%d0%9c%d0%b0%d0%bb%d1%8c%d1%86%d0%b5%d0%b2%d0%b0

На правах рукописи

Мальцева Елена Александровна

ОСОБЕННОСТИ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ И СОСТОЯНИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ У ЗДОРОВЫХ ЛИЦ ЮНОШЕСКОГО ВОЗРАСТА

03.03.01 – физиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Красноярск - 2011

Работа выполнена в Государственном общеобразовательном учреждении высшего профессионального образования «Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф.Войно-Ясенецкого Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации»

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Михайлова Людмила Аркадьевна

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор

Витковский Юрий Антонович

доктор медицинских наук, профессор

Рубанович Виктор Борисович

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации»

Защита состоится «____» ______ 2011 г. в ____ часов на заседании диссертационного совета Д 208.118.01 при ГОУ ВПО «Читинская государственная медицинская академия Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации» (634050, г. Чита, ул. Горького 39а) С диссертацией можно ознакомиться в научно-медицинской библиотеке Читинской государственной медицинской академии.

Автореферат разослан «____» _________________2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 208.118.01. доктор медицинских наук, профессор

И.Н. Гаймоленко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Юношеский период онтогенеза до сих пор остается под пристальным вниманием специалистов различных областей (Горбунов Н.П. с соавт., 2006; Койносов П.Г. с соавт., 2005; Спицын А.П., 2007 и др.). В этом возрасте ещё наблюдаются морфологические и функциональные изменения, стабилизируется половая зрелость, чётко проявляется фено- и генотип. Юношеский возраст по времени совпадает с окончанием школы, обучением в вузе, которые являются важными социальными факторами, влияющими на функциональное состояние организма (Апанасенко Г.Л., 2000; Сулин В.Ю., Шерстяных В.А., 2001; Осипов А.М., 2003; Филатов О.М., Щедрина А.Г., 2003, 2006; Агаджанян Н.А., 2007; Рубанович В.Б. с соавт., 2010). Студенты – особый контингент в составе населения, состояние здоровья которого является барометром социального благополучия и медицинского обеспечения предшествующего периода, а также предвестником изменений в здоровье населения в последующие годы. Согласно данным ряда авторов, в последнее десятилетие наблюдается снижение здоровья студенческой молодежи (Ляхович А.В., 2004; Ушаков И.Б., 2007; Айзман Р.И., 2009, 2010), высокий уровень распространённости функциональных отклонений (Рапопорт И.К., 2000.; Артюхов И.П., 2006; Белов В.Б., 2007; Розенфельд Л.Г.

2008) и хронических заболеваний. В среднем у 20-40% студентов имеются признаки различных хронических заболеваний, в основном, нервно– психических, сердечно–сосудистых, органов дыхания (Варич Л.А., 2004; Быков Е.В. с соавт., 2006; Огрызко Е.В., 2008; Жуков М.В., 2009). Результаты многочисленных морфологических исследований свидетельствуют о том, что в последнее десятилетие наблюдается тенденция изменений уровня ряда показателей физического развития у лиц подросткового и юношеского возраста (Ямпольская Ю.А., 1998; Щедрина А.С.2001; Гребенникова В.В., 2004; Медведева Н.Н., 2004; Сетко Н.П., 2005; Шарайкина Е.П., 2006; Суханова И.В., Твердякова Л.В., 2007; Негашева М.А. 2008; Казакова Т.В. 2009). Кроме этого, приведённые в доступной литературе результаты исследований показателей внешнего дыхания и сердечно-сосудистой системы у лиц юношеского возраста (в т.ч. обучающихся в учебных заведениях), проживающих в различных районах Российской Федерации, носят фрагментарный характер. Это не позволяет дать комплексную оценку формированию

функциональных систем организма в юношеском возрасте с учётом экологических условий их проживания и характера деятельности. Цель исследований: дать характеристику состояния и динамику становления внешнего дыхания и сердечно-сосудистой системы у здоровых лиц юношеского возраста. Задачи исследования 1. Изучить статические и динамические характеристики внешнего дыхания, показатели электрокардиограммы и системной гемодинамики (артериальное давление и минутный объём кровообращения) у здоровых лиц юношеского возраста.

2. Определить половые особенности и системогенез внешнего дыхания на юношеском периоде развития у лиц различных типов телосложения и экологических условий проживания (промышленный город и сельская местность Красноярского края).

3. Определить половые отличия артериального давления и минутного объёма кровообращения у лиц юношеского возраста, имеющих различный тип вегетативной реактивности.

4. Выявить особенности вегетативного статуса и формирования стабильности сердечного ритма на юношеском этапе онтогенеза у лиц различного пола. Диссертационные исследования проводились в рамках научного направления ГОУ ВПО «Красноярский государственный медицинский университет имени проф. В.Ф.Войно-Ясенецкого Минздравсоцразвития РФ» «Здоровье здоровых». Исследования поддержаны грантом Красноярского краевого фонда поддержки научной и научно-технической деятельности. Научная новизна Впервые установлено, что в юношеском возрасте эффективность внешнего дыхания относительно стабильна, но у лиц мужского пола по сравнению с женским полом дыхание более экономичное и характеризуется высокими скоростными характеристики воздушных потоков. Впервые выявлено, что в течение юношеского периода развития у лиц мужского пола астенического типа телосложения по сравнению с нормостеническим типом снижена мощность дыхательных мышц и скорость воздушного потока в крупных и мелких альвеолах, что сопровождается невысоким приростом форсированной жизненной ёмкости лёгких.

Впервые показано, что внешнее дыхание у лиц юношеского возраста, чей рост и развитие проходили в промышленном городе (по сравнению с экологически благоприятными условиями сельской местности) характеризуется высокими энергетическими тратами и низкими резервными возможностями. Впервые выявлено, что на юношеском этапе развития динамика показателей сердечно-сосудистой системы у лиц с различным типом реакции на клиноортостатическую пробу имеет половые отличия. При нормотоническом типе реакции на активную клиноортостатическую пробу у лиц мужского пола по сравнению с лицами женского пола наблюдается снижение минутного объема кровообращения, сердечного индекса и частоты сердечных сокращений. При асимпатикотоническом типе реакции на нагрузку юноши по сравнению с девушками имеют высокое пульсовое артериальное давление и низкую частоту сердечных сокращений. Теоретическая и практическая значимость. Результаты проведённого исследования явились основой для разработки региональных нормативов основных параметров системы внешнего дыхания, сердечно-сосудистой системы и показателей вегетативной обеспеченности организма лиц юношеского возраста, проживающих в Красноярском крае. Результаты исследований по формированию кардиореспираторной системы и особенностей её регуляции со стороны автономной системы на юношеском периоде развития организма внедрены в учебно-педагогический процесс и используются при чтении курса лекций по физиологии в различных вузах Сибири (КрасГМУ, КГПУ, НГПУ). Материалы диссертации используются в научных исследованиях сотрудниками, аспирантами и студентами СНО кафедр КрасГМУ, АНО «Победитель» (г. Новосибирск). Положения, выносимые на защиту 1. Процесс становления внешнего дыхания у здоровых лиц юношеского возраста, проживающих в промышленном городе, сопровождается увеличением эффективности, но снижением экономичности дыхания. Представители астенического типа телосложения в отличие от нормостенического типа имеют низкие вентиляционные возможности и степень изменения показателей форсированного дыхания в исследуемом возрастном интервале.

2. Стабильность сердечного ритма в юношеском возрасте обеспечивается центральными и автономными влияниями, определяется типом вегета-

тивной реактивности, полом и характеризуется определенным уровнем гемодинамических показателей. Апробация работы. Материалы диссертации были доложены на: V Сибирском физиологическом съезде (Томск, 2005); XX съезде физиологического общества имени И.П. Павлова (Москва, 2007); V Всероссийском семинаре, посвященном памяти профессора Н.А. Белоконь (Иркутск, 2007); региональной научно – практической конференции, посвящённой 70–летию со дня рождения д.м.н., Ю.И. Савченкова (Красноярск, 2007); VI сибирском физиологическом съезде (Барнаул, 2008); региональной научно – практической конференции, посвящённой 110–летию со дня рождения проф. А.Т. Пшоника (Красноярск, 2010); XXI съезде Российского физиологического общества имени И.П. Павлова при РАН (Калуга, 2010), заседаниях Красноярского отделения Российского физиологического общества им.И.П. Павлова (20052010). Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ (из них 2 в научных изданиях, рекомендованных ВАК для публикации основных научных результатов на соискание ученой степени кандидата медицинских наук);1 методическая рекомендация. Приняты в печать 1 тезисы на Российскую конференцию с международным участием. Структура и объём диссертации. Диссертация изложена в 146 страницах и состоит из введения, обзора литературы, главы с описанием объекта и методов исследования, результатов и обсуждения собственных исследований, заключения, выводов и списка литературы, включающего 167 отечественных и 43 иностранных источников. Фактический материал иллюстрирован 20 таблицами и 20 рисунками. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Объект и дизайн исследования. В качестве объекта исследования были выбраны юноши (17-21 года) и девушки (17-20 лет) европеоидной расы студенты одного из вузов г. Красноярска. Все обследованные согласно схеме возрастной периодизации онтогенеза человека (1965) относились к юношескому периоду. Был осуществлен когортный отбор: из 947 обследованных студентов выбраны 433 человека (184 человека обследовано в динамике). Критерии включения. Все включенные в работу студенты относились к I и II группам здоровья (не имели хронических заболеваний) и не болели в течение последних 3 месяцев ОРВИ. Предварительно студенты были осмотрены терапевтом, окулистом, отоларингологом, хирургом, был проведён анализ

историй их развития. Кроме этого, все обследованные студенты были некурящие; не занимающиеся в спортивных секциях; не меняющие постоянное место жительства с момента рождения. Исследование проводились в условиях основного обмена в специализированном кабинете функциональной диагностики. Использование метода стратификации позволило выделить группы в нашей выборочной совокупности по следующим классификационным признакам: пол, возраст, место проживания до поступления в вуз, соматотип, тип вегетативной реактивности. Проведённый анализ полученных результатов обследования различных возрастных групп юношеского возраста показал значимые отличия только между возрастными границами. Статистически значимых отличий между 17и 18-летними, а так же между 20- и 21-летними не выявлено, что позволило объединить их в единые возрастные группы для дальнейшего обсуждения. Возрастная группа 19-летних не имела значимых отличий от других возрастных групп. Ввиду того, что в течение юношеского периода развития наблюдается возрастная динамика показателей внешнего дыхания и сердечнососудистой системы, для анализа были рассмотрены две возрастные группы 17-18 и 20-21 год. Девушки обследовались в I фазу менструального цикла (фолликулярную). Исследования проводились в осенний период (сентябрь - октябрь). Функциональное состояние системы внешнего дыхания оценивалось на аппаратно–программном комплексе «Valenta+», через 1,5-2 часа после приёма пищи, в условиях температурного комфорта, после 20-минутого отдыха в положении сидя. Все показатели приведены к системе BTPS. Состояние сердечно-сосудистой системы. Артериальное давление измеряли по методу Короткова. Рассчитывали следующие показатели: пульсовое артериальное давление (АДп), среднее динамическое давление (СДД), минутный объём кровообращения (МОК), сердечный индекс (СИ). Показатели электрокардиографии (ЭКГ) регистрировали на аппаратно-программном комплексе «Valenta+» в 12 стандартных отведениях. Оценка вегетативного гомеостаза проводилась с использованием метода кардиоинтервалографии (КИГ) и активной клиноортостатической пробы (КОП). Регистрация изменений кардиоцикла проводилась на аппаратнопрограммном комплексе «Valenta+».

Антропометрические измерения и соматотипирование проводились с помощью антропометрических инструментов по методике, описанной в пособии В.В. Бунака «Антропометрия» и принятой в НИИ антропологии МГУ им. М.В. Ломоносова (1941). Антропометрическое обследование включало измерение 29 параметров и оценку компонентного состава сомы по формулам J. Mateika (1921). Проводился расчёт индекса L.Rees – H.J. Eisenck (1945) на основе следующих параметров: длина тела (ДТ), поперечный диаметр грудной клетки (ПДГК). Соматотип устанавливался на основании величины индекса, вычисляемого по формуле: ИНДЕКС Rees - Eisenck = ДТ*100(ПДГК*6). У лиц, имеющих величину индекса до 96 соматотип определялся как пикнический. Величина индекса от 96 до 106 соответствовала нормостеническому типу. Значения индекса свыше 106 соответствовали астеническому типу. Статическая обработка материалов проводилась на ПК Pentium -  MMX в среде WINDOWS XL пакетом прикладных программ Microsoft Office 2008 (MS Excel) и программы STATISTICA 6.0. Применялись методы вариационной статистики с вычислением средней арифметической (М), и её ошибки (m), среднеквадратичного отклонения (SD), вариационного размаха (V) (Лакин Г.Ф. 1990; Гланц С., 1998). Для выяснения характера распределения мы рассчитывали среднее значение, величину среднеквадратичного отклонения и определяли доверительный интервал с учётом нормированного отклонения от средней арифметической по следующей формуле: «M – tmM ≤ истинное значение ≤ M + tmM», где M- средняя арифметическая, mM – её ошибка, t –нормированное отклонение от средней арифметической. Было установлено, что около 68-70% показателей отличаются от среднего значения не более чем на одно среднеквадратичное отклонение и около 95% на два среднеквадратичных отклонения. Это позволило в дальнейшем использовать критерий Стьюдента для сравнения показателей между группами, поскольку распределение этих величин является нормальным. Критический уровень значимости, при проверке статистических гипотез о существовании различий показателей между группами, (p) принимался равным 0,05 и менее. При проведении парных сравнений использовалась поправка Бонферрони для критерия Стьюдента, в этом случае достоверными считались различия при уровне значимости р<0,01. При оценке результатов исследований использован метод корреляционного анализа, с расчётом коэффициента парной корреляции по Пирсону, а также получением уравнений регрессии и определением матема-

тического выражения для факторов, описывающих эти взаимовлияния. При ri>0,95 предложенная модель хорошо описывает процесс, при 0,8<ri<0,95 модель удовлетворительно описывает процесс; а коэффициент парной корреляции при значениях r>0,95 свидетельствует о наличии функциональной связи между анализируемыми показателями, при r=0,8 – 0,95–связь высокой тесноты, при r=0,8 – 0,6 – связь средней тесноты (Герсевич В.А. 2004). В работе обсуждаются только статистически значимые зависимости. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Характеристика внешнего дыхания здоровых лиц юношеского возраста Сравнение уровня основных показателей внешнего дыхания у здоровых лиц юношеского возраста, проживающих в городе Красноярске, с данными литературы показало, что они соответствуют возрастным нормативам других регионов страны (Варламова Н.Г., 2008; Евдокимов В.Г., 2004; Искандарова Г.Т., 2006; Кабанов С.А., 2005). Анализ возрастной динамики основных показателей внешнего дыхания в исследуемом возрастном периоде показал следующее (табл.1). Таблица 1. Показатели внешнего дыхания у лиц юношеского возраста (М±SD) 17-18 лет n=245 20-21 год n=184 I группа II группа III группа IV группа юноши n=90 девушки n=159 юноши n=55 девушки n=129 МОД, л/мин 12,03±3,27 10,11±3,11** 14,64±4,01νν 11,68±2,96***νν ДО, л 0,89±0,32 0,69±0,28*** 0,83±0,29 0,69±0,37*** ЧДД в мин 13,88±0,16 14,97±0,11 17,65±0,29** 17,14±0,31** ЖЕЛ, л 4,28±0,89 3,23±0,68** 4,00±0,99 2,98±0,67** ν ФЖЕЛ, л 3,88±0,93 2,57±0,75*** 3,34±0,93 ν 2,57±0,93** Тфор.выд., с 2,46±0,60 2,10±0,66* 2,55±0,99 2,19±0,54 ОФВ1, л 2,57±0,72 2,00±0,62 2,12±0,86 ν 1,96±0,54 Индекс Тиффно, % 70,15±16,60 77,67±15,47* 74,82±13,18 79,39±12,76 νν ПОС, л/мин 5,33±1,57 3,67±1,13*** 4,31±1,36 3,71±1,20 Тпос, с 0,60±0,14 0,52±0,15 0,71±0,20 ν 0,49±0,13** ν ПОС/ПОСвд,уе 1,90±0,66 1,18±0,31* 0,80±0,22 0,88±0,24 ν ОПОС,л 1,12±0,32 0,80±0,16* 0,73±0,17 ννν 0,67±0,16 ν МВЛ, л/мин 99,69±28,23 53,82±12,06 ν 96,48±15,91 57,90±13,00 ν ν Примечание: достоверность отличий по полу (*) и возрасту ( ), уровень значимости - р<0,05 – (* или ν); р<0,01 – (** или νν); р<0,001- (*** или ννν). Группы Показатель

Установлено, что независимо от пола в течение исследуемого возрастного периода (сравнение показателей в возрасте 20-21 года относительно 17-

18-летних) эффективность дыхания имеет положительную динамику, и показатель МОД увеличен для лиц мужского пола на 25% (р<0,001), а для женского пола – на 11,7% (р<0,01). Эти данные согласуются с результатами других авторов (Варламова Н.Г., 2008; Кабанов С.А., 2005; Кубушка О.Н., 2002; Попова О.Н., 2009; Поповян К.Л., 2008), отмечавших увеличение исследуемых ими показателей внешнего дыхания в процессе роста и развития организма. В течение юношеского периода развития отмечается положительная динамика МОД, относительно стабильная величина МВЛ у юношей и увеличение МВЛ у девушек. Выявлен рост ЧДД: у юношей на 27% (р<0,01), а у девушек на 19% (р<0,01). Это позволяет говорить о сохранении эффективности, но снижении экономичности работы СВД к концу юношеского возраста. Формирование внешнего дыхания на юношеском периоде развития отличается возрастной динамикой паттерна дыхания: в возрасте 20-21 года юноши дышат быстрее, сохраняя такую же глубину дыхания, как и 17-18 летние. В то же время у них при форсированном дыхании отмечается тенденция к сокращению глубины выдоха (ОФВ1 на 18%, р<0,05; ПОС на 20%; р<0,01). Это сопровождается увеличением времени вдоха (Тпос на 15,5%, р<0,05 выше), что может быть обусловлено слабо развитой дыхательной мускулатурой (ПОС/ПОСвд снижается на 58%, р<0,05) при сниженном объёме на пиковой скорости дыхания (ОПОС на 35%, р<0,05). Вместе с тем, к концу юношеского периода развития, лица мужского пола характеризуются более низким показателям ФЖЕЛ (14%, р<0,05). Характер дыхания девушек более стабильный, чем у юношей. Значимые отличия отмечаются только по показателю объёма на пиковой скорости дыхания (ОПОС снижается на 16,2%, р<0,05), а снижение показателя ПОС/ПОСвд на 53% (р<0,05) позволяет говорить о том, что при выполнении форсированного дыхания у девушек 20-21 года снижается эффективность работы дыхательных мышц по сравнению с девушками 17-18 лет. Выявлено снижение средних величин ЖЕЛ на 8% (р<0,05). При сравнительном анализе показателей СВД девушек и юношей 17-18 лет, последние характеризуются эффективным и экономичным дыханием, а так же высокими резервными возможностями и скоростными характеристиками (МОД на 16%, р<0,001; ДО на 22.5%, р<0,05; РОвд на 18,5%, РОвыд на 21,1%, ЖЕЛ на 24,6%, р<0,05; ФЖЕЛ на 33,7%, МВЛ на 46%, р<0,05; Тфор.выд. на 14,64 %, р<0,05; ОФВ1 на 22,2%, ПОС на 31%, р<0,001; МОС25-

на 31%, р<0,001). Это может быть обусловлено более развитой по сравнению с девушками дыхательной мускулатурой (ПОС/ПОСвд на 38%, ОПОС на 28,5%, р<0,05 выше). Таким образом, в юношеском периоде развития организма отмечается возрастная динамика становления характера дыхания в состоянии покоя, характеризующаяся повышением его эффективности, но снижением экономичности. Использование форсированной нагрузки позволило выявить статистически значимые отличия ряда показателей внешнего дыхания от должных величин. Снижение уровня фактического ЖЕЛ относительно должных отмечено лишь в конце юношеского возраста (у юношей на 35,7%; p<0,05, у девушек на 44,1%; p<0,001), а скоростные характеристики дыхания (ОФВ1, ПОС, СОС25-75%, МОС25% и МОС50%) у обследованных групп снижены, что является отражением низких резервных возможностей внешнего дыхания.

50%

Особенности внешнего дыхания лиц юношеского возраста с различным типом телосложения Характер внешнего дыхания для лиц различного типа телосложения имеет некоторые отличия, связанные, в первую очередь, с особенностями строения грудной клетки. Определяющими антропометрическими характеристиками, влияющими на характер дыхания, являются ПДГК и ПЗДГК: число положительных корреляционных связей с ведущими параметрами, характеризующими процесс дыхания как в состоянии покоя, так и при форсированной нагрузке для них максимально. Установлено, что для юношей астенического типа телосложения по сравнению с нормостениками показатель МВЛ ниже (13,9%, р<0,05), а ЧДД при этом имеет более высокие значения (28%, р<0,05) (рис.1). Для девушек этих типов телосложения различия по показателю МВЛ составили 17,5% (р<0,05). Это свидетельствует о менее эффективном форсированном дыхании у лиц с узкой грудной клеткой. Установлено, что лица мужского пола нормостенического типа к концу юношеского периода развития по сравнению с началом (17-18-лет) имеют выраженную положительную возрастную динамику по показателю ФЖЕЛ (на 21%, р<0,05), для астеников это увеличение составило 5,6%, (р<0,05). Это может быть связано с различной силой дыхательных мышц: у лиц нормостенического типа в большей степени, чем у астеников, возрастает мощность дыхательных мышц (ПОС/ПОСвд- 34% и 21%; р<0,05 соответственно), а

также скорость воздушного потока во время вдоха и выдоха (ПОСвд выше на 20%, р<0,05).

Рис.1. Процентное отклонение показателей системы внешнего дыхания у юношей 17-18 лет астенического типа телосложения по сравнению с юношами нормостенического типа телосложения (достоверность отличий: р<0,05 - *; р<0,01 - **).

Вместе с тем показатель ОФВ1 имеет положительную динамику и достоверно не отличается у лиц с различным типом телосложения (на 17,0% для нормостеников и 20,4% для астеников). Длительность времени форсированного выдоха у юношей нормостеников является на этом периоде развития величиной относительно стабильной, а у юношей астенического типа телосложения к концу юношеского возраста время сокращается на 22,7% (р<0,05), указывая на снижение возможностей форсированного дыхания. Следовательно, системогенез и характер внешнего дыхания для лиц, относящихся к различным типам телосложения, имеет ряд особенностей. Лицам астенического типа телосложения по сравнению с нормостениками требуются большие энергетические затраты для обеспечения процесса дыхания, при этом к концу юношеского периода развития их дыхание становится менее эффективным и экономичным, что в дальнейшем может сказываться на уровне обеспечения их организма кислородом. Влияние экологических условий проживания на показатели внешнего дыхания При наличии общих закономерностей становления внешнего дыхания в юношеском возрасте выявлены некоторые особенности в уровне функционирования этой системы у лиц, постоянным местом жительства которых явля-

лись экологически чистая среда (сельская местность без промышленных предприятий) и промышленный город (г. Красноярск) (табл.2). Таблица 2. Показатели внешнего дыхания у лиц юношеского возраста (М±SD) Группы

Показатели МОД, л ДО, л ЖЕЛ, л РОвд, л ФЖЕЛ, л ОФВ1, л ПОСвд, л/мин МВЛ, л ДО мвл, л ЧДД мвл, в мин ПОС/ПОСвд, у.е.

юноши, n=88 Город Село n=44 n=44 1 2 12,07±1,50 15,39±1,89

девушки, n=125 Город Село n=65 n=60 3 4 10,13±1,91 10,82±1,54

0,82± 0,34 3,83±0,61 1,87±0,85 3,58±0,75

1,13±0,32 ννν 4,34 ± 0,49 1,95±0,83 4,07±0,63 ν

0,72 ± 0,28 3,13±0,67*** 1,31±0,83 2,46 ±0,10

0,77 ± 0,38 3,68±0,63* 1,93±0,91 ν 2,98 ±0,19 ν

2,7±0,62 3,75±1,20

2,32±0,65 5,12±1,04

1,85±0,55 3,47±0,94

1,90±0,72 4,5±1,26 ν

97,81±13,91

82,17±13,66 ν

54,13±10,93

72,28 ± 13,35 νν

1,70±0,49 55,21±12,83

1,33±0,31 ν 63,34±12,02 ν

0,88±0,12 64,48±12,26

1,39±0,37ν 43,05±12,91 ννν

1,50±0,31

0,96±0,17 ννν

1,16±0,33

0,96±0,12ννν

Примечание: достоверность отличий по полу (*) и месту жительства (ν), уровень значимости - р<0,05 – (* или ν); р<0,01 – (** или νν); р<0,001- (*** или ννν).

Установлено, что дыхание у юношей 17-18 лет, проживавших до поступления в ВУЗ в сельской местности, по сравнению с коренными красноярцами более эффективное (выше ДО 27,5%, р<0,001) и экономичное (ниже ПОС/ПОС вд на 36%, р<0,001), с высокими резервными возможностями. Для девушек различия имеются только по показателям РОвд (32,13%, р<0,05) и ФЖЕЛ (27,5%, р<0,05). Согласно полученным данным формирование дыхательной системы в условиях промышленного города сопровождается высокой инспираторной нагрузкой и повышенной воздушностью дыхательных путей (Шишкин Г.С., 2006, 2008). Для юношей-красноярцев по сравнению с сельчанами показатель ПОСвд ниже на 26,8% (р<0,05). У девушек выявляются отличия по показателям ПОСвд, ДО мвл. При выполнении форсированного дыхания у них возрастает нагрузка на дыхательную мускулатуру (ПОС/ПОСвд выше на 30,2%, р<0,001), что сопровождается увеличением энергетических затрат на дыха-

ние (ЧДД мвл выше на 17,7%, р<0,05), при этом эффективность работы СВД ниже. В конце юношеского периода развития различия в уровне функционирования СВД нивелировались: достоверных отличий по исследуемым показателям в группах с различным по уровню загрязнения атмосферы постоянным местом жительства до поступления в вуз не выявлено. Таким образом, полученные данные о состоянии СВД у лиц юношеского возраста позволяют говорить о процессе реализации генетической программы развития организма (положительная динамика становления основных показателей внешнего дыхания на фоне некоторых морфогенетических и половых особенностей). Динамика становления СВД демонстрирует направленность этого процесса: повышение эффективности и снижение экономичности функционирования дыхательной системы в целом (у жителей сельской местности при переезде в промышленный город этот процесс более нагляден). Степень выраженности изменений функционального состояния СВД определяется полом, соматотипом и условиями проживания. Полученные результаты согласуются с данными литературы, свидетельствующими о снижении резервных возможностей системы внешнего дыхания как у детей (Кубушка О.Н., 2002; Сетко Н.П., 2007; Солонин Ю.Г.,2008), так и у взрослых (Бурханов А.И., 1997; Быков Е.В., 2006; Винокурова И.В., 2006; Гультяева В.В., 2006; Искандарова Г.Т., 2006; Поборский А.Н., 2008;), проживающих в экологически неблагоприятных условиях. Характеристика состояния сердечно-сосудистой системы у здоровых лиц юношеского возраста Согласно проведённым исследованиям основные гемодинамические показатели обследованных лиц юношеского возраста не выходят за пределы возрастных нормативов других регионов страны (Соловьёв В.С., 2004; Соколов А.Я., 2004; Артеменков А.А., 2007; Севрюкова Г.А., 2006; Геворкян Э.С. с соавт., 2008; Горбунов Н.П., 2006), при этом уровень некоторых показателей системной гемодинамики не имеет значимой возрастной динамики. Более детальный анализ позволил выявить некоторые особенности функционирования сердечно-сосудистой системы, электрической активности сердечной мышцы, а также динамику показателей для лиц с различным типом реакции на КОП (табл.3). У юношей по сравнению с девушками при

нормотоническом типе реакции наблюдается низкий уровень СИ (на 16,3%, p<0,001). У лиц с асимпатикотоническим типом реакции на нагрузку величина АДп у юношей по сравнению с девушками выше на 6%, (p<0,05), а ЧСС ниже на 10%, (p<0,05). Таблица 3. Гемодинамические показатели ССС у юношей и девушек в зависимости от типа вегетативной реактивности (М±SD) Группы юноши n=145 девушки n=288 Н n=60 1ая

Г n=41 2ая

А n=44 3я

Н n=83 4ая

Г n=115 5ая

А n=90 6я

Показатели МОК, 5,8±0,99 6,0±0,93 6,10±1,0 5,80±1,2 5,40±1,0 5,50±1,0 л/мин СИ, 3,1±0,71 3,1±0,62 3,2±0,72 3,7±0,6*** 3,1±0,71νν 3,2±0,70// л/мин*м2 АДс, 120,00 120,40 119,09 118,14 118,89 116,58 мм.рт.ст. ±5,94 ±4,65 ±4,00 ±4,67 ±4,25 ν ±3,98 АДд, 78,93 78,80 78,41 78,71 79,11 77,50 мм.рт.ст. ±3,79 ±3,66 ±3,11 ±3,66 ±3,46 ±3,84 АДп, 41,07 41,60 40,45 39,43 39,78 38,08 мм.рт.ст. ±2,65 ±3,75 ±2,80 ±2,81 ±2,61 ±2,59** СДД, 92,62 92,67 91,97 88,65 91,78 90,52 мм.рт.ст. ±4,71 ±3,67 ±4,23 ±2,68** ±2,58 ±2,98 ЧСС, 70,93 70,73 66,71 69,69 74,40 νν 73,50 уд/ми ±12,05 ±12,11 ±12,15 ±11,63 ±11,71 ±11,7**// Примечание: Н – нормотоническая реакция, А – асимпатикотоническая реакция, Г – гиперсимпатикотоническая реакция. Достоверность отличий по полу (*), достоверность отличий между группами Н и Г (ν), между группами Н и А (/) уровень значимости – р<0,01 – (** или νν или //); р<0,001- (*** или ννν или ///).

Установлено, что для лиц с различным типом реакции на КОП характерна возрастная динамика показателей сердечно-сосудистой системы. В конце юношеского периода развития доля лиц, имеющих асимпатикотоническую реакцию на эту нагрузку, составляет около 38%, что на 8% превышает уровень 17-18-летних (р<0,01), что может расцениваться как снижение адекватных реакций на нагрузку. Кроме этого, у лиц мужского пола с нормотоническим типом реакции на КОП в конце юношеского периода наблюдается снижение показателя МОК (на 10%, p <0,01), СИ (на 29,4%, p <0,01) и повышение ЧСС (на 13,1%, p <0,001). У юношей с гиперсимпатикотоническим и асимпатикотоническим типом реакции на нагрузку достоверных возрастных

отличий не выявлено. Возрастная динамика у девушек с нормотоническим типом реактивности проявляется в снижении МОК на 12,7% (p<0,01) и повышении ЧСС на 8% (p<0,001). При анализе основных гемодинамических показателей в состоянии покоя отмечены достоверные половые отличия только в возрастной группе 2021 года: у юношей показатель МОК на 8,5% (р<0,05) выше, а СИ ниже на 18% (р<0,001), чем у девушек. Электрическая активность сердца у обследуемых лиц не имеет клинических проявлений и характеризуется относительно стабильными показателями, для некоторых характеристик ЭКГ отмечена возрастная динамика (табл.4). Таблица 4. Показатели ЭКГ у здоровых лиц юношеского возраста (М±SD) 17-18 лет

Группы I группа юноши

20-21 год II группа

девушки n=155

III группа

IV группа

юноши

девушки n=129

Показатели

n=90

n=55

t P, с

0,08 ± 0,01

0,08 ± 0,01

0,08±0,01

0,07 ±0,01

h P, мВ

0,106 ± 0,03

0,101 ± 0,03

0,101 ± 0,03

0,103 ± 0,04

t Q,с

0,013 ± 0,003

0,014 ± 0,004

0,012±0,002

0,008 ±0,002*

h Q, мВ

0,07 ± 0,021

0,076 ± 0,022

0,06 ± 0,019

0,04±0,019

t PQ, с

0,14 ± 0,04

0,14 ± 0,04

0,15 ±0,045

0,13 ± 0,038

t QRS, с

0,10 ± 0,03

0,08 ± 0,01

0,08 ± 0,02

0,087±0,018

h QRS, мВ

1,01 ± 0,33

1,01 ± 0,30

1,20 ± 0,37

0,94 ± 0,24*

νν

t R, с

0,044 ± 0,011

0,05 ± 0,01

h R, мВ

1,18 ± 0,36

1,11 ± 0,12

1,27 ± 0,37

t S, с

0,025 ± 0,007

0,021 ± 0,007

0,016±0,039

0,053±0,01

ννν

ννν

0,048 ±0,019 1,06 ± 0,14*

ν

0,018 ±0,042

ννν

ν

h S, мВ

0,22 ± 0,05

0,15 ± 0,04

t ST, с

0,049 ± 0,016

0,036 ± 0,012

0,038±0,01

0,029± 0,01

h ST, мВ

0,04 ± 0,012

0,033 ± 0,01

0,034±0,01

0,028 ±0,003

0,10 ± 0,03

ν

t T, с

0,18 ± 0,06

0,16 ± 0,05

0,16 ± 0,01

h T, мВ

0,35 ± 0,11

0,29 ± 0,07

0,32 ± 0,1

t RR, с

0,90 ± 0,27

0,83 ± 0,22

0,84 ± 0,22

< α,

о

75,08±19,19

67,38±12,82

78,88±12,18

0,11 ±0,03

0,15 ± 0,04 0,26 ± 0,05* 0,82 ± 0,21

νν

Примечание: р<0,05 - (* или ν); р<0,01 – (** или νν); р<0,001- (*** или отличия по полу - *, по возрасту – ν.

71,78±12,10 ννν

νν

); достоверность

Так, у юношей 20-21 года по сравнению с 17-18-летними при сохранении длительности деполяризации желудочков, увеличивается время проведения возбуждения по миокарду желудочков (t R на 17%, р<0,01 больше) и уменьшается время реполяризации желудочков (t T меньше на 11,8%, р<0,05), амплитуда желудочкового комплекса (h QRS) выше на 16% (р<0,001). У девушек 20-21 года по сравнению с 17-18-летними изменяется скорость проведения возбуждения по межжелудочковой перегородке (t Q) ниже на 43% (р<0,001). К концу юношеского возраста у юношей снижается амплитуда зубца S на 54,6% (р<0,001), а у девушек снижается амплитуда зубцов Q и S на 47% (р<0,001) и 26,7% (р<0,001) соответственно. Выявлены половые отличия в процессе формирования электрической активности сердца. Так, у лиц мужского пола по сравнению с женским полом скорость проведения возбуждения по миокарду желудочков ниже (t QRS больше на 8%, р<0,001), реполяризация желудочков медленнее и интенсивнее (t T больше на 8,8%, р<0,05; h Т выше на 20,6%, р<0,05). Амплитуда зубца S у юношей выше, чем у девушек на 23,8% (р<0,01). Выявленную возрастную динамику и отмеченные половые отличия по амплитуде зубца S можно объяснить следующим образом. По мнению ряда авторов (Грачев С.В., 2007; Канев О.Ф., 2007; Мешков А.П., 2000) амплитуда зубца S определяется положением электрической оси сердца (ЭОС). Согласно полученным данным, у юношей к 20-21 году по сравнению с 17-18-летним возрастом положение ЭОС изменяется (увеличивается) на 9,6% (р<0,01) и составляет 78,88±2,82о, а у девушек на 12,3% (р<0,01) и составляет 71,78±2,10о. Следовательно, в конце юношеского периода развития обследованные лица имеют вертикальное положение сердца, что отражает морфологические особенности их организма (доля лиц астенического типа телосложения составляет среди юношей – 58,6%, среди девушек – 69,0%). Необходимо отметить, что интервалы возрастной динамики показателей ЭКГ и положения ЭОС соответствуют нормативам, они не являются патологическими и рассматриваются клиницистами как варианты нормы (Грачев С.В., 2007; Канев О.Ф., 2007; Мешков А.П., 2000). Регуляция работы сердечно–сосудистой системы со стороны АНС Функциональное состояние сердечно–сосудистой системы и стабильность сердечного ритма во многом определяются экстракардиальными влияниями со стороны АНС.

Половые отличия проявлялись в следующем. Для лиц мужского пола не зависимо от возрастной группы, характерен стабильный ритм сердца, который обеспечивается как центральными, так и автономными влияниями на работу синусового узла. Подтверждением этого являются высокие показатели Мо (0,89 ± 0,03 с), АМо (38,8 ± 2,23%), ИВР (158,4 ± 21,13 усл.ед.), и относительно невысокий вариационный размах (ΔХ = 0,35±0,02 с). У девушек наблюдается возрастная динамика повышения стабильности сердечного ритма, это проявляется в снижении ΔХ на 34% (p <0,001), увеличении показателя АМо на 19,5% (p <0,001) и повышении индексов ИВР на 40,5% (p <0,01) и ИН на 40,8% (p <0,01). Типы вегетативной реактивности на нагрузку (КОП) среди юношей и девушек представлены относительно равномерно: нормотонический – 26,2% и 38,4%, гиперсимпатикотонический – 35,7% и 26,6%, асимпатикотонический – 38,9% и 35,0%. Установлено, что юноши и девушки, обладающие нормотоническим типом реактивности, характеризуются стабильностью ритма (АМо 35,68±3,12 %), который обеспечивается влияниями центрального (ИВР 116,82 ±18,70 усл.ед.) и автономного контуров регуляции (ΔХ 0,34 ±0,03 с). Лица, обладающие гиперсимпатикотоническим типом реактивности, имеют самый низкий, но соответствующий возрастным нормативам (Агаджанян Н.А., 2007; Баевский Р.М., 2002; Бойцов С.А., Бутова О.А., 2006; Горбунов Н.П., 2006; Зарипов В.Н., 2008; Казакова Т.В., 2008; Михайлов В.М., 2000), по своей стабильности ритм сердца (АМо 31,73 ±2,57 %), обеспечиваемый, в основном, центральными влияниями (ИВР 73,82 ±8,74 усл.ед.). Наиболее стабильный ритм выявлен у лиц с ваготоническим типом реактивности (АМо 38,40 ±2,05 %). Работа сердца у этой группы лиц обеспечивается, в основном, автономным контуром регуляции (ΔХ 0,23 ±0,02 с) и низким уровнем центральных влияний (ИВР 253,50 ±.29,80 усл.ед.). Таким образом, здоровые лица юношеского возраста имеют различный уровень функционирования сердечно-сосудистой системы, характерный для определенного возраста и типа реактивности АНС, оказывающей экстракардиальные влияния на ее регуляцию. В целом, работа этой системы является стабильной и не подвержена значительным изменениям в течение юношеского периода развития. Это подтверждается результатами проведенного корреляционного, регрессионного и факторного анализов, позволивших получить выражения

значимых взаимообусловленных линейных зависимостей между соматометрическими характеристиками (ПДГК и ПЗДГК) и показателями СВД и гемодинамическими параметрами для лиц разного пола, типа телосложения, возрастного периода и места жительства в период формирования организма. Таким образом, проведенные исследования показали, что характер дыхания здоровых юношей, постоянно проживающих в сельской местности, отличается от жителей промышленного города меньшими энерготратами, более высокими резервными возможностями и скоростными характеристиками воздушных потоков. Однако, проживание в течение пяти лет в промышленном городе выравнивает эти положительные особенности, и дыхание становится менее экономичным, хотя эффективность его сохранена. Кроме этого, фактический уровень основных статических показателей СВД у лиц обоего пола соответствует должным величинам, в то время как скоростные характеристики воздушных потоков снижены относительно должных величин. Это позволяет говорить о снижении резервных возможностей этой системы несмотря на большие энергетические траты дыхательных мышц (превышающие 50%). Анализ показателей гемодинамики и стабильности сердечного ритма свидетельствует о наличии определённых половых и возрастных отличий у лиц с различным типом вегетативной реактивности на нагрузку. Установлено, что каждый тип вегетативной реактивности характеризуется своим уровнем гемодинамических параметров.

ВЫВОДЫ: 1. В юношеском возрасте у лиц мужского пола по сравнению с женским дыхание экономичнее, характеризуется высокими показателями минутного объёма дыхания (в основном, за счёт его глубины), жизненной ёмкости и максимальной вентиляции лёгких, а также повышенными скоростными характеристиками воздушных потоков (пиковая объёмная, максимальная объёмная и средняя объёмная скорости).

2. Лица юношеского возраста, приехавшие из сельской местности в промышленный город, по сравнению с его коренными жителями, в состоянии покоя имеют более экономичное дыхание, высокие резервные возможности и скоростные характеристики воздушного потока.

3. У лиц мужского пола астенического типа телосложения по сравнению с нормостеническим отмечен меньший прирост форсированной жизненной ёмкости лёгких, сниженная мощность дыхательных мышц (отношение пиковой объёмной скорости к пиковой объёмной скорости вдоха) и скорость воздушного потока во время вдоха и выдоха (низкая пиковая объёмная скорость вдоха). У лиц женского пола астенического типа телосложения по сравнению с нормостеническим показатель максимальной вентиляции лёгких ниже.

4. В течение юношеского периода развития у лиц мужского пола наблюдается возрастная динамика проведения возбуждения по миокарду – замедление её скорости по миокарду желудочков (t R), сокращение времени реполяризации желудочков (t T); у девушек – снижение скорости проведения возбуждения по межжелудочковой перегородке(t Q).

5. Стабильность сердечного ритма в юношеском возрасте обеспечивается либо автономными влияниями (преобладают при асимпатикотоническом типе реактивности на клиноортостаз), либо центральными влияниями (преобладают при гиперсимпатикотоническом типе реактивности на клиноортостаз). При нормотоническом типе реакции у лиц мужского пола по сравнению с женским полом в конце юношеского периода наблюдается выраженное снижение показателя минутного объёма кровообращения, сердечного индекса и частоты сердечных сокращений. У юношей с асимпатикотоническим типом реакции на нагрузку по сравнению с девушками пульсовое артериальное давление выше, а частота сердечных сокращений ниже.

Список работ, опубликованных по теме диссертации 1. Мальцева Е.А. Показатели центральной гемодинамики у лиц молодого возраста // Бюллетень Сибирской медицины. Том 4, приложение 1. - Томск, 2005. – С.165.

2. Михайлова Л.А. Показатели системной гемодинамики у студентов вуза /Л.А. Михайлова, Е.А. Мальцева // ХХ съезд физиологического общества имени И.П.Павлова. Тезисы докладов. – Москва, 2007.- С.337.

3. Мальцева Е.А. Структура сердечного ритма у студентов старших курсов //Бюллетень ВСНЦ СО РАМН – Иркутск, 2007. – С.101.

4. Михайлова Л.А. Показатели системы внешнего дыхания у студентов I и VI курса / Л.А. Михайлова, Е.А. Мальцева //Вопросы интегративной физиологии. Выпуск 2. – Красноярск, 2007. – С.30-35.

5. Мальцева Е.А. Влияние физического развития на функциональное состояние системы внешнего дыхания у студентов //VI Сибирский физиологический съезд . Тезисы докладов. Т.1. – Барнаул, 2008. –С.113-114.

6. Мальцева Е.А. Особенности внешнего дыхания у студентов с различными антропометрическими характеристиками / Е.А. Мальцева, Л.А. Михайлова //Актуальные проблемы морфологии – Сб. науч. трудов. Вып.7. – Красноярск, 2008. – С.66-69.

7. Мальцева Е.А. Параметры внешнего дыхания у студентов. / Е.А. Мальцева, Л.А. Михайлова //Сибирское медицинское обозрение. – 2008. -№1.- С.63 -65.

8. Михайлова Л.А. Паттерн внешнего дыхания у лиц юношеского возраста, проживающих в сельской и городской местности /Л.А. Михайлова, Е.А. Мальцева // Сибирское медицинское обозрение. – 2009. -№3.- С.97 -101.

9. Михайлова Л.А. Нормативы показателей кардиореспираторной системы у здоровых лиц юношеского возраста г. Красноярска /Л.А. Михайлова, Е.А. Мальцева // Методические рекомендации.-2009.- С.15 10. Мальцева Е.А. Особенности внешнего дыхания у юношей нормостенического типа телосложения / Е.А. Мальцева, Л.А. Михайлова, Л.В. Синдеева //Актуальные вопросы биомедицинской антропологии и морфологии - Сб. науч. тр. – Красноярск, 2009.- С.7578.

11. Николаев В.Г. Морфофункциональная характеристика лиц юношеского возраста различных соматотипов / В.Г. Николаев, Л.А. Михайлова, Е.А. Мальцева // Вопросы интегративной физиологии. - Сб. науч. трудов. Выпуск 3. - Красноярск, 2010.- С.96-101.

12. Мальцева Е.А. Регуляция сердечного ритма у лиц юношеского возраста // Вопросы интегративной физиологии. - Сб. науч. тр. Вып.3. - Красноярск,2010.- С.67-69.

13. Михайлова Л.А. Трудовой потенциал Красноярского края: уровень здоровья и качество жизни студентов вузов (на примере Красноярского государственного медицинского университета) / Л.А.Михайлова, В.Г. Николаев, Л.В. Синдеева, Е.А. Мальцева // Инновационный Красноярск - 2020. - Красноярск.-2010.-С.128-131.

14. Мальцева Е.А. Характеристика показателей внешнего дыхания у лиц юношеского возраста III - IV группы здоровья / Е.А. Мальцева, В.Г. Николаев, Л.А. Михайлова // Вопросы интегративной физиологии. - Сб. науч. Трудов. Вып.3. - Красноярск,2010.- С.70-73.

Список сокращений АДд – артериальное давление диастолическое АДп – артериальное давление пульсовое АМо - амплитуда моды АНС – автономная нервная система ДО - дыхательный объём ДО мвл - дыхательный объём максимальной вентиляции лёгких ДТ – длина тела ЖЕЛ - жизненная ёмкость лёгких ИН - индекс напряжения ИВР – индекс вегетативной реактивности ИТ - индекс Тиффно КИГ - кардиоинтервалография КОП – клиноортостатическая проба МВЛ - максимальная вентиляция лёгких МОД - минутный объём дыхания МОК - минутный объем кровообращения Мо - мода МОС 25%-85% - максимальная объёмная скорость в средней части экспираторного маневра ОПОС – объём форсированного выдоха, при котором достигается пиковая объёмная скорость ОФВ1 -объём форсированного выдоха за 1 с ПДГК – поперечный диаметр грудной клетки ПЗРГК – переднее задний размер грудной клетки ПОС -пиковая объёмная скорость выдоха РОвд - резервный объём вдоха РОвыд - резервный объём выдоха СВД – система внешнего дыхания СДД - среднее динамическое давление СИ - сердечный индекс Тпос - время пиковой объёмной скорости Т фор.выд - время форсированного выдоха ФЖЕЛ - форсированная жизненная ёмкость лёгких ЧДД - частота дыхания в минуту ЧДД мвл - частота дыхания при максимальной вентиляции лёгких ЧСС - частота сердечных сокращений ∆X - вариационный размах