-99.
13. Скоблина Н.А. Физическое развитие детей, находящихся в различных социальных условиях // Российский педиатрический журнал. -2008. -№ 3.- С. 29-31.
14. Турдымамбетов И.Р., Курбанов А.Б., Мамбетуллаева С.М. и др. Изменение природных условий Южного Приаралья и их влияние на возникновение и распространение болезней // Медицинский журнал Узбекистана. – Ташкент, 2003. - № 4. - С. 67-68.
15. Устюшин Б.В., Истомин А.В. и др. Особенности состояния здоровья и адаптационных реакций детского организма на Севере. // Педиатрия. 1996. № 1. С. 56-59.