Characteristics of anthropometric indicators of modern children and adolescents living in various areas of the Nizhny Novgorod region

Full Text

ОБОСНОВАНИЕ

Необходимость изучения основных закономерностей возрастной изменчивости неоднократно подчеркивалась основоположниками и ведущими представителями как отечественной, так и зарубежной науки о человеке. Решение одной из наиболее актуальных задач ауксологии, поставленной британским физиологом, антропологом и ауксологом Дж. Таннером, предполагает изучение возрастной изменчивости показателей роста и развития детей и подростков в условиях воздействия факторов окружающей среды [1, 2, 3].

Лучшее понимание и объяснение процессов роста микропопуляций и популяции в целом, как отражение условий жизни в пределах отдельного района, предполагает проведение в комплексе исследований, таких как наблюдение закономерностей ростовых процессов, его математическое моделирование и описание; индивидуальный мониторинг роста и развития в медико-гигиеническом аспекте; популяционный мониторинг ростовых процессов как отражение условий жизни, в том числе в этнических, экологических, эпидемиологических, эпохальных и многих других аспектах [4, 5].

Проверки аппроксимаций, моделей, теоретических гипотез, служащих для лучшего понимания и объяснения процессов роста, включает в себя результаты обширных лонгитюдных и поперечных экспериментальных исследований, измерительных программ, мониторингов [6, 7, 8].

Уникальные географические и климатические особенности в которых проживают представители коренного населения, определяют секулярные динамики показателей морфофункциональный статуса, в том числе современных детей и подростков [9, 10].

 Антропометрические особенности популяции рассматриваются не только через и в спектре средних величин в качестве отравных точек, но и как многомерное пространство совокупности физиологических переменных у отдельных индивидов, что логично требует применение системного подхода в определении степеней изменчивости и стабильности не только отдельных показателей но и физиологического статуса популяции в целом [11, 12].

Цель исследования. Изучение характеристик и констатация морфологического статуса детей подростков в контексте комплекса особенностей экзосреды Нижегородской области.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Наблюдение проведено по инициативе и поддержке Министерства здравоохранения Нижегородской области, выполнено по плану межкафедральных НИР ГБОУ ВО ПИМУ «Мониторинг здоровья населения в условиях эколого-гигиенического риска разной степени», отраслевой темы (МЗ РФ) «Механизмы регуляции физиологических функций в норме и патологии» и поисковой темы: «Интегративные методы оценки функционального состояния организма».

Работы одобрены локальным этическим комитетом учреждения, выполнены на регулярно поверяемом, сертифицированном оборудовании автоматизированного комплекса диагностического обследования (АКДО) в девятнадцати административных районах Нижегородской области согласно концепции приказа № 597 Минздравсоцразвития от 19.08.2009 г. «Об организации деятельности центров здоровья…» с участием декретированного медперсонала.

Измерения антропометрических и физиометрических показателей проведены выборочным методом, комбинированным способом формирования выборки. По данным областного комитета статистики в 2011–21 учебном году численность детей и подростков Нижегородской области в возрасте 7–17 лет составила 290 167 учащихся школы. В результате обследования 8283 учащихся Нижегородской области в возрасте 7-17 лет (мальчики - 4026 и девочки - 4257). Из них 1545 человек проживают в северной части Нижегородской области и в южной 6738 соответственно. Исходным фактологическим материалом показателей физического развития детей и подростков, для формирования расчетных выборок, принимался массив данных послуживший для создания «Нормативов физического развития, физиологических показателей учащихся школьного возраста Нижегородской области», свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2021621273, дата регистрации 15.06.2021 [13].

Географические, климатические характеристики Нижегородской области: один из крупнейших регионов Центральной России, третий по значению промышленный регион Европейской ее части (после Московской и Ленинградской областей). Является центром Восточно-Европейской равнины, протянувшись по меридиану 44⁰ 00ꞌ27ꞌꞌ восточной долготы, с севера на юг на 400 и с запада на восток на 300 километров (площадь 78,4 тыс. км²), в её составе 48 районов, 4 города областного подчинения, 24 районного, 55 поселков, 531 сельский совет (курирует 4629 сельских). Общая численность населения 3 296 835 человек, плотность 41,52 чел./км², (этнические русские – 96%), удельный вес городского населения – 77,6%, из них 290 167 школьников.

Различия в климате проявляются по линии меридиана между и возвышенным Правобережьем и лесным Заволжьем, север-юг 56⁰ 19ꞌ37ꞌꞌ северной широты. В целом область находится в зоне умеренно континентального климата. Средняя годовая температура воздуха изменяется от 3,0 на севере до 4,5°С на юге области. За год выпадает около 600-650 мм осадков в Заволжье (север) и 500-550 мм в Правобережье (юг), две трети которых выпадает в виде дождя. С сентября по май в области преобладают южные и юго-западные ветры, а в летние месяцы – северо-западные. Среднегодовая скорость ветра составляет 3-4 м/с. Зима в Нижегородской области продолжается с начала ноября до конца марта. Средняя месячная температура ноября составляет -3-5°C. Средняя месячная температура воздуха января в области составляет -1-13°С. Абсолютные минимальные температуры воздуха составляют -47-48°С на севере и -42-44°С на юге области. Максимальные температуры в течение зимних месяцев могут достигать положительных значений до +3+6°С. Устойчивый снежный покров ложится обычно 15-20 ноября в северном Заволжье и 20-25 ноября на юге области. Снежный покров лежит обычно на юге 150-160 дней на севере. Весна в области протекает относительно быстро, особенно в Правобережье. Сход снежного покрова происходит обычно 12-15 апреля на юге и 20-25 апреля на севере области. Началом лета принято считать переход средней суточной температуры воздуха через +15 °С, обычно это происходит в конце мая в Правобережье и в конце первой декады июня в Заволжье. Лето в Нижегородской области сравнительно короткое и умеренно тёплое, длится оно на севере около 70, на юге области - 90 дней. Средняя месячная температура июля колеблется от +18°С на севере до +19,5°С на юге области. Безморозный период длится на севере области 110-120 дней, а в правобережье - 130-140 дней. Вегетационный период на севере области - 165 дней, на юге - 175 дней[14].

В контексте географического ранжирования с привлечением более локальных градаций территорий области по признакам: природно-климатического (север/юг –  (С/Ю)): 1 – Заволжье Северное, 2 – Заволжье Южное:

- южная географическая часть Нижегородской области; Правобережье Волги. Первомайский, Вознесенский, Кулебакский, Лукояновский, Ардатовский районы (N=560); Чкаловский, Большеболдинский, Шатковский, Дальнеконстантиновский, Гагинский, Починковский, Пильненский районы (N=978). Дивеевский, Вадский, Арзамасский, Богородский районы (N=4289).

 - северная географическая часть Нижегородской области; Левобережье Волги. Воротынский, Ковернинский, Шахунский (N=775). Городецкий, Сеченовский районы (N=778). Обобщенная степень свободы респондентов северных и южных территорий составила (N=7380) [13, 14].

Плановая программа обследования включала: определение возрастной группы по интервалам полного паспортного 7-17 летнего возраста (В, лет и 6 месяцев), измерение тотальных размеров тела: длина тела (ДТ, см.), масса тела (МТ, кг.), окружность грудной летки (ОГК, см.). По заключению осмотра стоматологом определялась константа второй дентиции по числу постоянных зубов – (ЧПЗ), педиатром – степень развития вторичных признаков полового созревания. Биологический возраст определялся по количеству постоянных зубов и степени выраженности вторичных половых признаков с определением суммарного балла половой формулы, которая включала у мальчиков - оволосение на лобке (Р), в подмышечных впадинах (Ах), на лице (F), рост щитовидного хряща (L), изменение тембра голоса (V); у девочек – развитие молочных желез (Ма), оволосение лобка (Р), подмышечных впадин (Ах), становление менархе (Ме). Балл полового созревания оценивался по стандарту Т.М. Максимовой с соавторами [5, 15].

По результатам наблюдений инициирована персонифицированная база данных в СУБД FoxPro v.2.6. Статистическая обработка современными методами анализа данных проведена с использованием прикладных программ Biostatics v. 4.03, Statistica v.6.0 и EpiInfo v.5.0, свободно распространяемый ВОЗ.

Исходя из результатов антропометрических измерений были рассчитаны средние арифметические величины (M), средние квадратические отклонения (± SD). Применены непараметрические методы анализа данных: дисперсионные сравнения с привлечением критериев Крускала–Уоллиса (KW), Фишера (F); критерий Пирсона (Х²); статистическая значимость различий (при p<0,05) [16].

Этическая экспертиза. Исследование выполнено в соответствии с принципами Хельсинской декларации Всемирной медицинской ассоциации (2013г.). Предварительно исследованию, от родителей всех участников наблюдения, были получены информированные согласия. Программа исследований была одобрена заключением Комитета по этике ФГАОУ ВО «ННГУ им. Н.И. Лобачевского» протокол № 4 от 2.10. 2014 г.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Сопоставление показателей длины тела, как основного суммирующего и констатирующего антропометрического фактора у наблюдаемых детей и подростков, проживающих на юге и севере области, выявило как объективные, так и индивидуальные, внутригрупповые и межгрупповые тенденции и закономерности, различающие когорты детей, проживающих на разных территориях.

За 7-17-летний период средние показатели ДТ объективно значительно выросли как у мальчиков, так и у девочек. Однако жители северных территорий показали исходные результаты ДТ у мальчиков и девочек - 120,7 и 123,9 см. (при статистически закономерной разнице дисперсий (p<0,01) в -3,2 см./-2,58% в пользу девочек); приросты ДТ к 17 летнему возрасту составили у мальчиков и девочек +58,1см./+48,1% и +42,6см./ +34,2% соответственно. Дисперсионные различия показателя северных детей по полу показали значимые различия характеристик при F=23,30; cc=10/1547; p=0,001.

Жители южных территорий показали исходные результаты ДТ, у мальчиков и девочек 126,5 и 124,3 см (при статистически закономерной разнице (p<0,01) в 2,2см/ 1,77% в пользу мальчиков); приросты ДТ к 17-летнему возрасту составили у мальчиков и девочек +51,3см/+40,6% и +40,8см/ +32,8% соответственно. Дисперсионные различия показателя южных детей по полу показали значимые различия характеристик при: Пол: F= 75,16; cc= 10/6373; p=0,001 (табл.1).

Таблица 1. Характеристика распределений показателей Длины тела(ДТ, см.) популяции северных(С), южных(Ю) территорий Нижегородской области.

Table 1. Characteristics of distributions of Body Length (BW, cm) indicators for

populations in the northern (N) and southern (S) territories of the Nizhny Novgorod region.

Масса тела: у 7-летних мальчиков севера и юга соответственно 21,4 и 25,8 кг; девочек 22,7 и 24,9 кг соответственно. В 17-летнем возрасте у мальчиков данных территорий МТ составила 64,9 и 69,2 кг; у девочек данные показатели составили 56,6 и 56,9 кг. Прибавки 7-17-летний период составили, у мальчиков (С) +203,3%, у мальчиков (Ю) +168,2%, что в динамике зонирования показывает приоритет прибавки у мальчиков (С) относительно (Ю) на 0,23% или 0,1 кг. У девочек данные показатели распределены в приоритете детей северных над южными в процентах приростов на 5,6%. Однако как мальчики, так и девочки имели значимо (P< 0,01) больший показатель при исходном или семилетнем возрасте (табл.2).

Таблица 2. Показатели Массы тела (кг.) популяции северных(С) и южных(Ю) территорий Нижегородской области.

Table 2. Body weight indicators (kg) of populations in the northern (N) and southern (S)

territories of the Nizhny Novgorod region.

Обхват грудной клетки (ОГК): у 7-летних мальчиков севера и юга соответственно 51,2 и 61,7 см; девочек 58,8 и 60,6 см соответственно. В 17-летнем возрасте у мальчиков данных территорий ОГК составила 87,5 и 87,7 см; у девочек данные показатели составили 81,3 и 83,5 см. Прибавки в 7-17-летний период составили у мальчиков (С) +70,9%, у мальчиков (Ю) - +42,1%, что в сравнении показывает ∆ М _{7-17 лет} Абс.: +10,30 см./-28,37%.

 У девочек данные показатели распределены в приоритете детей южных над северными территориями в процентах приростов ∆ М _{7-17 лет} Абс.: 0,40см./ +1,78%.

С южных территорий девочки показали больший процент прироста, при том, что у них преобладал и исходный уровень показателя, в 7 лет – 60,6см. против 58,8 см. или 1,8 см. / 3,06% при статистически значимой дисперсионной разнице показателя при Р<0,01 (табл.3).

Таблица 3. Показатели ОГК (см.) популяции  северных(С) и южных(Ю) территорий Нижегородской области.

Table 3. OGK indicators (see) of populations in the northern (N) and southern (S)

territories of the Nizhny Novgorod region.

Структура распределения групп школьников по достигнутому уровню биологического возраста статистически значимо различается при р=0,001. У юношей в северных районах Левобережья доля отстающих в 1,5 раза выше, а опережающих почти в два раза ниже при относительном равенстве соответствующих. У девушек различия по доле отстающих в северных районах связаны с возрастной группой: она ниже только у подростков, но доля опережающих существенно выше (табл. 4).

Таблица 4. Уровень биологического развития школьников Нижегородской области, проживающих в разных природно-климатических условиях, (%).

Table 4. Level of biological development of schoolchildren in the Nizhny Novgorod

region living in different natural and climatic conditions, (%).

У наблюдаемых детей, на территориях южной части области, статистически значимо ниже доля сверстников с низкой массой тела за счет увеличения долей с повышенной МТ и высокой длиной тела. Указанные различия более интенсивно выражены у мальчиков.

Обсуждение

В данном исследовании выявлено, что при анализе внутригрупповых дисперсий, значения средних (М) тотальных размеров тела показывают биологически оправданные проценты прибавок в процессе наблюдаемого онтогенеза.

В прошлых исследованиях на уровне Нижегородского региона было показано, что дисперсии ДТ были более близки и характеризовались положительным коэффициентом асимметрии, не превышающего критических значений в большинстве возрастно-половых групп, а коэффициент вариации колебался 3,65%-5,95% при относительно симметричных распределениях квартилей, что позволяло считать длину тела признаком, распределение которого близко к нормальному [13, 17].

В согласовании полученных данных с федеральным нормативом выявили, что нормативные средние значения с сигнальными отклонениями при 128,0±5,00 см. у мальчиков и 129,0±7,00 у девочек соответственно в нашем случае показывают на северных территориях 128,6±5,22 и южных 130,9±5,64; у девочек на севере 126,9± 5,67 и юге 129,6± 6,34см. Показаны некоторые тенденциозные увеличения показателя Нижегородских детей относительно федерального стандарта [5, 13, 18].

Сверстники данного возраста между полами на севере территорий показывают незначимую разницу при приоритете мальчиков на 1,7 см. или 1,34%, тогда как на юге территорий обнаружены значимые различия дисперсий при p<0,01 и приоритет 1,3 см. или 1% у мальчиков.

Пубертатный скачок у наблюдаемой популяции детей традиционно проявляется закономерным двойным перекрестом - опережением девочками по росту мальчиков. Ростовые, возрастно-половые перекресты показали некоторую секулярную динамику, если сегодняшние дети, наблюдения 2022 года - начало и конец девичьего спурта, на севере показали 10,6-13,6 или 3,0 года, на юге на три месяца раньше с 10,3 по 13,4 лет или 3,1 лет, то в 1944 году этот период составлял 3,5 года и проходил с 11,7 до 15,2-летнего возраста. Исследования 1966 и 2011 года показали в первом случае 10,8-14,2 лет или 3,4 года, во втором 9,4-13,5 лет или 4,1 года календарной длительности пубертатного скачка.

Прирост ДТ у мальчиков от 7-ми до 15-ти лет в 1944/45 составлял 31 см и МТ - 17,1 кг, а в 2012 году 41 см. и 30 кг соответственно; у девушек в 1944 – 32,7 см и 21 кг, а в 2012 г. 34 см и 25 кг соответственно, современное исследование 2022 года показало объективные и значимые данные приростов при p<0,05, указанных выше.

ОГК - в 1944г. ростовые кривые не имели обусловленных половыми различиями перекрестов; в 1966 г. первый перекрест, когда девочки стали опережать мальчиков, приходится на 13 лет, а в 2012 гг. – на 12 лет, второй перекрест определен у современных школьников в 16 лет, в 2022 гг. – на севере и юге первый перекрёст показан в10,9/12,2 лет, второй перекрест определен 15,7/15,4 лет, соответственно [17, 19, 20].

Средние значения массы тела (МТ) более чем удвоились: у мальчиков от 7 до 17 лет возросли у северных на 203,3%, у южан - на 168,2%, что показывает дисперсионные, значимые разницы как внутри мужской популяции между севером и югом во всех возрастных группах, так и на уровне общих дисперсий. У девочек увеличение показателя составило 149,4 и 128,5% соответственно с подобными закономерностями, как и у мальчиков, как внутри пола в целом, так и во всех десяти возрастных группах.

Анализ результатов подобных наблюдений пилотных исследования [18] показывает, что в семилетнем и семнадцатилетнем возрасте в Московском регионе у мальчиков при длине тела 125,0 см масса тела составляет 20,5 кг, и 176,0 см и 62,0 кг соответственно. В нашем случае показаны МТ 21,4 и 64,9 кг на севере и 25,8 и 69,2 кг на юге, при проценте прироста за наблюдаемый период – на севере 203,3% и 168,2% на юге, северные дети опережали южных на 0,10к. или 0,23% соответственно.

Показатели антропометрии чувствительны к условиям среды и показывают разноплановые динамики в зависимости от степени интенсивности климато- географических и антропогенных нагрузок [10, 11, 12, 17, 18].

Заключение

Обобщая информационную картину проведенного исследования можно констатировать: учащимся 7-17-летнего возраста Нижегородского региона свойственны правосторонние смещения распределений показателей МТ и ОГК в наблюдаемых возрастно-половых группах. Данные распределения можно расценивать как особенность рассматриваемых рядов в унифицированном формате пространственно-временного континуума.

По ДТ мальчики относительно девочек отличаются более высоким темпом развития, показывая увеличение показателя более чем на 8,6% относительно равной стартовой длины тела.

Масса тела, многократно превышая прирост длины тела, более чем удваивается за период 7-17-летнего возраста, и у мальчиков увеличение больше на 37,6% относительно девочек. Длина окружности грудной клетки за это же период прогрессирует приростом на 44,8 - 40,0% у мальчиков и девочек соответственно.

Проявление полового диморфизма, традиционно выражающееся первым перекрестом ростовых кривых длины и массы тела, отмечен единым возрастом - первый в 11, второй в 14 лет соответственно. С четырнадцатилетнего возраста юноши в своем развитии значимо опережают девушек по показателям ДТ и МТ, что согласуется с наблюдениями.

Моделирование статистических конфигураций совокупных влияний факторов на изменчивости адаптационного потенциала современных учащихся показало, что малые доли вклада факторов условий территорий проживания оказывают значимое влияние на изменчивость показателей морфофункциональный статуса детей подростков.

Наблюдаемые показатели физического развития детей проживающих на северных и южных территориях, статистически значимо различаются большинством, морфологических и функциональных показателей сверстников, за исключением длины тела.

Сверстники, проживающие на южных территориях, отличаются большими величинами тотальных размеров тела, физиометрических и гемодинамических показателей, чем на севере.

Климато-географическая динамика различий показателей тотальных размеров тела сопоставима со структурой групп физического развития, в южных районах показано значимо меньшая доля сверстников с низкой массой тела за счет увеличения детей долей с повышенной массой и высокой длиной тела, данные различия более характерны мальчикам.

Географический фактор условий проживания учащихся Нижегородской области градирует темпы полового созревания; на южных территориях половое созревание респондентов более ускорено, чем северных, при р<0,01, что овеществляется возрастной динамикой средних показателей балла полового созревания. У юношей самых северных районов области доля отстающих в полтора раза выше, а опережающих почти в два раза ниже при относительном равенстве соответствующих уровню полового созревания.

 В северных районах у девушек доля отстающих коррелирует с возрастной группой, этот процент ниже только у подростков с существенно высокой долей опережающего типа полового созревания.

В современных условиях пространственно-временного континуума количественные констатации изменчивости физиологических показателей демонстрируют текущее морфофункциональное состояние детей и подростков и являются маркерами региональных условий среды обитания, сохраняя при том, закономерности возрастной динамики морфологического развития микропопуляций. Полученные результаты исследования предполагают проведение углубленных анализов морфофункциональных паттернов в контексте активно меняющихся климатических условий на неизменных географических территориях средней полосы Российской Федерации.

Благодарности

Исследование выполнено в рамках отраслевой темы (МЗ РФ) «Механизмы регуляции физиологических функций в норме и патологии», поисковой темы (ПИМУ) «Интегративные методы оценки функционального состояния организма», Госзадания «Многолетний мониторинг состояния опорно-двигательного аппарата у детей, занимающихся видом спорта(СП) (группа эксперимента) и не занимающихся спортом учащихся(НСП) (группа контроля)».

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Вклад авторов. Е.А. Калюжный – концепция и дизайн исследования, сбор и обработка материала, написание текста, редактирование. Автор подтверждает соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (автор внёс существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочёл и одобрил.

финальную версию перед публикацией

Источник финансирования. Автор заявляет об отсутствии внешнего финансирования при проведении исследования.

Конфликт интересов. Автор декларирует отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Этическая экспертиза. Исследование выполнено в соответствии с принципами Хельсинской декларации Всемирной медицинской ассоциации (2013г.). Предварительно исследованию, от родителей всех участников наблюдения, были получены информированные согласия. Программа исследований была одобрена заключением Комитета по этике ФГАОУ ВО «ННГУ им. Н.И. Лобачевского» протокол № 4 от 2.10. 2014 г.

Оригинальность. При создании настоящей работы авторы не использовали ранее опубликованные сведения (текст, иллюстрации, данные).

Генеративный искусственный интеллект.  При создании настоящей статьи технологии генеративного искусственного интеллекта  не использовали.

Информированное согласие на участие в исследовании.  Все участники до включения в исследование добровольно подписали форму информированного согласия, утвержденную в составе протокола исследования этическим комитетом.

About the authors

Eugene Kalyuzhny

Author for correspondence.
Email: eakmail@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0792-1190
SPIN-code: 9919-8643
Scopus Author ID: 56258842800

Associate Professor, Candidate of Biological Sciences, Associate Professor of the Department of Normal Physiology named after N. Yu. Belenkov.

References

Supplementary files