EXTERNAL RESPIRATION FEATURES IN PRETEEN SCHOOLCHILDREN WITH SCOLIOSIS - RESIDENTS OF EUROPEAN NORTH

Full Text

Сколиоз является одним из самых распространенных заболеваний школьников и выявляется у 2-8% детей [9, 16]. Деформация позвоночника сопровождается изменениями топографии спинномозгового канала, спинного мозга и его оболочек, вызывает натяжение корешков спинного мозга, сдавление их отечными тканями и ущемление в межпозвонковых отверстиях, что приводит к нарушению нормальной иннервации внутренних органов [12] и соматической мускулатуры [6], в том числе и обеспечивающих дыхательную функцию [15, 18-20]. Хорошо известно, что природно-климатические факторы Севера оказывают существенное влияние на систему дыхания [4, 17], поэтому респираторная система у северян находится в состоянии функционального напряжения [2, 3, 13, 17]. К настоящему времени проведены исследования по изучению вентиляционной функции легких и фло-уметрических показателей у здоровых школьников, жителей Европейского Севера [1, 7, 14], у подростков, употребляющих психоактивные вещества [8], а также показателей внешнего дыхания у школьников со сколиозом III-IV степени [6, 10, 18]. Вместе с тем сведения о функциональном состоянии системы внешнего дыхания у детей младшего и среднего школьного возраста со сколиозом начальных (I-II) 15 Экология детства Экология человека 2015.06 степеней немногочисленны [5, 11], а у детей - жителей Европейского Севера страны носят единичный характер [15]. Цель работы - установить особенности функционального состояния системы внешнего дыхания при сколиозах начальных степеней у детей младшего и среднего школьного возраста, жителей Европейского Севера России. Методы Исследование параметров внешнего дыхания проводилось в начале и в конце учебного года у одной и той же группы детей младшего и среднего школьного возраста, родившихся и постоянно проживающих в городе Архангельске и Архангельской области. Обследование учащихся осуществлялось на базе двух образовательных учреждений. Группу исследования составили дети со сколиозом I-II степени, обучающиеся в санаторной школе-интернате; группу сравнения - дети, не имеющие данной патологии и обучающиеся в средней общеобразовательной школе. Всего обследовано 197 школьников: со сколиозом 32 мальчика и 79 девочек; без сколиоза 43 мальчика и 43 девочки. В число обследованных не были включены: часто болеющие дети, а также дети, имеющие хронические заболевания органов дыхания; хронические заболевания других органов и систем, влияющих на функцию внешнего дыхания; перенесшие за последние три недели, предшествующие обследованию, какие-либо острые заболевания дыхательных путей. Для изучения показателей, характеризующих функцию внешнего дыхания, был использован компьютерный портативный спирометр MIR-spirobank, обеспечивающий приведение измеренных объемных и скоростных показателей к стандартным газовым условиям (BTPS). Измерения проводились в первой половине дня при дыхании атмосферным воздухом в помещении с комфортными микроклиматическими условиями, через 1,5-2 часа после принятия пищи, после предварительной тренировки обследуемого. Были определены следующие показатели: жизненная ёмкость легких (ЖЕЛ), форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ), объем форсированного выдоха за первую секунду (ОФВ1), пиковая объемная скорость (ПОС), средняя объемная скорость на участке 25-75% ФЖЕЛ (СОС 25-75). Анализ результатов исследования проводился с помощью статистического пакета SPSS 17.0. Проверка на нормальность распределения данных осуществлялась при помощи критерия Шапиро -Уилка (для выборок до 50 наблюдений). Результаты описательной статистики для данных, подчиняющихся закону нормального распределения, представлялись в виде среднего значения (М) и стандартного отклонения (s), для данных, не подчиняющихся закону нормального распределения, в виде медианы (Ме), первого и третьего (Q1 и Q3) квартилей. В случае нормального распределения данных использовался критерий Стьюдента для независимых выборок. В случае распределения данных, отличного от нормального, расчёт шёл с помощью критерия Манна - Уитни. Обследование контингентов проводилось с соблюдением этических норм, изложенных в Хельсинкской декларации и Директивах Европейского сообщества (8/609 ЕС). Результаты Анализ полученных результатов показал, что у обследованных девочек со сколиозом I-II степени величина ЖЕЛ в течение учебного года увеличилась на 5,8% (р = 0,119), а у девочек группы сравнения - на 23,2% (p = 0,001) (табл. 1). Таблица 1 Показатели внешнего дыхания у детей младшего школьного возраста со сколиозом и без сколиоза в динамике учебного года, M ± s; Ме (Qj-Q3) Показа тель Пол Группа исследования N = 34 (Д), N = 17 (M) Группа сравнения N = 23 (Д), N = 23 (M) I II I II ЖЕЛ, л Д 1,71 ± 0,48 1,81 ± 0,50 1,55 ± 0,61 1,91 ± 0,48** М 1,61 ± 0,53 1,86 ± 0,38* 1,79 ± 0,50 1,82 ± 0,47 ФЖЕЛ, л Д 1,72 ± 0,49 1,91 ± 0,43** 1,76 ± 0,49 2,01 ± 0 47*** М 1,74 ± 0,37 1,86 ± 0,35 1,88 ± 0,39 1,97 ± 0,45 ОФВ1, л/с Д 1,62 ± 0,45 1,84 (1,56 2,11)*** 1,65 ± 0,41 1,75 (1,66 2,20***) М 1,67 ± 0,36 1,77 ± 0,31 1,76 ± 0,40 1,83 ± 0,43 СОС25-75, л/с Д 2,26 ± 0,69 2,66 (2,22 3,13)* 2,41 ± 0,64 2,37 (1,88 2,79) М 2,39 ± 0,62 2,49 (2,08 3,29) 2,25 ± 0,60 2,23 (1,75 2,69) ПОС, л/с Д 3,35 ± 1,13 3,72 ± 0,87 3,29 ± 0,85 3,50 ± 0,85 М 3,53 ± 0,88 3,72 ± 0,88 3,39 ± 1,01 3,37 ± 0,96 Примечания: I - начало учебного года, II - окончание учебного года; значимость различий в динамике учебного года: * - p < 0,05; ** - p < 0,01; *** - p < 0,001. При спирографическом обследовании всегда большое внимание уделяется анализу величины ФЖЕЛ, так как она отражает состояние проходимости воздухоносных путей. В группе девочек со сколиозом значение ФЖЕЛ увеличилось на 11,0% (р = 0,001), в группе сравнения - на 14,4% (р < 0,001). У обследованных мальчиков со сколиозом значение ЖЕЛ за период наблюдения увеличилось на 15,5% (р = 0,018). Разница в показателях ФЖЕЛ практически отсутствует. Достаточно чувствительным к выявлению даже незначительных изменений бронхиальной проходимости является показатель ОФВ1. Величина его у обследованных детей увеличилась: у девочек со 16 Экология человека 2015.06 Экология детства сколиозом на 13,5% (р < 0,001) и у девочек группы сравнения - на 6,0% (р < 0,001). Показатели СОС25-75 у девочек со сколиозом статистически значимо увеличились в течение учебного года на 17,6% (р = 0,003). При анализе величины ПОС в обследуемых группах не было выявлено статистически значимых различий в динамике наблюдения. У мальчиков обеих групп показатели ОФВ1, ПОС, СОС25 75 статистически значимо не изменились. При анализе результатов, полученных у детей среднего школьного возраста, установлено, что в течение учебного года у девочек со сколиозом величина ЖЕЛ увеличилась на 6,5% (р = 0,041), а у девочек группы сравнения - на 14,2% (р < 0,001) (табл. 2). Таблица 2 Показатели внешнего дыхания у детей среднего школьного возраста со сколиозом и без сколиоза в динамике учебного года, M ± s; Ме (Q1 - Q3) Показа- Пол Группа исследования N = 45 (Д), N = 15 (M) Группа сравнения N = 20 (Д), N = 20 (M) тель I II I II ЖЕЛ, л Д 2,30 ± 0,60 2,45 ± 0,54* 2,46 ± 0,62 2,81 ± 0,61*** М 3,38 ± 0,86 3,59 ± 1,14 2,81 ± 0,60 3,36 ± 0 71*** ФЖЕЛ, Д 2,41 ± 0,77 2,57 ± 0,48* 2,54 ± 0,41 2,85 ± 0,56** л М 3,29 ± 0,99 3,65 ± 1,04* 2,57 ± 0,50 3,36 ± 0 71*** ОФВ1, Д 2,34 ± 0,77 2,49 ± 0,46* 2,45 ± 0,36 2,77 ± 0,54** л/с М 3,09 ± 0,78 3,43 ± 0,89* 2,48 ± 0,48 3,17 ± 0,63*** СОС25 75, Д 3,41 ± 0,85 3,66 ± 0,78 3,72 ± 0,89 3,87 ± 0,78* л/с М 3,84 ± 0,88 4,17 ± 1,45 3,65 ± 0,82 4,16 ± 0,97 ПОС, л/с Д 5,05 ± 1,08 5,38 ± 1,00 4,83 (4,16- 5,93) 5,67 ± 1,42 М 5,93 ± 1,43 6,45 ± 1,40 5,29 ± 0,98 6,09 ± 1,19** Примечания: I - начало учебного года, II - окончание учебного года; значимость различий в динамике учебного года: * - p < 0,05; ** - p < 0,01; *** - p < 0,001. Значения ФЖЕЛ также больше возросли у девочек группы сравнения, чем у их ровесниц со сколиозом (12,2 и 6,2% соответственно). В годовой динамике величина ЖЕЛ у мальчиков со сколиозом увеличилась на 6,2% (р = 0,313), у мальчиков группы сравнения - на 19,5% (р < 0,001). В течение учебного года значение ФЖЕЛ увеличилось у мальчиков со сколиозом на 10,9% (р = 0,022), а в группе сравнения - на 30,7% (р < 0,001). Величина ОФВ1 статистически значимо увеличилась у девочек со сколиозом на 6,4%, в группе сравнения - на 13,1%. Анализ величины СОС25 75 в течение учебного года показал, что у девочек со сколиозом она возросла всего на 3,7%, а у девочек группы сравнения - на 4,3 % (p = 0,043). У мальчиков со сколиозом I-II степени в период обследования значение ОФВ1 увеличилось на 11,0% (р = 0,022), у их ровесников в группе сравнения - на 27,8% (р < 0,001). Величина СОС25 75 у мальчиков со сколиозом стала выше на 8,6% (р = 0,344), а в группе сравнения - на 12,3% (р=0,085). Значение ПОС у мальчиков со сколиозом в динамике учебного года практические не изменялось, тогда как у детей без сколиоза увеличилось на 15,1% (p = 0,006) Обсуждение результатов Хорошо известно, что в акте дыхания в основном участвуют межрёберные мышцы, диафрагма, мышцы живота, а также и другие мышцы, особенно во время нагрузки на организм. При сколиотической болезни нарушается нормальная иннервация внутренних органов и соматических мышц, в том числе и тех, которые обеспечивают функцию системы внешнего дыхания. В северных регионах ситуацию, вызванную сколиотической болезнью, могут усугублять и природно-климатические факторы, среди которых выделяют целую группу пульмонотропных, оказывающих непосредственное воздействие на дыхательную систему. Выполненные исследования позволили выявить некоторые особенности функционального состояния системы внешнего дыхания у детей младшего и среднего школьного возраста, имеющих начальные степени сколиоза и проживающих в условиях Европейского Севера России. Согласно общебиологическим закономерностям у обследованных детей за период наблюдения в течение года увеличилась ЖЕЛ. Однако у детей даже с начальными степенями сколиоза увеличение ЖЕЛ оказалось меньше, чем у детей без данной патологии. Поскольку величина ЖЕЛ косвенно указывает на максимальную площадь дыхательной поверхности лёгких, которая в принципе может принимать участие в переносе кислорода и выведении углекислого газа, меньший годовой прирост её у детей со сколиозом по сравнению с детьми без сколиоза может сказаться на дальнейшем физическом развитии таких детей, морфологическом и функциональном совершенствовании их функциональных систем. Величины ФЖЕЛ и ОФВ1 у детей, имеющих сколиоз, также увеличились за период наблюдения в меньшей степени, чем у детей без сколиоза. Особенно значительно эти различия наблюдаются у детей среднего школьного возраста. Можно предположить, что полученные результаты связаны с изменениями иннервации соматической мускулатуры, обеспечивающей дыхательную функцию у детей со сколиозом. В свою очередь, нарушение иннервации дыхательных мышц может проявляться уменьшением их мышечной силы. В то же время меньший годовой прирост величины ФЖЕЛ у детей со сколиозом может быть обусловлен 17 Экология детства Экология человека 2015.06 и особенностями у них бронхиальной проходимости. Так, величины прироста СОС25 75 и ПОС за период наблюдения у детей среднего школьного возраста со сколиозом ниже, чем у детей без сколиоза. Таким образом, у проживающих в условиях Европейского Севера детей младшего и среднего школьного возраста со сколиозом по сравнению со сверстниками без сколиоза наблюдается снижение динамики прироста величин ЖЕЛ, ФЖЕЛ, ОФВ1, СОС25 75 и ПОС, что может отразиться в дальнейшем на морфологическом и функциональном развитии и совершенствовании у них функциональных систем в онтогенезе.

About the authors

M A Abramova

Northern (Arctic) Federal University named after M. V. Lomonosov

V G Chernozemov

Northern (Arctic) Federal University named after M. V. Lomonosov

Email: v.chernozemov@narfu.ru

O N Popova

Northern (Arctic) Federal University named after M. V. Lomonosov; Northern State Medical University

E V Tichonova

Northern State Medical University

A B Gudkov

Northern (Arctic) Federal University named after M. V. Lomonosov; Northern State Medical University

References

Supplementary files