Введение к работе
Актуальность проблемы. Приоритетной задачей современности является создание условий для выживания и устойчивого развития человечества, при котором качество жизни и качество окружающей среды должны находиться в гармонии (Агаджанян Н.А. 2000, 2001; Щедрина А.Г., 1989; Мельникова С.Л., 1997; Онищенко Г.Г., 2001; Выборнов В.Б., Синода В.А., 2004; Крикун Е.Н., 2006). Для более широкого понимания анатомо-физиологической изменчивости организма важно изучить морфофункциональное состояние системы микроциркуляции, которая является маркером обменных процессов в организме и позволяет раскрыть индивидуальные особенности патогенеза нарушений кровообращения [Tillmanns Н., 1990; Braverman I.M., 1997; Гайворонский И.В., 2002; Азизов Г.А., 2005; Аминова Г.Г., 2003; Popel A.S., 2005; Ellis C.G., 2005; Козлов В.И., 2006; Tyagi А., 2009: Toda N., 2011]. Внутренняя неоднородность популяции, обусловленная наличием индивидуальных особенностей организма, диктует поиск путей и подходов, позволяющих увидеть общие закономерности функционирования системы микроциркуляции при сохраняющемся спектре индивидуальных различий. Этим требованиям удовлетворяет индивидуально-типологический подход к оценке морфофункциональных особенностей человека [Морозов М.В., 2004; Литвин Ф.Б., 2004; Цехмистренко Т.А., Станишевская Т.И., 2006; Чуян Е.Н., 2008; Трибрат Н.С., 2010]. Техногенное загрязнение окружающей среды и одна из его составляющих радионуклиды, попавшие в атмосферу в результате аварии на Чернобыльской АЭС представляет реальную опасность для роста частоты отклонений от нормального развития организма человека [Коваленко А.Н., 1990; Тупицын и др., 1994, Бурлакова Е.Б., 1996; Старцева Ю.В, 1998; Глазачев О.С., 1998; Стукалова В.В., 2002; Дорощенко В.Н., 2003; Литвин Ф.Б., 2004; Булацева М.Д., 2005; Михалев В.П., 2001; Золотникова ГЛ., 2007; Корсаков А.В., 2012]. Брянская область является одной из наиболее пострадавших в Центральном Федеральном округе, где под загрязнением радионуклидами с разным уровнем радиации находится 2440 км территории. Длительное воздействие малых доз радиации вызывает нарушения в сердечно-сосудистой системе в целом [Цыб А.Ф., 1997; Бурлакова Е.Б., 1999; Ермакова О.В., 2007; Alzen G, Benz-Bohm G., 2011] и ее периферического звена - системы микроциркуляции [Поленов С.А., 2008; Tsoukias N.M., 2007; Mchedlishvili G., 2007; Somani A., 2010; Su S.-W., 2012]. В последнее время появились работы, посвященные изучению обособленного влияния повышенных доз радиации на растущий организм [Бородина И.Ю., 2000; Бурлакова Е.Б., 1996, 1999; Глазачев О.С, 1998; Андреева И.Г., 2006 Литвин Ф.Б., 2006], а также при комплексном воздействии ксенобиотиков [Михалев В.П., 2001; Цыгановский A.M., 2009; Корсаков А.В., 2012]. В тоже время отсутствуют работы по изучению сочетанного влияния малых доз радиации в комплексе с тренировочными физическими нагрузками, что определило направление наших исследований.
Цель и задачи исследования Целью работы явилась эколого-физиологическая характеристика системы микроциркуляции и метаболизма кислорода у школьников и студентов с учетом региона проживания и уровня двигательной активности.
Задачи исследования:
-
Изучить индивидуально-типологические особенности организации системы микроциркуляции с учетом регионов проживания и уровня двигательной активности.
-
Изучить особенности метаболизма кислорода в системе микроциркуляции школьников и студентов с учетом регионов проживания и уровня двигательной активности.
-
Определить функциональные резервы системы микроциркуляции и реактивность микрососудов у детей, подростков и юношей с разным уровнем двигательной активности и проживающих в разных радиоэкологических условиях.
-
Определить тендерные различия микроциркуляции крови метаболизма кислорода с учетом места проживания и уровня двигательной активности.
Объект исследования - тканевой кровоток кожного покрова человека.
Предмет исследования - микрогемодинамика и метаболизм кислорода в коже человека при действии систематических физических нагрузок с учетом территории проживания.
Научная новизна полученных результатов.
Впервые в Брянской области на обширном материале с применением современных методов исследования проведен сравнительный анализ интенсивности микрокровотока и метаболизма кислорода у школьников и студентов, проживающих в районах с радиационной нагрузкой и разным уровнем двигательного режима, что проявляется увеличением спектра «крайних» типов микроциркуляции. Анализ основных параметров метаболизма кислорода показал повышенное содержание кислорода в смешанной крови микроциркуляторного русла у школьников и подростков из радиоэкологически благополучных регионов и достоверно низкий показатель сатурации кислорода у испытуемых трех возрастных групп, обоего пола из радиоэкологически неблагополучных регионов, что иллюстрирует напряжение механизмов адаптации.
Впервые установлено, что при систематических занятиях спортом среди спортсменов мужского и женского пола растет число представителей с гиперемическим и гипоемическим типом и уменьшается число лиц с мезоемическим типом микроциркуляции. Впервые выявлено, что при систематических физических нагрузках у спортсменов независимо от пола, возраста и типа микроциркуляции статистически ниже показатель сатурации кислорода, свидетельствующий о повышении интенсивности его утилизации. Занятия спортом снижают повышенную реактивность сосудов микроциркуляторного русла преимущественно в предпубертатном и пубертатном периодах роста и развития организма. Впервые показано, что жители РЭНР (Радиоэкологически неблагоприятных районов) характеризуются исходно высоким уровнем обменных процессов, а систематические физические нагрузки усиливают напряженность механизмов регуляции в системе микроциркуляции. Возрастает утилизация кислорода из крови в ткани и активное его использование на клеточном уровне.
Теоретическая значимость. Полученные новые знания о функциональных возможностях системы микроциркуляции организма дополняют и углубляют теорию общей адаптации и стресса. Установленные данные существенно дополняют знания об особенностях роста и развития организма детей и подростков
в условиях повышенного двигательного режима в сочетании с воздействием малых доз радиации. Новые факты и оригинальность использования наряду с методом лазерной допплеровской флоуметрии, метода оптической тканевой оксиметрии и лазерной флуоресцентной диагностики в значительной степени предопределяют теоретическую базу для дальнейших научных исследований в области микроциркуляции.
Практическая значимость работы. Результаты проведенных исследований могут послужить информационной базой для оценки резервных возможностей организма при повышенном двигательном режиме в радиоэкологически неблагоприятных условиях среды обитания с учетом типа микроциркуляции, в качестве дополнительных критериев в комплексной оценке здоровья. Полученные результаты исследования позволяют использовать их в качестве нормативного материала при индивидуальной и популяционной оценке состояния здоровья школьников и студентов Брянской области, что необходимо в практической работе учителей физической культуры, тренеров, педиатров и валеологов. Основные положения диссертации используются в учебно-педагогическом процессе на кафедре спортивных дисциплин и кафедре анатомии и зоологии Брянского государственного университета имени академика И.Г. Петровского, кафедре биологических дисциплин Смоленской академии физической культуры, спорта и туризма, кафедре физического воспитания Брянской инженерно-технологической академии. Выявленный рост напряженности регуляторных систем организма школьников и студентов в радиоэкологически неблагоприятных условиях среды обитания служит основанием для разработки комплекса медико-биологических и социально-экологических мероприятий, направленных на оптимизацию учебной и спортивной деятельности.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Использование метода лазерной допплеровской флоуметрии в сочетании с оптической тканевой оксиметрией и лазерной флуоресцентной диагностикой позволило выявить системные преобразования в организме детей, подростков и юношей.
-
Каждый индивидуум имеет индивидуальный «экологический портрет» встроенный в морфогенетические закономерности роста и развития организма и представленный индивидуально-типологическими особенностями системы микроциркуляции. Разная частота встречаемости типов микроциркуляции отражает существование экологической дифференциации детской, подростковой и юношеской популяции.
-
Систематические физические нагрузки по-разному воздействуют на систему микроциркуляции в зависимости от условий обитания.
-
Длительное воздействие малых доз радиации повышает уровень напряженности регуляторных механизмов в системе микроциркуляции, связанный с повышением утилизации кислорода из крови в ткани.
-
Лазерная допплеровская флоуметрия в сочетании с оптической тканевой оксиметрией и лазерной флуоресцентной диагностикой является объективным и высокоинформативным методом оценки функционального состояния системы микроциркуляции и может использоваться для оценки уровня адаптации организма.
Личный вклад соискателя. Соискателем самостоятельно выполнена экспериментальная часть работы, проведена статистическая обработка полученных
данных, сделан анализ литературного материала. Постановка цели и задач исследования, обоснование путей их решения, а также анализ результатов исследования и их обсуждение проведены с участием научного руководителя.
Апробация результатов работы. Основные положения диссертации доложены на V Всероссийском симпозиуме с международным участием «Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение» (г. Ижевск, 2011); IV Всероссийской научной конференции с международным участием «Микроциркуляция в клинической практике» (Москва, 2012); на II Международной научно-практической конференции «Современные средства повышения физической работоспособности спортсменов» (г. Смоленск, 2012); на I международной заочной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития физической культуры и спорта в современных условиях» (г. Брянск, 2012).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ, из них 3 статьи в журналах из списка, утвержденного ВАК России.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 210 страницах, состоит из перечня условных сокращений, введения, четырех разделов: обзора литературы (1 раздел), описания материала и методов исследования (2 раздел), результатов исследования (3 раздел), обсуждения результатов исследования (4 раздел), выводов и литературы из 138 отечественных и 58 иностранных источников. Диссертация иллюстрирована 34 рисунками и включает 28 таблиц.
