Баевский Р.М. и Берсенева А.П. (1997) рассматривают ре­акции системы кровообращения, как системы, ответственной за адаптацию организма к большому числу разнообразных факторов внешней среды [2]. С точки зрения оценки функционального резерва мобилизация и расходование его оперативных и стратегиче­ских резервов, которые мобилизуются на этапах срочной и долговременной адаптации, изучение реакций системы кро­вообращения дают наиболее наглядные и типичные примеры. Во-первых, хорошо известны и общедоступны измерения уров­ня функционирования системы кровообращения (частота пульса, артериальное давление, минутный и ударный объем). Во-вторых, чувствительные рецепторные приборы — баро- и хеморецепторы контролируют различные параметры кровообращения в самых разных точках сосудистого русла и в самом сердце и постоянно информируют центральную нервную систему о происходящих изменениях. Это обеспечи­вает гибкость приспособления сердца и сосудов к непре­рывно изменяющимся условиям окружающей среды в резуль­тате деятельности весьма совершенных механизмов регуля­ции [3,4,5].

Здоровье выступает не только как ведущий фактор, который определяет гармоническое развитие студента, но и успешность освоения профессии, плодотворность его будущей профессиональной деятельности. Ежегодный педагогический мониторинг показателей здоровья студентов стал еще более актуален в настоящее время, т.к. количество здоровых студентов, бывших школьников, все больше сокращается [6,7].

Цель исследования. Целью проведенного исследования является изучение показателей функционирования сердечно-сосудистой системы юношей и девушек Арзамасского филиала ННГУ им.Н.И.Лобачевско для определения их уровня адаптационных возможностей.

Материалы и методы.  Исследование проведено на основе антропометрического обследования 1820 человек (918 юношей и 902 девушек) 16-21 лет на базе лаборатории «Мониторинга физического развития учащихся всех ступеней образования» Арзамасского филиала ННГУ и Центра здоровья ребенка г.Арзамаса по показателям гемодинамики и кардиоинтервалограммы. Измерялись систолическое (САД) и диастолическое артериальное давление (ДАД) и частота сердечных сокращений (ЧСС) трехкратно: в покое, непосредственно после дозированной физической нагрузки (двадцать полных приседаний за 30 с), на второй и третьей минутах после нагрузки. АД фиксировалось с помощью ручного манометра по методу Короткова. За норму ЧСС принималось 60-85 ударов в минуту (уд.). АД расценивалось как повышенное более 140/90 мм рт ст (гипертензия), как пониженное – ниже 100/60 мм рт ст (гипотензия). Нормативы физиологических показателей приведены согласно традиционным медицинским стандартам [8].

По результатам обследования создана персонифицированная база данных в «EXCEL 1997-2003». Статистическая обработка проводилась средствами параметрического и непараметрического анализа  с использованием  ППП «STADIAv.6».

Обсуждение результатов.

У юношей средний уровень ЧСС до нагрузки составлял 79,3 уд. ЧСС ниже 60 уд. (брадикардия) имели 1,5% человек. Тахикардия (учащение сердцебиения свыше 85 ударов в минуту) отмечена у 6,9% студентов, из них у 9,0% ЧСС до нагрузки составила более 100 ударов в минуту. Среднее АД зафиксировано на уровне 125,5/74,6 мм рт ст, минимальное – 94/56 мм рт ст, максимальное – 164/97 мм рт ст.

Систолическое давление выше 140 мм.рт.ст имели 2,2%, а у  14,6% оно превышает135 мм рт ст.

После приседаний средний уровень АД составил 136,2/71,6 мм рт ст, минимальное АД у юношей составило 111/52 мм рт ст, а максимальное повысилось до 177/101 мм рт ст, при этом ДАД увеличилось практически вдвое.

ЧСС повысилось соответственно до 142 ударов при среднем его уровне 86,4 удара в минуту. У девушек средний уровень ЧСС до нагрузки был равен 76,4 уд. Среднее АД до нагрузки равнялось 112,1/73,6 мм рт ст. Максимальное АД составляло 144/92 мм рт ст. Минимальное АД- 83/56 мм рт ст.

Систолическое давление менее 100 ммрт ст имели 12,5% девушек. На момент исследования превышения верхней границы нормы зафиксировано не было. У 2,0% девушек систолическое артериальное давление до нагрузки составило 139 ммрт ст. После нагрузки средний уровень ЧСС составил 96,7 уд., среднее АД- 123,3/66,3 мм рт ст. Время восстановления ЧСС и АД до исходного уровня у всех измеренных не превышало трех минут.

Анализ полученных результатов показал половые различия по величине АД. Подтверждаются литературные данные о более высоком его уровне у юношей. Артериальная гипертензия выявлена у 1,4% юношей. У представительниц женского пола артериальной гипертензии не выявлено.

Гипотензия, наоборот, не характерна для обследованных юношей и выявлена у 7,2% девушек. По величине АД было рассчитано пульсовое давление (ПД), равное разности систолического и диастолического артериального давления. В норме у здорового человека ПД равно 30-60 ммрт ст. При повышенном пульсовом давлении (более60 ммрт ст) сердечная мышца качает кровь с большим напряжением, что может привести к ее быстрому износу. При пониженном пульсовом давлении (ниже30 ммрт- ст) сердце качает кровь слабо и в мозг поступает недостаточное количество кислорода, что может отразиться на самочувствии и вызвать головокружение, тошноту, и даже обморок [4].

У 4,7% юношей выявлено ПД выше60 ммрт ст. У девушек, в связи с более низким общим уровнем АД и большей склонностью к гипотензии, всего у 1,4% зарегистрированы повышенные значения ПД. Уровень ПД ниже30 ммрт ст наблюдался у 4,1% студенток.

Проведена оценка адаптационных возможностей методом кардиоинтервалограммы, рассчитан индекс напряжения (ИН) среди студентов, занимающихся в различных физкультурных группах (табл.1)

Таблица-1. Распределение индекса напряжения ИН студентов.

Юноши всех возрастных групп имеют более высокий ИН, чем девушки, но статистически это подтверждается только среди 17-летних студентов (разница составляет 85,5). Отмечается его возрастная тенденция снижения, более выраженная среди юношей.

Проведено сравнение ИН среди студентов, занимающихся в различных физкультурных группах. Определено, что студенты из основной группы имеют ИН ниже, чем студенты подготовительной и ,особенно, специальной группы. Выявленная особенность характерна как для юношей, так и для девушек (табл.1).

Таким образом, выявленные показатели адаптационных возможностей современных студентов свидетельствуют об их соответствии физиологической норме стандартов юношеского возраста. Индекс напряжения показывает усиление симпатического тонуса, в зависимости от распределения студентов по физкультурным группам, что доказывает благоприятное влияние физических упражнений на вегетативный гомеостаз, адаптационные возможности и здоровье в целом.

Нижегородская область, являющаяся территорией с резкими природными различиями и обилием природных границ, усиливающими контрастность экологических условий в районах проживания, накладывает заметный отпечаток на специфику хозяйства, экологическую ситуацию, характеристику здоровья и физического развития (ФР) детей и подростков. В настоящее время, благодаря проводимой экологической политике и осуществлению природоохранных мероприятий, экологическая обстановка в области в целом является стабильной. Вместе с тем, в области существуют серьезные экологические проблемы. Так, для Нижегородской области, как и практически для всех регионов России характерны условия выработки ресурса оборудования производственных объектов, всех видов транспорта, резко возросшей автомобилизации городов, интенсивного использования природных ресурсов, увеличения и накопления отходов производства и потребления. Ещё не полностью решены вопросы по переработке промышленных и бытовых отходов, не все предприятия осваивают современные экологические технологии, серьезное негативное влияние оказывают крупные предприятия на водные объекты области [1].

Как считают многие современные исследователи, физическое развитие является интегральным показателем здоровья и адаптационных возможностей детского организма [2,3]. Физическое развитие подчиняется общебиологическим законам, а также в значительной мере зависит от социально-экономических, медико-биологических и экологических факторов [4,5]. Результаты исследований уровня ФР детей, проживающих на территориях экологического неблагополучия, свидетельствуют о ретардационных процессах, проявляющихся задержкой физического развития, низкими показателями длины и массы тела, нарушениями остеогенеза, снижением резерва адаптационных возможностей детей, или наоборот, избыточной массой тела с замещением мышечной ткани жировой [6].

Среда, в которой растет и развивается ребенок, оказывает на него регулирующее действие. Он находится под постоянным воздействием целого спектра факторов окружающей среды – от экологических до социальных [7,8].

Целью проведенного исследования стала сравнительная оценка физического развития сельских школьников Нижегородской области из районов с различной степенью экологического неблагополучия для обоснования использования единого регионального стандарта при оценивании морфофункциональных показателей детей и подростков, проживающих в сельской местности.

Материалы и методы.

На территории Нижегородской области,  включающей разнообразные ландшафты и степени антропогенной трансформации,  Д.Б. Гелашвили с соавтор. (2003) проведена оценка степени экологического неблагополучия районов проживания по «индексу антропогенной нагрузки» (J_ан). Данный показатель учитывает основные факторы, деформирующие окружающую среду, и характеризует состояние социо-эколого-экономических систем. По значению индекса антропогенной нагрузки районы Нижегородской области разделены на 4 кластера: кластер 1 – относительно удовлетворительная ситуация (J_ан < 0,6); кластер 2 – умеренно напряженная (0,6 < J_ан < 1,1); кластер 3 – напряженная (1,1 < J_ан < 1,7); кластер 4 – критическая экологическая ситуация (J_ан > 1,7) [9].

Районы Нижегородской области, в которых были проведены антропометрические измерения, сопоставили с кластерным делением по индексу антропогенной нагрузки и на основании экологического зонирования разделили на 4 группы: 1 группа – относительно удовлетворительная экологическая ситуация (ОУЭС); 2 – умеренно напряженная УНЭС; 3 – напряженная (НЭС); 4 – критическая (КЭС).

Таблица 1. Экологическое зонирование территорий Нижегородской области

Для обоснования и разработки оценочных таблиц физического развития использованы результаты антропометрических скринингов 4619 сельских школьников (2137 мальчиков и 2482 девочки), проведенные в 21 районе Нижегородской области (табл.1) врачами-педиатрами Центра здоровья для детей г.Арзамаса, бригадами научных сотрудников лаборатории «Мониторинг физического здоровья учащихся всех ступеней образования» Арзамасского филиала ННГУ им.Н.И.Лобачевского и врачами-специалистами Нижегородской Государственной медицинской академии при участии медицинского персонала школ. Исследования проведены генерализующим методом согласно указаниям Приказа МЗ РФ № 621 от 30.12.03 «О комплексной оценке состояния здоровья детей». Всех обследованных школьников разделили на 4 группы в соответствии с районом экологического неблагополучия, между которыми провели сравнительный анализ уровня ФР  по следующим показателям: длина тела (ДТ), масса тела (МТ), жизненная емкость легких (ЖЕЛ), динамометрия правой и левой кисти (ДПК, ДЛК), систолическое и диастолическое артериальное давление (САД и ДАД), частота сердечных сокращений (ЧСС), биологический возраст (БВ), соматотипы (СТ -астеноидный, торакальный, мышечный, дигестивный). Определены адаптационные возможности  на основе проб Штанге, Генчи и кардиоинтервалограммы (КИГ).

Показатели кардиоинтервалограммы (КИГ) регистрировались на аппарате «Кардиоэксперт-1»  в соответствии с унифицированными рекомендациями с определением моды лежа и стоя (MoL и МоS); амплитуды моды (АMoL и АМоS); вариационного размаха (ВРL и ВРS); индекса напряжения  (ИНL и ИНS) [2,10].

По результатам обследования создана персонифицированная база данных в «EXCEL 2007». Статистическая обработка проводилась средствами параметрического и непараметрического анализа с использованием  ППП «STADIA v.6».

Результаты исследования

На основании проведенных измерений были определены средние значения показателей ДТ и МТ в 4 группах экологического зонирования (рис.1-4).

Примечание: 1 группа – ОУЭС, 2 – УНЭС;  3 – НЭС;   4 – КЭС
Рис.1. Сравнение длины тела сельских мальчиков из разных экологических районов	Рис.2. Сравнение длины тела сельских девочек из разных экологических районов

Примечание: 1 группа – ОУЭС, 2 – УНЭС;  3 – НЭС;   4 – КЭС
Рис.3. Сравнение массы тела сельских мальчиков из разных экологических районов	Рис.4. Сравнение массы тела сельских девочек из разных экологических районов

Среди мальчиков наибольшие различия выявлены между группами с ОУЭС и НЭС, свидетельствующие об отставании в развитии детей из экологически напряженного района от сверстников 7, 11, 13 лет (р<0,05). Подростки 14-17 лет из районов с ОУЭС обгоняют по МТ и ДТ сверстников из других населенных пунктов области (для 14 и 16 лет р<0,05).

Среди девочек различия по тотальным параметрам тела менее выражены, что говорит об их больших адаптационных возможностях выдерживать антропогенные нагрузки в неблагоприятных условиях окружающей среды. Однако по МТ у них выявлен больший разброс величин, чем по ДТ, подтверждая характер лабильности обсуждаемого фактора, и в первую очередь отвечающим изменением на экологическое неблагополучие (рис.2,4). Наибольшие различия тотальных параметров определены между группами с УНЭС и КЭС (по ДТ в 10,12,14-15 лет, а по МТ в 10,12-13,15 лет при р<0,05).

Оценка  функциональных показателей (ЖЕЛ, ДПК и ДЛК) среди исследуемых групп не выявила превалирующих различий в показателях относительно экологической обстановки в районах. Большая доля высоких значений ЖЕЛ в 6-8 центильных интервалах (ЦИ) определена в зоне экологического напряжения, а ДПК – в районах с экологически критическим положением (табл.2).

Таблица 2. Структура центильного распределения функциональных показателей сельских школьников из районов с различной степенью экологической обстановки, %

Примечание:  ЦИ – центильный интервал 

Структура центильного распределения гемодинамических параметров свидетельствует о повышенном вегетативном статусе детей и подростков, проживающих в районах с относительным экологическим благополучием, а также в населенных пунктах с критической экологической ситуацией (табл.3). Признаки дистонии обосновываются высокой долей школьников с показателями функционирования системы кровообращения 7-8 ц.и. (на 9,5-10,5% больше эталона по ДАД, на 6,9-7,0% по САД, на 3,2-4,3% по ЧСС).

Таблица 3. Структура центильного распределения показателей гемодинамики сельских школьников из районов с различной степенью экологической обстановки %

Примечание:  ЦИ – центильный интервал

Результаты групповой оценки ФР показали большую долю (но меньше эталона) детей с нормальным физическим развитием (72,6-72,8%) из районов с НЭС. В населенных пунктах находящихся в районах с ОУЭС и УНЭС, больший процент детей с избыточной массой и высокой длиной тела (табл.4). 

Таблица 4. Распределение сельских школьников из районов с различной экологической ситуацией  по группам физического развития, %

Примечание: НФР –  нормальное физическое развитие, НМТ – недостаточная масса тела,

ИМТ – избыточная масса тела, НДТ низкая длина тела, ВДТ – высокая длина тела. 

Таким образом, экологическое благополучие населенных пунктов не свидетельствует о высоком уровне здоровья и ФР.

В целях выявления особенностей соотношения между уровнем биологического развития и экологическим неблагополучием районов проживания провели сравнительный анализ показателей БВ сельских школьников Нижегородской области из районов с различной степенью антропогенной нагрузки (рис.5).

Примечание: БВ – биологический возраст, ПВ – паспортный возраст

Рис.5. Структура распределения сельских школьников из различных районов экологической нагрузки по уровню биологического возраста, %

В районах с КЭС определена меньшая, чем в других районах, доля школьников БВ которых соответствует паспортному возрасту (65,6%), далее следуют дети и подростки из населенных пунктов с ОУЭС (68,5%), в двух других выборках выявили 71,7-71,8% учащихся с биологическим развитием, соответствующим календарному. В районах с ОУЭС преобладает доля школьников с опережающим развитием (17,2%), а в районах с КЭС проживает больше детей и подростков с замедленным темпом роста (18,8%).

Соматотипологические особенности сельских школьников, обусловленные экологической обстановкой, свидетельствуют о большей численности школьников астеноидного телосложения в районах с ОУЭС и КЭС, мышечного – в районах с НЭС, а дигестивного – в районах с УНЭС и  КЭС. Более благоприятный паттерн распределения соматотипов выявлен в районах с НЭС (табл.5).

Экологические факторы действуют на ребенка в определенных социальных условиях и нередко существенно изменены в результате производственной и хозяйственной деятельности людей. Свойства факторов окружающей среды обусловливают специфику влияния на ребенка, следовательно, изменение в уровнях воздействия любого из перечисленных факторов может привести к нарушениям в состоянии здоровья. В то же время, даже при выраженном загрязнении окружающей среды высокий социальный статус дает ребенку лучшие возможности для адаптации и сохранения более высокого уровня здоровья [3,8,11].

Таблица 5. Распределение сельских школьников по типам телосложения (%)

Примечание: А – астеноидный, Т – торакальный, М – мышечный, Д – дигестивный, Н – неопределенный

В целях выявления превалирующего влияния на адаптационные возможности факторов окружающей среды провели сравнительный анализ показателей функциональных резервов сельских школьников с учетом экологической ситуации и социального положения (наличие одного или двух родителей) сельских школьников.

Сравнительная характеристика показателей адаптационных возможностей сельских школьников из районов экологического неблагополучия Нижегородской области свидетельствует о более качественных значениях пробы Генчи и индекса напряжения (ИН) у детей и подростков, проживающих на территории с НЭС, а по пробе Штанге – в районах с ОУЭС (табл.6).

Таблица 6.  Показатели  адаптационных возможностей сельских школьников с учетом экологического неблагополучия

На основе выкипировки анкетных данных медицинских карт Центра здоровья для детей г.Арзамаса (ф. № 002-ЦЗ/у-2, приказ МЗ России №597 от 19.08.2009), выявили, что 11,8% сельских школьников проживают в неполных семьях. Для оценки адаптационных возможностей провели сравнение показателей гемодинамики, функциональных проб Штанге и Генчи и КИГ детей и подростков, имеющих одного или двух родителей. В ходе исследования определена тенденция лучших функциональных возможностей у школьников из полных семей по большинству параметров, характеризующих способность адаптироваться к окружающей среде (табл.7).

Таблица 7.  Показатели  адаптационных возможностей сельских школьников с учетом социального положения

Выводы:

1. Сравнительный анализ ДТ и МТ между 4 выборками показал большую изменчивость МТ, как ответной реакции на воздействие экологического фактора, чем ДТ. Между девочками из разных районов экологического неблагополучия различия менее выражены, чем между мальчиками.
2. Определено влияние экологического фактора на темп биологического развития, проявляющегося в увеличении численности школьников с крайними вариантами развития в районах экологического неблагополучия.
3. Выявлено, что социальный фактор (наличие одного или двух родителей) оказывает большее влияние на уровень адаптационных возможностей сельских школьников, чем экологическая ситуация по месту проживания.
4. В ходе исследования определено влияние экологического фактора на МТ и соответственно с этим изменение формы тела, определяющей характер соматотипирования среди сельских школьников. Значительных и однозначных различий между исследуемыми выборками не выявлено, что обосновывает использование единого стандарта физического развития сельских школьников Нижегородской области, являющейся территорией с резкими природными различиями и обилием природных границ, усиливающими контрастность экологических условий в районах проживания.