INDICATORS OF THE RESPIRATORY SYSTEM FUNCTIONAL CONDITION IN STUDENTS OF THE NORTHERN HIGHER EDUCATION INSTITUTION



Cite item

Abstract

A spirographic study of 80 students from 1-3 courses of Surgut State Pedagogical University at the age of 18-20 years old, born and residing in the North has been carried out. The aim of the work was to study the peculiarities of the respiratory system of the university students. Measurement of respiratory function was carried out by means of Program Apparatus Complex "Spiro-Spectrum". Results were analyzed by standard methods of mathematical statistics. All surveyed belonged to 1 and 2 health groups. Students with chronic and acute diseases of the respiratory system were excluded from surveyed group. It was found out that needed respiratory minute volume at rest in students-smokers was achieved by increase in respiratory rate and not by respiratory volume which was more energy-consuming. Reduce of maximum expiratory flow from 50 % and 75 % of forced vital capacity (FVC) and forced expiratory flow rate from 25-75 % FVC in students-smokers were reflection of respiratory failure and a high risk of obstructive disorders development. Lower rates of maximum breathing capacity in smokers compared to proper values show decrease in the frontier of external breathing.

Full Text

Нифонтова О. Л., Литовченко О. Г., Багнетова Е. А., Конькова К. С. Показатели функционального состояния дыхательной системы студентов северного вуза // Экология человека. 2017. № 2. С. 17-21. Nifontova O. L., Litovchenko O. G., Bagnetovа E. A., Konkovа K. S. Indicators of the Respiratory System Functional Condition in Students of the Northern Higher Education Institution. Ekologiya cheloveka [Human Ecology]. 2017, 2, pp. 17-21. Курение табака до сих пор остается одной из важных медико-социальных проблем, которая представляет серьезную угрозу для здоровья человека [5]. В России частота курения одна из самых высоких в мире. Регулярными курильщиками являются 63 % мужского населения трудоспособного возраста [11]. Кроме того, средний возраст курящих людей постепенно снижается, при этом в большей степени риску приобретения вредных привычек подвержена молодежь в возрасте от 16 до 20 лет. Этот возраст по времени совпадает с окончанием школы и обучением в вузе. Как известно, помимо курения в специфических климатических условиях Ханты-Мансийского авто номного округа (ХМАО) - Югры на кардиореспира-торную систему человека действует целый комплекс негативных внешних факторов. К этим факторам прежде всего следует отнести явное преобладание низких температур окружающей среды в годичном цикле [2, 15]. Цель исследования - изучение особенностей дыхательной системы студентов северного вуза. Методы Измерения функциональных показателей дыхательной системы проводились в стабильный период обучения (февраль) у студентов 1-3 курсов Сургутского государственного педагогического университета, 17 Экологическая физиология Экология человека 2017.02 родившихся и постоянно проживающих в условиях ХМАО - Югры. Из общего числа обследованных студентов (n = 80) было сформировано четыре группы: курящие девушки (n = 20), некурящие девушки (n = 20), курящие юноши (n = 20) и некурящие юноши (n = 20). Средний возраст в группе курящих девушек составил (18,7 ± 0,2) года, некурящих девушек - (18,9 ± 0,2), курящих юношей - (19,1 ± 0,2), некурящих юношей - (19,1 ± 0,2). Стаж курения в группе девушек (2,7 ± 0,5) года, в группе юношей - (2,9 ± 0,4) года, а интенсивность курения в группе девушек (8,3 ± 1,0) сигареты в день, в группе юношей - (12,2 ± 1,2). В исследовании приняли участие студенты, которые в день обследования не имели жалоб, хронических заболеваний, освобождений от учебы. Кроме того, обязательным условием включения в исследование было добровольное письменное информированное согласие. Измерения функции внешнего дыхания проводили на аппаратно-программном комплексе «СпироСпектр» (Россия) в первой половине дня, в условиях температурного комфорта, после 20-минутного отдыха, в положении сидя. Перед непосредственным проведением измерений осуществлялся подробный инструктаж о способе выполнения требуемых дыхательных маневров, при необходимости - их демонстрация. Статистический анализ полученных результатов проводили с использованием программы «BIOSTAT» и интегрированного пакета программного обеспечения «Excel». Проверка на нормальность распределения осуществлялась тестом Шапиро - Уилка. В случае нормального распределения переменных применялись параметрические методы для независимых выборок (t-Стьюдента), при ненормальном - непараметрический метод (Манна - Уитни). Результаты параметрических методов обработки данных представлялись в виде среднего значения (М) и средней ошибки (m), непараметрических - медианы (Md), первого (Q1) и третьего (Q3) квартилей. Для всех приведенных результатов различия считались значимыми при уровне р < 0,05. Результаты Величина жизненной емкости легких (ЖЕЛ) косвенно указывает на максимальную площадь дыхательной поверхности легких, которая в принципе может принимать участие в переносе кислорода и выведении углекислого газа [1]. Из данных табл. 1 видно, что во всех обследованных группах ЖЕЛ была в пределах нормы. Сравнительный анализ дыхательного объема (ДО), который является одним из основных показателей, отражающих функциональное состояние аппарата внешнего дыхания [9], выявил статистически значимые различия в группах юношей. Так, у курящих юношей ДО был на 0,35 л меньше по сравнению с некурящими (р = 0,025). В группах девушек различия по данному показателю не выявлены. Таблица 1 Лёгочные объёмы и ёмкости, показатели вентиляции у студентов северного вуза Показатель Курящие Некурящие Р Девушки (курящие n=20; некурящие n=20) ЖЕЛ1, л 3,98±0,17 4,05±0,15 - ЖЕЛ1, % 106,90±4,03 110,30±3,84 - л О2 Д 0,73 (0,19-2,02) 0,74 (0,26-1,65) - ЧДД, в мин1 19,34±0,94 18,71±1,75 - МОД1, л 14,61±1,49 14,17±1,27 - Юноши (курящие n=20; некурящие n=20) ЖЕЛ1, л 6,09±0,22 6,01±0,28 - ЖЕЛ1, % 109,90±2,91 108,40±3,90 - л О2 Д 0,74 (0,52-1,47) 1,09 (0,60-1,74) 0,025 ЧДД, в мин1 20,89±1,04 17,65±0,99 0,030 МОД1, л 17,17±1,44 19,19±1,44 - Примечание. 1 - параметрический критерий t-Стьюдента, M±m; 2 - непараметрический критерий Манна - Уитни, Md (Qj - Q3). Анализ показателей частоты дыхательных движений (ЧДД) установил, что в группе курящих юношей данный показатель был значимо выше по сравнению с некурящими (p = 0,022). У девушек ЧДД была практически одинаковой. Исследование величины минутного объема дыхания (МОД) во всех изучаемых группах не выявило статически значимых различий. Однако стоит отметить, что у курящих юношей необходимое значение МОД достигалось преимущественно за счет повышения ЧД, в то время как у некурящих - за счет увеличенного ДО. В группах девушек средние значения МОД были практически одинаковы. Уже традиционно при спирографическом обследовании особого внимания заслуживает величина форсированной жизненной емкости легких (ФЖЕЛ), отражающая проходимость дыхательных путей и позволяющая получить информацию о механических свойствах респираторной системы [4, 8, 14, 18]. В наших исследованиях наибольшие значения этого показателя были зафиксированы в группах некурящих студентов. Средние значения ФЖЕЛ у курящих девушек и юношей были ниже, чем у некурящих, на 0,07 и 0,27 л соответственно (табл. 2). По показателям объема форсированного выдоха за первую секунду (ОФВ1), который в большей мере зависит от жесткости крупных бронхов [3, 9] и используется главным образом для оценки внутригруд-ных обструктивных нарушений [17], статистически значимых различий не выявлено. Следует отметить, что у курящих студентов данный показатель был несколько ниже по сравнению с некурящими как в группе девушек, так и в группе юношей. Для более тонкой и точной характеристики функциональных нарушений аппарата дыхания определяли пиковую объемную скорость (ПОС) и мгновенную объемную скорость на уровне 25 % ФЖЕЛ (МОС25). 18 Экология человека 2017.02 Экологическая физиология Таблица 2 Показатели форсированного дыхания студентов северного вуза (M ± m) Показатель Курящие Некурящие р Девушки (курящие n=20; некурящие n=20) ФЖЕЛ, л 3,61±0,19 3,68±0,20 - ОФВ1, л 3,56±0,19 3,66±0,18 - ПОС, л/c 8,54±0,46 9,32±0,46 - МОС25, л/c 7,74±0,45 8,23±0,47 - МОС50, л/c 5,77±0,29 6,77±0,38 0,042 МОС75, л/c 3,37±0,21 4,21±0,28 0,023 СОС25-75' лА 5,38±0,28 6,40±0,34 0,025 Юноши (курящие n=20; некурящие n=20) ФЖЕЛ, л 5,48±0,19 5,75±0,26 - ОФВ1, л 5,06±0,17 5,47±0,20 - ПОС, л/c 11,22±0,45 12,72±0,48 0,028 МОС25, л/c 10,23±0,52 11,02±0,48 - МОС50, л/c 7,18±0,48 8,70±0,52 0,040 МОС75, л/c 4,39±0,45 5,11±0,45 - СОС25-75' лА 6,80±0,54 7,85±0,46 - Максимальные значения этих показателей были зафиксированы у некурящих студентов при сравнении в группах как юношей, так и девушек. Кроме того, установлено, что у курящих юношей ПОС статистически значимо ниже (р = 0,028) по сравнению с юношами, не имеющими этой пагубной привычки. В связи с тем, что рассмотренные выше показатели характеризуют первую половину форсированного выдоха, отражающую проходимость проксимального отдела респираторных путей, они несут мало информации о состоянии более мелких бронхов [3, 12, 19]. Для установления уровня возможных нарушений бронхиальной проходимости дистальных отделов у обследованных были проанализированы следующие показатели: мгновенная объемная скорость на уровне 50 % (МОС50), 75 % (МОС75) ФЖЕЛ и средняя объемная скорость на участке 25-75 % ФЖЕЛ (СОС25 75). В наших исследованиях выявлено, что у курящих девушек МОС50, МОС75 и СОС25-75 статистически значимо ниже (р = 0,042, р = 0,023, р = 0,025 соответственно) по сравнению с некурящими. В группах юношей значимые различия установлены только по показателю МОС50 (р = 0,040). Результаты сравнений курящих и некурящих студентов северного вуза по показателям максимальной вентиляции легких (МВЛ) и резерва дыхания (РД) представлены в табл. 3. Установлено, что у некурящих студентов показатель МВЛ был в пределах нормы, в то время как у курящих девушек и юношей данный показатель имел статистически значимо более низкое значение (р = 0,005 и р < 0,001 соответственно) по сравнению с должным уровнем (ДМВЛ). При сравнении курящих и некурящих студентов выявлены значимые различия Таблица 3 Показатели максимальной вентиляции легких и резерва дыхания студентов северного вуза (M ± m) Показатель Курящие Некурящие р Девушки (курящие n=20; некурящие n=20) МВЛ факт, л 94,02±6,00 112,00±6,38 0,048 ДМВЛ, л 115,20±0,85°° 114,80±1,14 0,001 МВЛ, % 81,42±4,99 97,45±5,34 0,035 РД, л 79,36±5,95 97,84±6,33 0,041 Юноши (курящие n=20; некурящие n=20) МВЛ факт, л 148,40±12,41 171,60±11,20 - ДМВЛ, л 194,40±2,46°° 194,30±2,31 <0,001 МВЛ, % 74,95±5,70 93,10±4,78 0,019 РД, л 122,30±11,79 156,60±10,83 0,040 Примечания: р - отличия между группами курящих и некурящих; °° - статистически значимые отличия по сравнению с должными величинами. как в группах девушек (р = 0,035), так и в группах юношей (р = 0,019). Кроме МВЛ немаловажное значение в оценке функционального состояния дыхательной системы имеет РД. Анализ полученных результатов показал, что величина РД была значимо ниже у курящих девушек (р = 0,041) и юношей (р = 0,040) по сравнению с некурящими студентами. Обсуждение результатов Проведенное обследование студентов 1-3 курсов Сургутского государственного педагогического университета в возрасте 18-20 лет позволило выявить ряд различий, отражающих текущее функциональное состояние кардиореспираторной системы в специфических климатических условиях ХМАО - Югры. Статистический анализ полученных данных позволил выявить более низкие показатели дыхательного объема у курящих студентов по сравнению с некурящими, что может свидетельствовать о меньшем количестве функционирующих альвеол [6]. Известно, что МОД является непосредственным результатом работы респираторной системы, обеспечивающей поддержание необходимого уровня общей вентиляции легких. Показатель МОД определяется как произведение дыхательного объема и частоты дыхания. В наших исследованиях данный показатель у курящих студентов в состоянии покоя достигался за счет увеличения частоты дыхания, а не дыхательного объема, как у некурящих, что является более энергозатратным, так как неизбежно приводит к избыточному расходу энергии на работу дыхательной мускулатуры [7]. Проведенные исследования показали, что значения МОС25 и МОС50 у курящих студентов были статистически значимо ниже по сравнению с некурящими, что, вероятно, является признаком снижения бронхиальной проходимости крупных бронхов [3]. Для установления возможных респираторных нарушений 19 Экологическая физиология Экология человека 2017.02 в бронхах среднего и мелкого калибра были дополнительно проанализированы показатели СОС25 75 и МОС75. Более высокие значения данных показателей у некурящих студентов указывают на лучшую у них бронхиальную проходимость на уровне центральных бронхов 9-10 генерации и ниже [14]. Оценивая вентиляционную функцию легких, особое внимание следует уделить вопросу о резервах дыхательной системы, которые можно оценить по показателю МВЛ [13, 16]. Величина показателя МВЛ отражает способность человека дышать с большими скоростями, кроме того, она зависит от состояния мышц грудной клетки, сопротивления дыхательных путей и тканей [10]. Более низкие показатели МВЛ у курящих студентов по сравнению с должными величинами свидетельствуют о снижении предельных возможностей системы внешнего дыхания. Известно, что резерв дыхания отражает способности к увеличению вентиляции. В наших исследованиях наибольшие значения были зафиксированы в группе некурящих, что является отражением более совершенного функционирования аппарата внешнего дыхания. Таким образом, параметры некоторых показателей дыхательной системы курящих студентов, родившихся и постоянно проживающих в условиях Севера, являются отражением первых признаков формирования дыхательной недостаточности и высокого риска развития обструктивных заболеваний легких. Список литературы
×

About the authors

O L Nifontova

Surgut State Pedagogical University

Email: ad_notam@mail.ru

O G Litovchenko

Surgut State University

E A Bagnetova

Surgut State Pedagogical University

K S Konkova

Surgut State Pedagogical University

References

  1. Абрамова М. А., Черноземов В. Г., Попова О. Н., Тихонова Е. В., Гудков А. Б. Особенности внешнего дыхания у детей младшего и среднего школьного возраста со сколиозом - жителей Европейского Севера // Экология человека. 2015. № 6. С. 15-19.
  2. Адайкин В. И., Берестин К. Н., Глущук А. А., Лазарев В. В., Полухин В. В., Русак С. Н., Филатова О. Е. Стохастические и хаотические подходы в оценке влияния метеофакторов на заболеваемость населения на примере ХМАО - Югры // Вестник новых медицинских технологий. 2008. Т. 15, № 2. С. 7-9.
  3. Баранов В. Л., Куренкова И. Г., Казанцев В. А., Харитонов М. А. Исследование функции внешнего дыхания. СПб. : Элби-СПб., 2002. 302 с.
  4. Гудков А. Б., Кубушка О. Н. Проходимость воздухоносных путей у детей старшего школьного возраста - жителей Европейского Севера // Физиология человека. 2006. Т. 32, № 3. С. 84-91.
  5. Каташинская Л. И., Губанова Л. В. Влияние табакокурения на функциональное состояние дыхательной системы // Вестник Тюменского государственного университета. 2014. № 6. С. 171-177.
  6. Кубушка О. Н., Гудков А. Б. Особенности структуры жизненной ёмкости лёгких у северян старшего школьного возраста // Вестник Поморского университета. Серия: Физиологические и психолого-педагогические науки. 2003. № 1. С. 42-50.
  7. Куртеев С. Г., Лазарева Л. А. Исследование кардиореспираторной системы у лиц, занимающихся физической культурой и спортом. Омск : СибГАФК, 1997. 52 с.
  8. Мануйлов И. В., Гудков А. Б. Сезонные изменения проходимости воздухоносных путей у спортсменов-лыжников на Европейском Севера // Экстремальная деятельность человека. 2013. № 4 (29). С. 16-18.
  9. Перельман Ю. М., Приходько А. Г. Спирографическая диагностика нарушений вентиляционной функции легких : пособие для врачей. Благовещенск, 2013. 44 с.
  10. Попова О. Н., Гудков А. Б. Морфофункциональные особенности дыхательной системы у северян. Обзор // Экология человека. 2009. № 2. С. 53-58.
  11. Сараева Н. И. Экологически обусловленные особенности статуса курения и состояния респираторной системы у курящих подростков Самарской области : автореф. дис.. канд. мед. наук. Москва, 2010. 37 с.
  12. Сахно Ю. Ф., Дроздов Д. В., Ярцев С. С. Исследование вентиляционной функции легких. М. : РУДН, 2005. 84 с.
  13. Смолина В. С. Динамика показателей легочной вентиляции в годовом цикле у детей младшего школьного возраста, жителей Европейского Севера // Экология человека. 2013. № 5. С. 36-39.
  14. Старшов А. М., Смирнов А. М. Спирография для профессионалов. Методика и техника исследования функций внешнего дыхания. М. : Познавательная книга, 2003. 79 с.
  15. Чащин В. П., Сюрин С. А., Гудков А. Б., Попова О. Н., Воронин А. Ю. Воздействие промышленных загрязнений атмосферного воздуха на организм работников, выполняющих трудовые операции на открытом воздухе в условиях холода // Медицина труда и промышленная экология. 2014. № 9. С. 20-26.
  16. Чеснокова В. Н., Мосягин И. Г. Сезонная динамика параметров кардиореспираторной системы у юношей, проживающих на Европейском Севере России // Экология человека. 2009. № 8. С. 7-11.
  17. Ярцев С. С. Основы функциональной диагностики внешнего дыхания. Эргоспирометрия : практическое руководство для врачей. М. : РУДН, 2015. 236 с. : ил.
  18. Fergusson G. T., Enright P. L., Bust A. S. Office spirometry of lung health assessment in adults: consensus statement from the National Lung health education program // Chest. 2000. Vol. 117. P. 1146-1161.
  19. Karen Z. V., McBride J. T. Diagnostic tests of lung function // Pediatrics in review. 1996. Vol. 17, N 2. P. 53-63.

Copyright (c) 2017 Human Ecology



This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies