Assessment of the adaptive potential of children and adolescents in environmentally stressed condition

Full Text

ОБОСНОВАНИЕ

 В Российской Федерации в последние годы наблюдается ухудшение показателей, характеризующих   здоровья населения, особенно детей и подростков. Многочисленные исследования показывают, что выявленные тенденции во многом обусловлены ухудшением экологической обстановки.

Комплексная оценка состояния окружающей среды и ее влияния на здоровье населения должна основываться не только на показателях нахождения загрязняющих веществ в природных средах, но и на ответных реакциях живых организмов на воздействие этих загрязняющих веществ. Адаптационные возможности организма детей   и подростков могут выступать индикаторами развития организма в неблагоприятных условиях среды, т.к. адаптивные возможности позволяют организму оперативно реагировать на изменения среды обитания и находить оптимальный режим работы органов и систем [1, 2].  По мнению М.М. Безруких «при снижении адаптационных возможностей могут возникать неблагоприятные изменения - нарушение роста и развития, отклонения в физическом и психическом здоровье» [3]. Комплексный показатель, предложенный Б.М. Баевским [4], основанный на взаимоотношении показателей возраста, массы и роста тела, частоты сердечных сокращений, систолического и диастолического артериального давления, позволяет оценить адаптационный потенциал подрастающего поколения.

Результаты проведенных исследований взаимодействия факторов среды и здоровья населения показывают, что многие вопросы, связанные с риском нарушения здоровья разных половозрастных групп, уровнем воздействия техногенной нагрузки на организм недостаточно изучены [5, 6].

 ЦЕЛЬ

Оценка адаптационного потенциала детей и подростков, проживающих на территориях с различным качеством окружающей среды.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

 Анализ экологической обстановки территорий Ульяновской области произведен на основе собственных исследований проб атмосферного воздуха, питьевой воды из водопроводной сети, почв селитебных зон районов области за 2009 – 2023 годы. Состояние атмосферного воздуха оценивалось по концентрации взвешенных веществ, сера диоксида, углерод оксида, азот диоксида, фенола, гидрохлорида, формальдегида, бенз(а)пирена, аммиака, сероводорода. Оценка проб питьевой воды проводилась по анализу показателей: железа сум., нитратов, сульфатов, хлоридов, фосфатов, цинка, хрома III, марганца, меди. Состояние почвы оценивали по концентрации металлов - кадмия, меди, свинца, цинка, никеля. Все анализы выполнены на базе химико-аналитической лаборатории НИТИ им. С.П. Капицы УлГУ.

На территории Ульяновской области проведено обследование школьников по антропологической программе, которая включала измерение тотальных размеров тела (рост, масса, окружность грудной клетки), обхватных размеров (обхват талии, бедер, плеча, голени) [7], функциональных параметров (ЧСС, систолического и диастолического артериального давления) [8]. На проведение исследований получено заключение этической комиссии Ульяновского государственного университета, все полученные данные обезличены. Обследованию подверглись учащиеся 25 образовательных учреждения в количестве 5053 человека, из них 2663 мальчика и 2390 девочек, в возрасте от 7 до 17 лет, постоянно проживающих в регионе, собранные в течение 15 лет (2008–2023 гг.). Вычисления адаптационного потенциала проводилось по формуле Б.М. Баевского [4]. Статистическая обработка полученных результатов проводилась с использованием программ Microsoft Office Excel 2010 и Statistica Soft 10.1. На основе вычисления критерия Колмагорова-Смирнова и Шапиро-Уилка (с поправкой Лиллиефорса) оценивалось распределение показателей подчинению закону нормальности [9]. Статистическая значимость принималась на уровне вероятности более 95% (р<0,05). Результаты сравнение показателей АП детей и подростков по возрастным группам оценивались с помощью Т-критерия Уилкоксона и дисперсионного анализа (ANOVA).

 РЕЗУЛЬТАТЫ

  В результате собственных многолетних наблюдений определены среднемноголетние концентрации загрязняющих веществ [10]. В результате обобщения установлено, что высокий уровень концентрации загрязняющих веществ (далее – ЗВ) в окружающей среде (далее – ОС) отмечен в Ульяновске, Димитровграде, Чердаклинском районе, повышенный уровень – в Новоульяновске и Сенгилеевском районе, средний уровень – Инзенском, Новоспасском и Мелекесском районах. Наиболее подходящими для сравнительного анализа адаптационного потенциала детей и подростков выбраны территории Сенгилеевского (далее – СенР) и Чердаклинского (далее – ЧР) районов, т.к. эти муниципальные образования (далее – МО) наравне с промышленными городами имеют высокий и повышенный уровень экологической напряженности. Для группы контроля выбраны районы, в которых отмечена низкая экологическая напряженность – Вешкаймский (далее – ВР) и Сурский (далее СурР) районы. В итоге, для определения связи ЗВ и заболеваемости населения выбраны две группы районов: 1 группа – районы с удовлетворительным качеством ОС (ВР и СурР); 2 группа – районы с низким качеством ОС (СенР и ЧР) [11].

У мальчиков и девочек напряжение механизмов адаптации во второй группе (территории с низким качеством ОС) составляет 13,3% и 10%, а у детей и подростков первой группы  напряжение механизмов адаптации отмечено на уровне 4,5% и 4,1%, соответственно. Неудовлетворительная адаптация наблюдается только у детей и подростков второй группы и составляет у мальчиков 1,6%, у девочек 1%. Значения АП у мальчиков ниже, чем у девочек, что свидетельствует о более высоких адаптационных резервах последних. Сравнительный анализ показал, что адаптационные возможности детей и подростков, проживающих в районах с низким качеством ОС, достоверно выше, чем у детей и подростков, проживающих в районах удовлетворительного качества ОС. В таблице 1 приведены результаты сравнения показателей АП между двумя группами, отличающими уровнем качества ОС, по возрастам школьников. 

Таблица 1. Результаты сравнение показателей адаптационного потенциала детей и подростков, проживающих на территориях с разным качеством окружающей среды

Table 1. Results of comparison of indicators of adaptation potential of children and adolescents living in areas with different environmental quality

Возраст Age	Мальчики Boys					Девочки Girls
	Ме 1 group	Ме 2 group	T	Z	p-value	Ме 1 group	Ме 2 group	T	Z	p-value
7	1,68	1,83	21,00	0,18	0,859	1,60	1,88	52,00	2,02	0,043*
8	1,79	1,81	35,00	1,60	0,109	1,71	1,72	2,00	1,48	0,138
9	1,56	1,86	62,00	2,37	0,018*	1,62	1,80	3,00	0,73	0,465
10	1,80	1,80	94,00	1,34	0,181	1,62	1,76	77,00	2,30	0,021*
11	1,67	1,80	40,00	1,45	0,148	1,62	2,06	8,00	2,22	0,026*
12	1,67	1,87	24,00	2,20	0,028*	1,57	1,95	18,00	3,25	0,001*
13	1,72	1,89	36,00	4,47	0,001*	1,83	1,72	144,00	0,17	0,864
14	1,69	1,75	249,00	1,08	0,280	1,74	1,82	87,00	0,99	0,322
15	1,76	1,91	18,00	2,94	0,003*	1,61	1,96	15,00	1,34	0,180
16	1,76	1,99	16,00	0,28	0,779	1,81	1,81	34,00	1,16	0,245
17	1,75	1,96	567,00	2,23	0,026*	1,86	1,89	542,00	0,23	0,816

Примечание: *p≤0,05

Note: *p≤0.05

 

С возрастом показатели АП становятся выше, что свидетельствует о напряжении адаптационных механизмов организма и у мальчиков, и у девочек. У мальчиков различия в показателях АП между группами выявлены на двух этапах развития. Первый - в возрасте 8-9 лет, несмотря на относительную стабильность в этом возрасте ростовых процессов. Учитывая повышенную чувствительность к внешним факторам организма мальчиков, можно предположить наличие стрессового экзогенного прессинга в предыдущие активные периоды роста ребенка. Второй этап – этап активного роста организма подростка с 12-ти до 17-ти лет. В этот период в каждой возрастной группе наблюдаются достоверные развития в показателях АП. Во второй группе показатели АП выше, чем в первой группе. У девочек различия в показателях АП выявлены только в период активного роста и созревания, но раньше, как и положено, чем у мальчиков, т.е. с 11 до 15 лет.

Для подтверждения наличия различий в показателях АП детей и подростков, проживающих на территориях с разным качеством ОС, проведен дисперсионный анализ показателей АП мальчиков и девочек между районами, которые входят в состав групп сравнения. Результаты дисперсионного анализа представлены в таблице 2.

Таблица 2. Результаты дисперсионного анализа показателей адаптационного потенциала детей и подростков, проживающих на территориях с разным качеством окружающей среды

Table 2. Results of variance analysis of indicators of adaptation potential of children and adolescents living in areas with different environmental quality

2 группа 2 group 1 группа 1 group	Мальчики Boys		Девочки Girls
	СенР SenR	ЧР ChR	СенР SenR	ЧР ChR
СурР SurR	0,001*	0,001*	0,03*	0,02*
ВР VR	0,01*	0,01*	0,45	0,46

 

Установлены достоверные различия показателей АП мальчиков между районами двух групп сравнения, АП мальчиков выше во второй группе  районов. Различия в показателях АП девочек выявлены только при сравнении одного района из первой группы СенР - СурР, ЧР - СурР. С показателями АП девочек районов 2 группы различий показателей АП девочек ВР из первой группы не установлено.

Медианные значения АП мальчиков и девочек, проживающих в районах с разным качеством ОС, представлены на рисунке 1.

Рис. 1. Медианные значения адаптационного потенциала (в баллах) мальчиков (А) и девочек (В), проживающих в районах с разным качеством окружающей среды.

Fig. 1. Median values ​​of adaptive potential (in points) of boys (A) and girls (B) living in areas with different environmental quality.

 

Медианные значения АП мальчиков районов второй группы (СенР и ЧР) выше значений АП мальчиков первой группы и составляют СенР – 1,81 и ЧР – 1,86, свидетельствуя о напряжении адаптационных механизмов в зоне экологического неблагополучия. В СенР отмечены экстремальные значения, которые показывают наличие мальчиков с напряжением механизмов адаптации и мальчиков с неудовлетворительными резервами организма. Подростки с такими показателями есть и в СурР, причинами снижения адаптационного потенциала могут быть не только факторы экологического характера. 

Медианные значения АП девочек ниже в группе районов удовлетворительного качества среды. Так, в СурР показатель АП составил 1,77, в ВР – 1,62. В районах из группы низкого качества ОС медианные значения АП составляют СенР – 1,71, ЧР – 1,74. Сравнительный анализ показал, что в группе районов с напряженными экологическими условиями у детей и подростков отмечается напряжение адаптационных механизмов на уровне 13,3% и 10% по сравнению с показателями детей и подростков районов первой группы 4,5% и 4,1 %. Также неудовлетворительная адаптация наблюдается только у детей и подростков второй группы и составляет у мальчиков 1,6%, у девочек 1%.

 ОБСУЖДЕНИЕ

 Значения АП у мальчиков ниже, чем у девочек, что свидетельствует о более высоких адаптационных резервах последних. Полученные результаты согласуются с исследованиями Тятенковой Н.Н. которая, по результатам своих исследований, заключает, что «девушки, независимо от уровня образования и социального статуса, обладали более высокими функциональными и адаптационными резервами кардио-респираторной системы по сравнению с юношами» [12].

С возрастом показатели АП становятся выше, что свидетельствует о напряжении адаптационных механизмов организма и у мальчиков, и у девочек. У мальчиков различия в показателях АП между группами выявлены на двух этапах развития. Первый - в возрасте 8-9 лет, несмотря на относительную стабильность в этом возрасте ростовых процессов. Второй этап – этап активного роста организма подростка с 12-ти до 17-ти лет. В этот период в каждой возрастной группе наблюдаются достоверные развития в показателях АП. У девочек различия в показателях АП выявлены только в период активного роста и созревания, но раньше, как и положено, чем у мальчиков, т.е. с 11 до 15 лет.

В результате дисперсионного анализа показателей АП установлены различие между районами групп сравнения, в которых проживают исследуемые мальчики. Медианные значения АП мальчиков районов второй группы (СенР и ЧР) выше значений АП мальчиков первой группы и составляют СенР – 1,81 и ЧР – 1,86, свидетельствуя о напряжении адаптационных механизмов в зоне экологического неблагополучия. Различия в показателях АП девочек выявлены только при сравнении одного района из первой группы. Медианные значения АП девочек ниже в группе районов удовлетворительного качества среды. Так, в СурР показатель АП составил 1,77, в ВР – 1,62. В районах из группы низкого качества ОС медианные значения АП составляют СенР – 1,71, ЧР – 1,74.

Результаты многих исследований показывают большую устойчивость адаптационных систем у девочек по сравнению с мальчиками. Напряжение адаптационных систем организма может отразиться в будущем появлением разных патологий [13]. Исследования Н.А. Долгушиной по исследованию адаптационного потенциала детей Магнитогорска установлена удовлетворительная адаптация у большинства детского населения, по сравнению с девочками мальчики обладают более низкими возможностями адаптационных систем [14]. Исследования Н.В. Ефимовой, В.А. Никифоровой показали сниженные адаптационные возможности у 16% детей и подростков, проживающих в промышленном центре. У них отмечен дефицит массы тела и низкие показатели физиометрических параметров физического развития [15].

 ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 Адаптационные возможности детей и подростков достоверно выше в экологически напряженных условиях. У мальчиков различия в показателях АП между группами выявлены на двух этапах развития в период стабильности ростовых процессов и в период активного роста. У девочек различия в показателях АП выявлены только в период активного роста и созревания. С возрастом показатели АП становятся выше, что свидетельствует о напряжении адаптационных механизмов организма и у мальчиков, и у девочек.

About the authors

Svetlana Ermolaeva

ФГБОУ ВО "Ульяновский государственный университет"

Author for correspondence.
Email: erm_iv@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7791-5001
SPIN-code: 9426-7017

Candidate of Sciences (Biology), Associate Professor, Associate Professor of the Department of Biology, Ecology and Nature Management

Russian Federation, 432017, Russia, Ulyanovsk, L. Tolstoy st., 42

References

Supplementary files