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.

Для контроля физического развития первостепенное значение имеет наличие широкого комплекса нормативных показателей. Нормативы, или стандарты, формируются на основе статистического анализа распределения показателей большого контингента школьников и студентов, отобранных сообразно с принятыми критериями здоровья, социального и экологического благополучия. [2,4,5].

Многочисленными исследованиями было подтверждено негативное влияние экологических факторов антропогенного происхождения на физическое развитие школьников и студентов. В неблагоприятных экологических условиях отмечается достоверный рост числа лиц с дефицитом массы тела, пониженной жизненной емкостью легких, прослеживается тенденция к увеличению численности представителей с низкой мышечной силой кисти.

Среди школьников и студентов, обучающихся в учреждениях, расположенных в непосредственной близости от автомобильных дорог, чаще выявляется задержка биологического развития. В промышленных зонах у школьников и студентов отмечается дисгармоничное морфофункциональное состояние, которое почти в 80% случаев обусловлено сниженными морфологическими и функциональными показателями.
У школьников и студентов, проживающих в сформировавшихся устойчивых природно-техногенных биогеохимических провинциях с повышенным содержанием определенных химических веществ в объектах окружающей среды, наблюдается достоверное отставание в физическом развитии по большинству изучаемых параметров [6,7,8].

Поэтому физическое развитие школьников и студентов различных регионов России во многом обусловлено влиянием факторов окружающей среды: уровень урбанизации, качество жизни, экологическое благополучие, условия проживания и обучения, и конечно же качество питания.

Цель исследования – используя результаты мониторинговых исследований выявить региональные особенности морфофункциональных показателей студентов Нижегородской области и разработать нормативы физического развития
[9].

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Изучение показателей физического развития проводилось по результатам антропометрических обследований 8450 студентов (2420 юношей и 6030 девушек) 17-25 лет. Исследование проведено генерализующим методом в 2011-2016 гг. на базе Центров Здоровья среди студентов Арзамасского филиала ННГУ, АПИ, Арзамасского филиала РУК, НижГМА и ННГУ им.Лобачевского. Антропометрические измерения включали определение длины тела (ДТ), массы тела (МТ), окружности грудной клетки на вдохе и выдохе (ОГК), экскурсии грудной клетки (ЭГК), жизненной емкости легких (ЖЕЛ), динамометрии правой и левой кисти (ДПК и ДЛК), систолического и диастолического артериального давления (САД и ДАД), частоты сердечных сокращений (ЧСС), проб Штанге и Генчи. По полученным результатам рассчитаны индексы: индекс массы тела (ИМТ=МТ /ДТ²), силовой индекс (СИ=ДПК/МТ), жизненный индекс (ЖИ=ЖЕЛ/МТ) [5,10,11].

Исследование выполнено на сертифицированном и регулярно поверяемом оборудовании с соблюдением четких критериев исключения, а именно: наличие на момент обследования острых или обострения хронических заболеваний, беременности, а также отказ от обследования.

По результатам обследования создана персонифицированная база данных, статистическая обработка проводилась с использованием программ офисного пакета «EXCEL v8.00» и «Version 4.03 Primer of Biostatistics». Для выполнения задач исследования применяли методы вариационной статистики, метод оценки достоверности результатов (критерий t-Стьюдента, критерий χ²) с доверительным интервалом р≤0,05-0,001[12].

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для характеристики соматометрического и физиометрического статуса студентов использовали сложившиеся методы на основе непараметрического центильного анализа. Центильный метод является простейшим из непараметрических методов статистики. Он применим для анализа непрерывных величин с распределением любого типа, ибо он учитывает реальные границы ряда по каждому признаку и не смещает оценку в сторону занижения или завышения нормы. За эталонные значения были приняты результаты исследований 90-х годов прошлого столетия, которые явились основой последнего действующего стандарта физического развития студентов и позволили получить сопоставимые оценки предыдущего норматива с вновь полученными результатами [13].

Анализ физического развития студентов выявил отклонения от эталона в распределении центильных оценок тотальных размеров тела. Современных студентов отличает асимметрия показателей ДТ, МТ и ОГК в сторону крайних вариантов развития. Центильное распределение ЖЕЛ характеризуется небольшой правосторонней асимметрией. Выраженная левосторонняя асимметрия отмечается по показателям динамометрии: практически у половины (57,6%) студентов динамометрия оценивается как сниженная, низкая и очень низкая. Распределение центильных оценок показателей САД и ДАД имеет правостороннюю асимметрию.

Выраженная асимметрия распределения оценок морфофункциональных показателей доказывает правильность использования непараметрического центильного метода математической статистики, который приемлем для оценивания распределений любого типа. Учитывая наличие статистически достоверных различий по показателям физического развития у большинства студентов до 21 года, определили для разработки норматива возрастные группы: 17 лет, 18 лет, 19 лет, 20 лет, 21 год и старше.

Новые нормативы представлены на кафедральном образовательном сайте www.life-safety.ru в виде одномерных центильных шкал для оценки физического развития студентов Нижегородской области по 14 морфофункциональным показателям. В таблице представлен фрагмент нормативов физического развития студентов Нижегородской области для девушек 17 лет. (табл.1).

Таблица 1. Одномерные центильные шкалы для оценки физического развития студентов (девушек 17 лет) Нижегородской области

Используя данные исследований проведенных в Центрах Здоровья России [14] провели сравнительный анализ медиан показателей ДТ, МТ и ИМТ юношей и девушек возрастных групп от 17 до 21 года из г.Москвы, г.Санкт-Петербурга, Чувашской республики, Саратовской, Омской и Нижегородской областей (табл.2).

Самые высокие 17-летние юноши (175,1 см) и девушки (165,0 см) – московская молодежь, а низкорослые – юноши (170,4 см) и девушки (161,2 см) из Чувашской республики. В 21 год самыми высокими становятся юноши (178,8 см) из Омской области и девушки (166,1 см) из Москвы.

Наибольшие значения МТ выявлены у 17-летних юношей (66,1 кг) Саратовской области и у девушек (56,9 кг) из г.Санкт-Петербурга. В 21 год наибольшие показатели МТ определены у юношей (73,1 кг) и девушек (69,0 кг) Омской области.

Таблица 2. Сравнительный анализ медиан показателей физического развития (ДТ, МТ и ИМТ) юношей и девушек от 17 до 21 года различных регионов России

За возрастной период от 17 до 21 года наибольшие приросты по ДТ выявлены: у юношей (6,2 см) и у девушек (1,8 см) Чувашской республики. Наибольшие приросты по МТ выявлены у юношей (9,2 кг) Чувашской республики и девушек (3,5 кг) Омской области (рис.1; рис.2.).

Самые маленькие приросты ДТ и МТ на данном этапе онтогенеза зафиксированы у юношей (2 см и 4,4 кг) из Москвы и у девушек (0,7 см и 1,7 кг) из Санкт-Петербурга.

Рис.1. Показатели приростов ДТ и МТ юношей различных регионов России за возрастной период от 17 до 21 года

Рис.2. Показатели приростов ДТ и МТ девушек различных регионов России за возрастной период от 17 до 21 года

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Физическое развитие студентов за период обучения в вузе претерпевает существенные изменения, специфический образ жизни студенческой молодежи оказывают влияние на формирование телосложения и морфофункциональный статус. Асимметричность распределения центильных оценок и выявленные отличительные особенности антропометрических показателей современных студентов стали основанием разработки оценочных таблиц в виде одномерных центильных шкал для оценки физического развития студентов Нижегородской области в возрастно-половых группах от 17 до 21 года и старше.

В ходе сравнительного анализа показателей тотальных размеров тела (ДТ и МТ) юношей и девушек различных районов России выявили специфические региональные особенности, свидетельствующие об ускоренном физическом развитии молодежи из мегаполисов (Москва, Санкт-Петербург) по сравнению с периферийными областями, где юноши и девушки позже достигают дефинитивной зрелости. Также отмечена обусловленность уровня физического развития этническими факторами на примере динамики морфофункциональных показателей юношей и девушек Чувашской республики.

Выявленные особенности современной молодежи свидетельствуют о создании региональных нормативов физического развития для корректной и квалифицированной оценки морфофункциональных показателей юношей и девушек.