Показатели функционального состояния дыхательной системы студентов северного вуза

Полный текст

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

Об авторах

Оксана Львовна Нифонтова

Сургутский государственный педагогический университет

Email: ad_notam@mail.ru
доктор биологических наук, доцент, профессор кафедры медико-биологических дисциплин и безопасности жизнедеятельности 628417, Тюменская область, Ханты-Мансийский автономный округ - Югра, г. Сургут, ул. 50 ВЛКСМ, д. 10/2

О Г Литовченко

Сургутский государственный университет

Е А Багнетова

Сургутский государственный педагогический университет

К С Конькова

Сургутский государственный педагогический университет

Список литературы

Дополнительные файлы