Вторник, 23.07.2019, 09:55
Высшее образование
Приветствую Вас Гость | RSS
Поиск по сайту



Главная » Статьи » Физкультура и спорт. Здоровье

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ ЮНОШЕЙ - ПОСТОЯННЫХ ЖИТЕЛЕЙ ПОС. СТЕКОЛЬНЫЙ МАГАДАНСКОЙ ОБЛАСТИ

С.И.Вдовенко, младший научный сотрудник лаборатории физиологии экстремальных состояний Федерального государственного бюджетного учреждения науки Научно-исследовательского центра «Арктика» ДВО РАН (г. Магадан)

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ ЮНОШЕЙ - ПОСТОЯННЫХ ЖИТЕЛЕЙ ПОС. СТЕКОЛЬНЫЙ МАГАДАНСКОЙ ОБЛАСТИ

Проведено комплексное обследование 65 лиц в возрасте 17–21 года – постоянных жителей пос. Стекольный Магаданской области. Установлено, что в системе внешнего дыхания и энергетического обеспечения организма юношей происходят выраженные коменсаторно-адаптационные перестройки в ответ на воздействие экстремальных факторов внешней среды.

Ключевые слова: внешнее дыхание, метаболизм, юноши, экстремальные факторы среды. 

 

Введение

Условия жизни в районах Крайнего Севера не могут не вызвать серьезных сдвигов в работе функциональных систем организма [3; 7]. Климатические условия, преобладающие в данных циркумполярных регионах, оказывают неблагоприятное воздействие на здоровье жителей этих территорий [15]. Колебания влажности и атмосферного давления, сложная суточная световая обстановка, низкие температуры атмосферного воздуха на фоне жесткого ветрового режима - все это в совокупности является серьезной нагрузкой для организма с точки зрения поддержания гомеостаза его внутренней среды. При этом особенно важно обратить внимание на кардиореспираторную систему, так как прежде всего именно она реагирует на комплекс неблагоприятных факторов окружающей среды и является универсальным индикатором адаптивных возможностей организма и первым звеном во взаимосвязанной цепи доставки кислорода к тканям [6; 18]. В то время как для побережья Охотского моря характерна относительно комфортная круглогодичная температура воздуха на фоне сильных ветров и туманов, континентальной природно-климатической зоне области свойственны низкие и сверхнизкие температуры зимнего периода, а также жаркое лето [12]. Поселок Стекольный расположен в 70 км от г. Магадана и его климат может рассматриваться как некий «промежуточный» вариант между приморской и континентальной частями области, который менее подвержен смягчающему влиянию моря, но еще в достаточной степени испытывает на себе вторжение холодных воздушных масс из Арктики.

В связи с изложенным, целью настоящего исследования явилось выявление особенностей функционирования системы внешнего дыхания и метаболизма юношей, постоянно проживающих в пос. Стекольный Магаданской области.

Материал и методы

Для решения поставленной задачи было проведено комплексное обследование 65 условно здоровых юношей в возрасте 17-21 года (средний возраст 18,1 ± 0,2 лет), постоянно проживающих в особых климатических условиях пос. Стекольный Магаданской области. Длина тела юношей составляла 176 ± 0,9 см, масса - 65 ± 1,4 кг. Показатели функции внешнего дыхания (ФВД) индексировались по принципу открытой системы «объем-поток» при помощи компьютерного спироанализатора КМ-АР-01 «Диамант-С» (РФ). Запись проводилась в помещении с комфортной температурой воздуха, преимущественно в первой половине дня, после тщательного объяснения сути выполняемой методики. Базовые объемные и скоростные характеристики ФВД автоматически сравнивались с должными величинами, представляющими собой значения, рассчитанные для популяции жителей Центральной части России [8]. Анализировались следующие показатели: жизненная и форсированная емкость легких (ЖЕЛ, ФЖЕЛ, л), объем ФЖЕЛ за первую секунду (ОФВ1, л), пиковая объемная скорость (ПОС, л/с), мгновенные объемные скорости на участках 25, 50 и 75 % от ФЖЕЛ (МОС25 %, МОС50 %, МОС75 %, л/с), средняя объемная скорость (СОС25-75 %, л/с), а также индексы бронхообструкции - Тиффно и Генслера (ИТ, ИГ, %).

Уровень энергетического обмена, а также ряд показателей внешнего дыхания изучали с помощью метаболографа Medgraphics V02000 (США). Его работа построена по принципу «непрямой калориметрии», основанной на том, что при сгорании пищевых продуктов выделяется тепловая энергия, величину которой можно установить по результатам измерения выделенного из организма углекислого газа и потребленного им кислорода [17]. Определялись энерготраты в состоянии покоя в минуту (Kcal/min, ккал), частота дыхания, ЧД (RR, цикл/мин), дыхательный объем, ДО (Vt BTPS, мл), минутный объем дыхания, МОД (VE BTPS, л), дыхательный коэффициент, ДК (RQ, усл. ед.), выделение углекислого газа и потребление кислорода (VO2, VCO2, мл/мин), доля углеводов и липидов в энергосубстрате (CHO/REE, Fat/REE, %), потребление кислорода на килограмм веса, ПК (Ox. Cons/kg, мл/кг) и коэффициент использования кислорода, КИО2 (Ox. Util. Fact., мл/л).

Статистическая обработка данных проводилась с помощью программы Microsoft Excel 2003. Рассчитывались средние величины показателей (M) и их ошибки (± m). Значимость различий оценивалась по t-крите- рию Стьюдента для независимых выборок. При значении р < 0,05 принималась гипотеза о наличии различий между фактическими и должными величинами. Обследования проводились с соблюдением требований биомедицинской этики при добровольном письменном согласии юношей.

Результаты и обсуждение

В табл. 1 представлены объемные показатели функции внешнего дыхания юношей, сформированные в виде фактических и должных величин, а также в их процентном соотношении. Видно, что показатели жизненной и форсированной емкости легких у обследованных лиц имели тенденцию к снижению относительно должных величин, рассчитанных для популяции жителей отно
сительно комфортной климатической зоны центрально-европейской части России. Кроме того, можно говорить, что данные величины были меньше полученных в ранее проведенных нами исследованиях для юношей г. Магадана и г Сусумана [5]. Объем форсированного выдоха за первую секунду, который отражает уровень сопротивления внутри- легочных дыхательных путей и является интегральным индикатором нарушений в работе глубоких структур легких [11; 14], наоборот демонстрировал тенденцию к росту относительно должного уровня. Следует отметить, что максимальное отклонение среди всех объемных величин ФВД было установлено для пиковой объемной скорости, которая характеризует максимально возможную скорость выведения воздушной массы из легких, которая у юношей пос. Стекольный статистически значимо повышалась до 107 % от должных величин.

Таблица 1
Объемные показатели функции внешнего дыхания у юношей в возрасте 17-21 года - постоянных жителей пос. Стекольный

Примечание. Здесь и далее знаком «*» обозначены статистически значимые различия между фактическими и должными величинами.

При рассмотрении объемно-скоростных характеристик ФВД (табл. 2) можно констатировать статистически значимый рост по всем участкам легочного дерева. Так, показатель проходимости крупных бронхов (МОС25 %) повышался на 8 %, а проходимость средних участков дерева (МОС50 %) увеличивалась на 10 % относительно должных величин. Однако самое значительное отклонение было обнаружено для МОС75 % - индикатора состояния дистальных бронхиол, диаметр которых не зависит от усилия дыхательных мышц. У обследованных юношей он достигал 131 %, что можно объяснить механизмом защиты от низких температур атмосферного воздуха пос. Стекольный. Судя по всему, это направлено на увеличение количества остаточного теплого воздуха в легких и предотвращение ухудшения дренажной функции бронхов [2; 4]. Важными интегральными показателями экспираторного маневра являются индексы Тиффно и Генслера, которые указывают на возможное наличие бронхообструкции и в норме составляют 70-80 и 85-90 % соответственно [1; 16]. У обследованных юношей оба индекса были выше нормативных значений, что указывает на хорошую защищенность их легочных структур от нарушений обструктивного типа.

Таблица 2
Объемно-скоростные показатели функции внешнего дыхания у юношей 17-21 года - постоянных жителей пос. Стекольный

В табл. 3 представлены показатели непрямой калориметрии обследованных лиц. Уровень энерготрат юношей в состоянии покоя равнялся 1,4 ккал/мин, что соответствовало 118 % относительно нормативных величин, согласно формуле Харриса- Бенедикта [13]. По-видимому, это связано с тем, что в экстремальных климатических условиях данной «переходной» климатической зоны организм активизирует обмен веществ для увеличения собственной теплопродукции. Примечательно, что данный процесс обеспечивается преимущественно за счет более выгодного жирового метаболизма (по показателям CHO/REE, Fat/REE).

Таблица 3
Показатели непрямой калориметрии у юношей в возрасте 17-21 года - постоянных жителей пос. Стекольный

С другой стороны, у обследованных лиц был весьма низким коэффициент использования кислорода, что может свидетельствовать об ухудшении функции транспортировки кислорода в организме [9]. При этом компенсаторно происходило повышение минутного объема дыхания, что, однако, обеспечивалось не ростом дыхательного объема, а увеличением частоты дыхания, слабо влияющей на эффективность альвеолярной вентиляции и которая является неэкономичным вариантом усиления легочного дыхания [10].

Заключение

Проведенное исследование позволило установить, что работа системы внешнего дыхания, а также метаболизм юношей, проживающих в особых эколого-климатических условиях пос. Стекольный Магаданской области, функционирует с напряжением, направленным на оптимизацию в работе различных физиологических систем организма. Данный эффект проявляется в увеличении уровня энергетического обмена и воздухо- носности различных участков бронхов. При этом, обеспечение повышенного кислородного запроса происходит не за счет резервов диффузионной способности легких (КИО2), а за счет дилатационных процессов в нижних отделах бронхиального дерева (МОС75 %), а также гораздо менее эффективной вентиляционной работы легких (ЧД). Очевидно, данные перестройки в работе функциональных систем являются выраженным компенсаторно-приспособительным ответом организма юношей - постоянных жителей пос. Стекольный на воздействие экстремальных абиотических факторов внешней среды.


Библиографический список

1. Анохин М.И. Компьютерная спирометрия у детей / М.И. Анохин. - М. : БИНОМ, 2012. - 104 с.
2. Бартош О.П. Эколого-физиологические особенности внешнего дыхания у молодых жителей Северо-Востока России : дис. ... канд. биол. наук / О.П. Бартош. - Магадан, 2003. - 150 с.
3. Борискин В.В. Жизнь человека в Арктике и Антарктике / В.В. Борискин. - Л. : Медицина, 1973. - 237 с.
4. Вдовенко С.И. Особенности функции внешнего дыхания у юношей - постоянных жителей различных климатогеографических зон Северо-Востока России : автореф. дис. ... канд. биол. наук / C.K Вдовенко. - Магадан, 2017. - 24 с.
5. Вдовенко С.И. Функциональные особенности внешнего дыхания юношей - жителей различных климатогеографических зон Магаданской области / С.И. Вдовенко, А.Л. Максимов // Вестник Северо-Восточного научного центра ДВО РАН. - 2011. - № 4. - С. 14-18.
6. Гультяева В.В. Сезонные изменения аппарата внешнего дыхания и его связей с газообменом у здоровых жителей Западной Сибири / В.В. Гультяева, Г.С. Шишкин, О.В. Гришин // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. - 2001. - № 10. - С. 7-11.
7. Доршакова Н.В. Особенности патологии жителей Севера / Н.В. Доршакова, Т.А. Карапетян // Экология человека. - 2004. - № 6. - С. 48-52.
8. Клемент Р.Ф. Инструкция по применению формул и таблиц должных величин основных спирографических показателей / РФ. Клемент [и др.] - Л. [СПб.] : МЗ СССР, ВНИИ пульмонологии, 1986. - 79 с.
9. Неверова Н.П. Состояние вегетативных функций у здоровых людей в условиях Крайнего Севера : автореф. дис. ... д-ра мед. наук / Н.П. Неверова. - Новосибирск, 1972. - 39 с.
10. Попова О.Н. Характеристика адаптивных реакций внешнего дыхания у молодых лиц трудоспособного возраста, жителей европейского Севера : автореф. дис. ... д-ра мед. наук / О.Н. Попова. - М., 2009. - 39 с.
11. Чупакова Л.В. Показатели внешнего дыхания у детей-северян старшего школьного возраста в динамике годового цикла : автореф. дис. ... канд. биол. наук / Л.В. Чупакова. - Архангельск, 2013. - 18 с.
12. Якубович И.А. Геоэкологические особенности Магаданской области / И.А. Якубович. - Магадан : Кордис, 2002. - 179 с.
13. Harris J.A. A Biometric Study of Basal Metabolism in Man / J.A. Harris, F.G. Benedict. - Carnegie Institution of Washington, 1919. - P. 266.
14. American Thoracic society/European Respiratory Society. international Multidisciplinary Consensus Classification of the Idiopathic Interstitial Pneumonias. Joint Statement of the American Thoracic Society (ATS), and the European Respiratory Society (ERS). 2001 // Am.J. Respir. Crit. Care Med. - 2002. - Vol. 165. - P. 277-304.
15. Ikqheimo T.M. Frostbites in circumpolar areas / T.M. Ikqheimo, J. Hassi // Global Health Action. - 2011. - Vol. 4. - 8456.
16. Pellegrino R. Interpretative strategies for lung function tests / R. Pellegrino [et al.] // Eur. Respir. J. - 2005. - Vol. 26. - № 5. - P. 948-968.
17. Walsh T.S. Recent advances in gas exchange measurement in intensive care patients / T.S. Walsh // Br. J. Anaesth. - 2003. - Vol. 91. - P. 120-131.
18. Weibel E.R. The concept of symmorphiosis: a testable hypothesis of structure-function relationship / E.R. Weibel, C.R. Taylor, H. Hoppeler // Proc Natl Acad Sci U S A. - 1991. - Vol. 88. - № 22. - P. 10357-10361.

Источник: Научный журнал "Вестник Северо-Восточного государственного университета" 2018. - Вып. 30.


Категория: Физкультура и спорт. Здоровье | Добавил: x5443 (10.07.2019)
Просмотров: 14 | Теги: внешнее дыхание, юноши, метаболизм | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
...




Copyright MyCorp © 2019 Обратная связь