Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Обзор литературы 11
1.1. Дыхание в условиях низких температур внешней среды 11
1.2. Морфологические и функциональные изменения в системе дыхания в экологических условиях у жителей Севера 15
1.3. Возрастно-половые особенности морфофункциональных систем у детей и подростков в северных условиях 26
1.4. Сезонные изменения кардиореспираторной системы у жителей Севера 37
1.5. Регуляция внешнего дыхания при физической нагрузке 41
Глава II. Материалы и методы 54
2.1. Краткая характеристика экологических условии Магаданской области 54
2.2. Методика изучения кардиореспираторной системы 56
2.3. Контингент исследуемых 57
Глава III. Результаты и обсуждение 61
3.1. Показатели внешнего дыхания у лиц мужского пола с различной двигательной активностью в экологических условиях северо-востока России 61
3.1.1. Показатели внешнего дыхания у спортсменов и не спортсменов 61
3.1.2. Показатели внешнего дыхания у спортсменов с различным уровнем квалификации 65
3.1.3. Показатели внешнего дыхания у спортсменов до и после велоэргометрической нагрузки 68
3.2 Возрастная динамика антропофизиометрических и гемодинамических показателей у лиц мужского и женского пола 73
3.2.1. Возрастная динамика 73
3.2.2. Половые различия 79
3.3. Объемно-временные показатели внешнего дыхания у лиц мужского и женского пола 82
3.3.1. Возрастные изменения показателей внешнего дыхания у лиц мужского пола 82
3.3.2. Возрастные изменения показателей внешнего дыхания у лиц женского пола 92
3.3.3. Половые различия показателей внешнего дыхания 95
3.4. Сезонные изменения параметров внешнего дыхания в экологических условиях северо-востока России 102
Заключение 117
Выводы 121
Условные обозначения и сокращения 123
Список литературы 125
- Возрастно-половые особенности морфофункциональных систем у детей и подростков в северных условиях
- Регуляция внешнего дыхания при физической нагрузке
- Возрастная динамика
- Сезонные изменения параметров внешнего дыхания в экологических условиях северо-востока России
Возрастно-половые особенности морфофункциональных систем у детей и подростков в северных условиях
Существенное влияние окружающая среда оказывает на детский организм, у которого происходит быстрое морфологическое и функциональное развитие всех органов и систем. Онтогенез организма осуществляется в прямой зависимости от внешних условий среды. Многие исследователи изучали особенности развития детского организма в разных климатогеографических регионах [Кандрор, 1968; Калюжная, 1973; Казначеев, 1980; Криворучко, 1976; Рапопорт, 1979; Максимов и др., 1998; Кривощеков, Гребнева, 2000; Lebowitz, 1991]. Данные разных авторов не во всем совпадают, однако многие из них указывают на то, что возрастные изменения показателей внешнего дыхания отражают зависимость от антропометрических характеристик детей [Белоусова и др., 1964; Кузнецова, Назарова, 1976; Ferris, 1958; Stewart, 1958], половой принадлежности, пубертатных скачков роста и полового созревания [Аршавский, 1975; Колесов, Тупицин, 1987; Koch, 1984], уровня физического развития и тренированности [Фарфель, Коц, 1970; Дембо, Земцовский, 1989; Тихвинский, 1991; Любомирский и др., 2000; Astrand, 1952; Koch, 1984], а также от экологических условий [Рапопорт, 1979; Шмыков, Перельман, 1989] Показано, что меньшая экономичность функции внешнего дыхания присуща раннему детскому и старческому возрасту, а наиболее экономично осуществляется в зрелом возрасте [Середенко, Серебровская, 1979], поэтому важно знать возрастно-половые закономерности функционирования системы внешнего дыхания растущего организма для предотвращения развития патологии и своевременной профилактики.
По данным Т.Д.Кузнецовой и Н.Б.Назаровой [1976] частота дыхания (ЧД) у детей 5-14 лет с возрастом снижается. Дыхательный объем (ДО) с возрастом постепенно увеличивается, причем ДО у девочек, как правило, ниже, чем у мальчиков во всех возрастах. Минутный объем дыхания (МОД), в расчете на единицу поверхности тела, понижается. Если у мальчиков 11 лет этот показатель равен 3,16-3,46 л/мин/м2, то к 14 годам он снижается до 2,86-3,24 л/мин/м2. Статистически значимого различия между этим показателем в данных возрастах у девочек и мальчиков не наблюдалось.
Максимальная вентиляция легких (MBЛ) у детей 5-14 лет с возрастом прогрессивно увеличивается. Наиболее выраженное увеличение MB Л происходит у мальчиков в 12 лет и у девочек в 13 лет, причем, начиная с этих возрастных периодов наблюдаются половые различия. Так, у девочек в 12 лет MB Л значительно ниже, чем у мальчиков в таком лее возрасте. При обследовании детей г.Архангельска [Анциферова, Гудков, 2000] обнаружена иная динамика величин МВЛ: в возрасте 11 лет у мальчиков установлено достоверное снижение этого показателя по сравнению с должной величиной. К 12 годам фактическая величина соответствовала должной. В период с 12 до 13 лет не отмечено значительных изменений МВЛ, как это отмечали Т.Д.Кузнецова и Н.Б.Назарова [1976]. Выраженное повышение величины МВЛ наблюдалось в 13-14 лет, причем, фактическая величина преобладала над должной. У обследованных девочек 11-14 лет этими авторами было отмечено снижение фактического показателя МВЛ по сравнению с должной во всех возрастных группах.
Минутное потребление кислорода (МОК) и минутное выделение углекислого газа с возрастом детей прогрессивно увеличивается. Однако строгого параллелизма в изменении потребления кислорода (ПОг) и выделения углекислого газа не наблюдается. С ростом "детей увеличивается их масса, возрастают потребности организма в энергетических ресурсах, что и сопровождается возрастанием потребления кислорода. А усиление интенсивности обменных процессов неизменно вызывает увеличение выделения углекислого газа.
Как указывают Т.Д.Кузнецова и Н.Б.Назарова [1976] с возрастом у детей происходит непрерывное совершенствование системы дыхания, увеличение эффективности дыхания. Определение жизненной емкости легких (ЖЕЛ) имеет большое практическое значение, так как ее снижение свыше 15% от должного уровня указывает на снижение способности легких к расправлению. По данным этих же исследователей, у детей ЖЕЛ с возрастом прогрессивно увеличивается. У мальчиков она, как правило, выше, чем у- девочек. В возрасте 13-14 лет различие стирается за счет более интенсивного увеличения ЖЕЛ у девочек. Также выявлено, что общая емкость легких (ОЕЛ) увеличивается с возрастом детей, причем, основное увеличение происходит за счет роста остаточного объема (00), но главным образом, за счет ЖЕЛ. После 8-9 лет темп увеличения ЖЕЛ обгоняет 00. ЖЕЛ увеличивается в 3 раза к 11 годам, в то время как 00 -только к 14 годам [Кузнецова, Назарова, 1976].
Как уже отмечалось выше, многие авторы выявили зависимость ДО, МОД, ЖЕЛ, МВЛ от возраста детей, в основе которой находятся антропометрические характеристики, также меняющиеся с возрастом. Среди них самую тесную корреляцию с легочными объемами имеют длина тела, затем уже масса тела. Исследователи указывают на то, что в отдельные возрастные периоды происходит скачкообразное изменение показателей и отсутствует строгая линейная зависимость изучаемых показателей от возраста и роста. Известно, что длина тела и развитие детей происходит неодинаково на всех этапах. Так, в период полового развития, происходят пубертатные скачки роста. В подростковый период морфофункциональные особенности организма характеризуются изменением длины и массы тела, площади его поверхности, соотношения трех основных размеров тела (длины и массы тела, окружности грудной клетки). Мальчики и девочки при этом растут неодинаково. Девочки старше 7 лет растут медленнее мальчиков, но с 12-13 лет они обгоняют мальчиков, и лишь после 16 лет последние их перерастают. Примерно в том же отношении, как и скачки роста длины тела, происходит и увеличение легочных объемов и показателей вентиляции [Кузнецова, Назарова, 1976].
Исследования, проведенные Ж.Ж.Рапопортом [1979] показали, что созревание костно-мышечной системы ребенка в условиях Севера задерживается на 6-12 месяцев по сравнению с физическим развитием детей в условиях средней полосы России, из чего можно сделать вывод, что в условиях Севера паспортный возраст ребенка не совпадает с биологическим. На задержку полового развития и неблагоприятных отклонений в физическом развитии также указывают С.Г.Кривощеков и Н.Н.Гребнева [2000], которые связывают происходящее с негативным влиянием условий Севера на процессы развития детского организма и незавершенность адаптивного процесса у детей мигрантов на Севере [Кривощеков и др., 1998]. По данным А.П.Лавриновой [2000] у подростков, родившихся и проживающих в экологических условиях Севера, отмечается широкая вариабельность в сроках вступления в пубертат, темпах его завершения, что приводит к существенным различиям даже в пределах одинаковой возрастной группы. Характерным для подростков является преобладание весовых показателей над ростовыми. Период полового созревания у девочек происходит раньше (11-12 лет), чем у мальчиков (12-13 лет).
С.Г.Кривощекова и Н.Н.Гребневой [2000] отмечают, что в интервале 13-14 лет наблюдается второй ростовой скачок, когда значительно увеличивается годовая прибавка длины тела, которая, однако, остается значительно меньше, чем у сверстников других регионов. Подростки в 14 лет практически не различаются по антропометрическим параметрам, что авторы связывают с одновременным ростовым скачком в обоих полах. В 15-16 лет мальчики обгоняют девочек по длине и массе тела, но отстают по окружности грудной клетки, что связано с интенсификацией подкожных жировых отложений и ростом молочных желез. Авторами выявлено, что ростовые процессы детей мигрантов на Севере, имеют и свои особенности, которые проявляются в снижении годовых прибавок по основным антропометрическим параметрам, склонности к астенизации, более выраженной у мальчиков, избыточном жироотложении и недостатоке по длине тела у девочек. Эти данные совпадают с результатами исследований на Северо-Востоке России в г.Магадане [Шеверева и др., 2001], на Европейском Севере [Баранов, 1999], а также у подростков других регионов [Кардашенко, Суханова, 1990].
Все же на стадиях полового созревания, подчиняясь основным биологическим закономерностям, происходит максимальное увеличение основных показателей физического развития. Это предъявляет повышенные требования к функциональным системам организма, поэтому характер процесса адаптации зависит от уровня морфофункционального развития ребенка [Колосова и др., 2000]. И если этот уровень низкий, не соответствует возрастным нормативам, то наступает напряжение в работе функциональных систем, которое приводит к развитию процесса дизадаптации.
Регуляция внешнего дыхания при физической нагрузке
Двигательная активность - основное свойство животных и человека, неотъемлемая часть жизни и развития каждого организма, а также взаимодействие с окружающей средой. В течение жизни нередко, под влиянием каких-либо требований внешней среды, уровень двигательной активности изменяется в сторону его повышения или понижения. Если человек изменяет образ жизни так, то его организм должен приспосабливаться к новому состоянию (например, тяжелая физическая работа, систематические занятия спортом и т. д.). Наряду с повышенной двигательной активностью человек и животные вынуждены адаптироваться и к пониженной двигательной активности - гипокинезии. Таким образом, научно-техническая революция несет с собой гипокинезию, являющуюся негативным моментом для человека как биологической системы [Агаджанян и др., 1998].
В целом хорошо дозируемые мышечные нагрузки способствуют повышению неспецифической резистентности к действию самых различных факторов [Айдаралиев, Максимов, 1988; Барбараш, 1996]. Морфологическая структура и функции человеческого организма формируются под влиянием движений. Физические нагрузки как экологический фактор в процессе жизнедеятельности человека приводят к значительным адаптационным изменениям всех этапов дыхания. Функция аппарата внешнего дыхания тесно сопряжена с функцией скелетных мышц, поэтому многие физиологи уделяют внимание дыханию при мышечной деятельности [Маршак, 1973; Бреслав, Глебовский, 1981; Бреслав, Исаев, 1994; Кучкин, 1999; Солопов, Вишнякова с соавт, 1999; Ikai, Steinhaus, 1961; Malhotra, 1965; Consolazio et al. 1966; Nayar, 1966; Astrand, Rodahl, 1977; Mc Donagh, Davies, 1984; Astrand, 1988; Righalet, 1990]. Также, показана важная роль скелетной мускулатуры в энергообеспечении организма при адаптации к холоду [Шмерлинг, 1989; Якименко, Симонова, 1992; LeBlanc, 1969,1987; Weller, 1999].
Мышечная работа всегда сопровождается увеличением легочной вентиляции, что необходимо для удовлетворения возникающей при работе потребности в повышенном количестве кислорода и в удалении из организма избытка двуокиси углерода. При физических нагрузках происходит повышение газообмена, которое при тяжелых нагрузках сопровождается увеличением функциональной остаточной емкости на 12%, за счет вовлечения в вентиляцию увеличенной респираторной поверхности легких и ее резервных возможностей [Гришин, Никольская, 1996].
Показано [Пшенникова, 1986], что во время мышечной работы легочная вентиляция увеличиваеться, как за счет учащения, так и углубления дыхания. Глубина дыхания в свою очередь зависит от емкости легких и функциональных возможностей дыхательных мышц, т. е. от состояния аппарата внешнего дыхания. При этом, чем больше жизненная емкость легких, тем дыхание может быть более глубоким и экономным. Увеличение вентиляции легких за счет углубления дыхания является более экономным, чем за счет увеличение частоты дыхания, так как при более глубоком дыхании воздух, остающийся при каждом выдохе составляет относительно меньшую часть всего вентилируемого воздуха. В результате эффективная, или альвеолярная, вентиляция, т. е. количество воздуха, непосредственно участвующего в газообмене, становится несколько больше. Таким образом, жизненная- емкость легких в определенной мере лимитирует экономичность дыхания при мышечных нагрузках.
Работу дыхания лимитируют не только возможности дыхательного аппарата, но еще и мощность регуляторных механизмов. Показано [Шик, 1973], что увеличение легочной вентиляции при мышечной работе лимитируется способностью дыхательного центра поддерживать предельную активность и совершенством координации работы дыхательных мышц. Совершенство координации дыхательных движений является лимитирующим фактором не только для обеспечения высокого уровня легочной вентиляции при мышечной работе. У нетренированных людей во время мышечной работы умеренной интенсивности происходит снижение эффективности внешнего дыхания, т. е. снижение насыщения крови кислородом, гипоксия, и в результате - снижение работоспособности. Это вызвано дискоординацией дыхательных движений и недостаточной корреляцией между воздухообменом, кровоснабжением легких и мышечной деятельностью [Пшенникова, 1986]. В процессе тренировки это явление исчезает, и значение тренировки заключается не в повышении предела увеличения легочной вентиляции, а в развитии строгой слаженности в деятельности систем дыхания и кровообращения на центральном уровне регуляции [Маршак, 1973].
При исследовании спортсменов-биатлонистов было установлено, что большие функциональные резервы органов дыхания и кровообращения могут обеспечивать повышенную работоспособность. Основу индивидуальных различий выносливости в значительной мере определяет структура функций, ответственных за энергетическое обеспечение мышечной работы, в частности, эффективность расходования источников энергии [Ткаченко и др., 1986; Бреслав, Исаев, 1994].
Таким образом, адекватность дыхания при мышечной деятельности в значительной степени лимитируется возможностями механизмов регуляции кардиореспираторной системы. Показано, что величина легочной вентиляции при мышечной работе регулируется сложным рефлекторным путем благодаря воздействиям на дыхательный центр безусловных (нервных и гуморальных) раздражителей и образовавшихся на их основе условных рефлексов [Ольнянская, 1950; Маршак, 1973; Шик, 1973]. В момент поступления сигнала о начале работы активируются двигательные центры коры больших полушарий. Это возбуждение распространяется на структуры продолговатого мозга и варолиева моста, участвующие в регуляции частоты и глубины дыхания, куда поступает и афферентная сигнализация от рецепторов работающих мышц, связок, суставов. В результате резко возрастает возбуждение дыхательного центра и эфферентный сигнал. Количественное соответствие реакции ожидаемой нагрузке обеспечивается временными связями, сформировавшимися в процессе индивидуального развития организма [Бреслав, Глебовский, 1981].
Таким образом, организм человека и других млекопитающих обладает сформировавшимся в процессе эволюции регуляторным механизмом, который может обеспечить соответствие между интенсивностью мышечной нагрузки и величиной легочной вентиляции. Однако в нетренированном к этой нагрузке организме наличие такого механизма само по себе не обеспечивает устойчивого полноценного дыхания при сложной или достаточно интенсивной и длительной мышечной работе. Это обеспечение лимитируют два основных фактора: анатомо-функциональные возможности аппарата внешнего дыхания (емкость легких, выносливость дыхательных мышц и др.), а также функциональные возможности центрального аппарата регуляции дыхания [Пшенникова, 1986] .
В результате тренированности к физическим нагрузкам возрастают функциональные возможности аппарата внешнего дыхания и механизмы его регуляции. Под влиянием регулярных тренировок у человека ЖЕЛ может достигать 5-6 л при 3-4 л у нетренированных людей, мощность вдоха и выдоха - 7,5 л/с и 5,8 л/с соответственно при 5,6 и 5,2 л/с у нетренированных, максимальная частота дыхания 60 дых/мин и глубина дыхания 2,5-3 л при 0,5 л у нетренированных [Фарфель, Коц, 1970]. Величины этих и других показателей в каждом конкретном случае зависят от вида мышечной нагрузки, степени тренированности, индивидуального физиологического статуса аппарата дыхания и других факторов. Так, О.В.Коркушко и Ю.Т.Ярошенко [1996] выявили зависимость максимального потребления кислорода (МІЖ) у мужчин 18-95 лет от возраста и уровня двигательной активности. Авторы обнаружили, что вариабельность МШС зависит на 58% от возрастного фактора, на 23% - от уровня двигательной активности и на 12% от антропометрических характеристик.
Наибольшее увеличение ЖЕЛ отмечается у людей, тренирующихся к длительным динамическим нагрузкам, т. е. при тренировке на выносливость, наименьшее увеличение этого показателя происходит при тренировке к кратковременным силовым нагрузкам. Показано, что наиболее высокие величины ЖЕЛ характерны для пловцов и велосипедистов - 5,8-6,3 л, легкоатлетов - 5,4-5,7 л, в меньшей степени возрастает этот показатель у борцов и гимнастов - до 4,5 л и тяжелоатлетов - всего 3,9 л [Фарфель, Коц, 1970]. Рост ЖЕЛ связан с углублением дыхания, и в основе этого роста лежит увеличение амплитуды и скорости сокращения дыхательных мышц, осуществляющих вдох, т. е. увеличение способности этих мышц к укорочению [Fanta et al., 1983].
Возрастная динамика
Возрастная динамика антропометрических и физиометрических параметров у представителей мужского пола представлена в таблице 7. Анализ полученных данных показывает, что в период с 8 до 16 лет у детей и подростков происходит достоверное увеличение длины и массы тела. Начиная с 17 лет у юношей прекращается рост тела в длину, при возрастании массы тела и окружности грудной клетки. В пубертатный период (13 -14 лет) длина тела увеличивается на 4,5 - 5,0%, масса тела - на 12,7-15,5%. Объем грудной клетки в период с 13 до 14 лет возрастает на 9,0%, затем этот прирост снижается и у юношей 18-19 лет ОГК составляет около 90 см.
Динамометрия правой кисти в пубертатный период увеличивается на 20,0- 25,0%, а левой - на 22,0%. В 15 лет у подростков происходит снижение прироста этого показателя, а в 16 лет, по сравнению с 15 годами, динамометрия обеих рук увеличивается на 20%, затем в 17-18 лет эти показатели даже снижаются и начинают возрастать у юношей с 18 лет.
Частота сердечных сокращений с увеличением возраста детей и подростков закономерно снижается, а показатели артериального давления -увеличиваются (табл. 8), что совпадает с литературными данными [Калюжная, 1973; Рогачевская 2002]. Наиболее существенные изменения частоты сердечных сокращений в сторону снижения у мальчиков отмечаются в возрасте 10-11 лет (на - 12,0%) и в 13-14 лет (на - 6,3 %). Затем этот показатель у юношей и мужчин стабилизируется и колеблется в пределах 68-74 уд/мин. Однако в возрасте 18 лет у юношей нами отмечена брадикардия, когда ЧСС составила всего 63,0 уд/мин.
Систолическое артериальное давление в период с 10 до 13 лет достоверно не увеличивается, ас 12 до 14 лет оно возрастает на 9,7%, затем этот показатель у юношей практически не меняется и колеблется в пределах 113,0 -117,0 мм.рт.ст. У детей 11 лет, по сравнению с 10 и 12 годами, отмечено понижение диастолического давления, затем по мере увеличения возраста этот показатель увеличивается и у юношей составляет 69,0-72,0 мм.рт.ст.
У девочек наиболее значительный прирост длины тела отмечен в возрасте 10 лет и по сравнению с 8-9 годами он составляет 9,1%, затем прирост длины тела снижается и второй скачок отмечается в возрасте 13-14 лет. Прекращение роста тела в длину у девушек происходит в возрасте 16 лет (табл. 9).
В этот же возрастной период (10 лет) отмечено увеличение массы тела на 12,9%. В пубертатный период (12-14 лет) масса тела увеличивается на 12,7-15,5%, а в возрасте 15-16 лет темпы прироста массы тела снижаются. Окружность грудной клетки также значительно увеличивается у девочек 10 лет (на 15,1%), затем прирост этого показателя снижается и в пубертатный период (12-14 лет) составляет 3,5-6,6%.
Динамометрия правой кисти также резко увеличивается в 10-летнем возрасте (25,5%), в 11 лет увеличение составляет всего 3,0%. Затем этот показатель несколько увеличивается и в 13 лет прирост составляет 21,3%. В 14 лет по сравнению с 13-ю годами наблюдается снижение прироста, ав 15 и в 16 лет сила правой кисти даже меньше, чем в 14-летнем возрасте. Это явление можно объяснить резким повышением у девушек в крови содержания эстрогенов. Практически аналогичная картина наблюдается и в отношении возрастной динамики силы левой кисти. Небольшие различия в приросте этого показателя, по сравнению с правой рукой, отмечены в возрасте 11 и 16 лет.
Возрастная динамика частоты сердечных сокращений у девочек (табл. 10) свидетельствует о том, что в 10-11 лет этот показатель не меняется, а в 12-13 лет снижается (на 8,1-20,2%). Затем в 14 лет, по сравнению с 13 годами, частота сердечных сокращений увеличивается на 20,1% и составляет 73,6 уд/мин. У девушек 15-16 лет, и по сравнению с 14 годами, ЧСС практически не меняется и составляет 70,0-71,2 уд/ мин.
Систолическое артериальное давление у девочек плавно увеличивается в период с 10 до 14 лет, а в возрасте 15-16 лет, по сравнению с 14 годами, этот показатель несколько понижается. Диастолическое артериальное давление с увеличением возраста постепенно возрастает, достигая у девушек 16 лет 68,5 мм.рт.ст.
Сезонные изменения параметров внешнего дыхания в экологических условиях северо-востока России
В таблицах 15-16 и рисунках 10-18 представлены показатели объмно-временные характеристики внешнего дыхания и процентное отношение к должным величинам у лиц мужского пола 10-23 лет в осенне-зимний и в зимне-весенний периоды. Пиковая объемная скорость (ПОС) достоверно увеличивается в зимне-весенний период во всех возрастных группах, кроме 14 и 16-17 лет. Сравнивая сезонную динамику показателей МОСг5%, MOCso% и МОС75% видно, что в осенне-зимний период они находятся в пределах должных величин или несколько превышает их во всех возрастах. В зимне-весенний период это увеличение более значительно, чем в осенне-зимний.
Показатель СОС25-75% - характеризует бронхиальную проходимость в целом, то есть, отражает средние значения проходимости крупных, средних и мелких бронхов. На рис. 19 показано превышение СОС25-75% в процентах от должного показателя в зимне-весенний период по сравнению с осенне-зимним. Видно, что наибольшее увеличение этого параметра отмечается в детском возрасте. Так, в возрасте 10 лет СОС25-75% достоверно увеличивается в зимне-весенний период на 32%, а в возрасте 11, 12, 13 и 15 лет - на 20, 16, 17 и 18% соответственно. В группах 16-17 лет, 18-19 и 20-23 лет обследуемые уже являлись спортсменами высокой квалификации и увеличение у них сос25-75% в зимне-весенний период достоверно только в группах 18-19 и 20-23 лет и составляет 21 и 26% соответственно. В группах 14 и 16-17 лет это превышение составляет 6 и 8%, однако, эти различия не достоверны (р 0,05), так же как во всех остальных параметрах внешнего дыхания в этих возрастных периодах.
У детей и подростков в возрасте 10-15 лет ОФВі в осенне-зимний период составляет 98-111% от должной величины (табл. 15-16). В зимне-весенний период этот показатель увеличивается во всех возрастных группах, за исключением подростков 14 лет, у которых ОФВі достоверно снижается на 7%. Достоверное увеличение наблюдается только в возрасте 12 лет, где оно составляет 6%. В группах спортсменов 16-23 лет достоверных сезонных различий показателя ОФВі не обнаружено и превышение фактического значения над должным составляет 10-26% в оба сезона.
Установлено, что СОС25-75% тесно коррелирует с ОФВь хотя иногда она может снижаться при неизменном ОФВі [Уэст, 1988]. Проведенный нами корреляционный анализ показал, что ОФВі положительно коррелирует с СОС25-75% в осенне-зимний период (г = 0,60-0,90; р 0,001), в зимне-весенний период корреляционная связь снижается (г = 0,50; р 0,01). На рис. 19 видно, что у подростков в возрасте 14 и 16-17 лет происходит небольшой прирост СОСг5-75% в зимне-весенний период по сравнению с другими возрастами. А ОФВі в возрасте 14 лет снижается в зимне-весенний период (р 0,05), а в 16-17 лет ОФВі остается неизменным в оба сезона.
Нами установлено, что в обоих периодах ОФВі во всех возрастных группах достоверно коррелирует с ЖЕЛ (г = 0,50-0,80; р 0,01).
По нашим данным ОФВі высоко коррелирует с СОС25-75% в осенне-зимний период, а в зимне-весенний корреляционная связь снижается. Анализируя взаимоотношения ЖЕЛ с СОС25-75% обнаружено, что в осенне-зимний период имеется положительная связь (г = 0,40-0,70; р 0,01), а в зимне-весенний - эта связь отсутствует. Можно предположить, что в зимне-весенний период появляются другие факторы, которые повышают бронхиальную проходимость.
ОФВі также зависит от силы дыхательных мышц. По нашим данным в детском возрасте ОФВі достоверно коррелирует с ОКГ г = 0,50-0,60 (р 0,001). Причем больше эта связь с ОКГ наблюдается в момент вдоха и выдоха, когда задействованы дыхательные мышцы, чем в паузе. ОГК в момент вдоха и выдоха достоверно коррелирует с динамометрией кистей рук г = 0,50 (р 0,001). По нашим данным в зимне-весенний период прослеживается общая тенденция снижения ОГК и динамометрии кистей рук, однако, эти снижения достоверны не во всех возрастных группах (табл. 17).
В наших исследованиях в возрасте 10 и 11 лет ОФВі с ОГК имеет среднюю положительную связь г = 0,50 (р 0,001). Также, в этом возрасте ОФВі больше коррелирует с динамометрией кистей рук в осенне-зимний период г = 0,72 (р 0,001) и г = 0,60 (р 0,001), соответственно. В зимне-весенний период связь ОФВ1 с динамометрией рук слабая и не достоверная. Только в 12 лет в зимне-весенний период корреляционная связь ОФВі с ОГК и динамометрией рук увеличивается и составляет г = 0,60 (р 0,001).
В возрасте 13-15 лет наблюдается такая же тенденция связи ОФВі с ОГК и динамометрией рук: в осенне-зимний период она составляет г = 0,55-0,72 (р 0,01), а в зимне-весенний снижается или совсем отсутствует. Отсутствие и снижение корреляционных связей ОФВі с ОКГ и динамометрией кистей рук еще раз подтверждает, что в зимне-весенний период функции внешнего дыхания меньше зависят от антропометрических и физиометрических характеристик, чем от комплекса негативных факторов Северо-Востока России.
Как уже отмечалось, наиболее напряженными периодами для функционирования кардиореспираторной системы, являются переходные сезоны года [Евдокимов и др., 1999]. Острый период адаптации к холодному сезону года (ноябрь-декабрь) может рассматриваться как начальный этап естественной сезонной акклиматизации человека к холоду, который характеризуется в условиях относительного покоя снижением эффективности деятельности дыхательной системы. Именно этому периоду соответствуют минимальная длительность светового дня и первые проявления низких отрицательных температур среды [Рощевский и др., 1995]. Известно, что большое значение в регуляции сердечной деятельности имеют парасимпатический и симпатический отделы вегетативной нервной системы. Показано [Бочаров, Истомина, 2000], что уже осенью, начальный период понижения температуры среды приводит к усилению активности симпатического отдела вегетативной нервной системы, а затем зимой повышается активность парасимпатического отдела. Это отражается на деятельности сердечно-сосудистой системы в начальной стадии и после адаптации к холоду. По данным Т.И.Андроновой [1975] в период полярной ночи преобладает тонус блуждающего нерва, а в полярный день - увеличена активация симпатической нервной системы. Установлено, что с колебанием атмосферного давления, которое чаще происходит в зимне-весенний период, усиливается активность симпатического отдела вегетативной нервной системы [Соловьева и др., 1999]. Также, показано, что при постоянном действии холода усиливается активность симпатической нервной системы [Барбараш, 1996].
Известно, что у детей преобладает влияние симпатического отдела вегетативной нервной системы на сердце. С ростом ребенка влияние блуждающих нервов на сердце усиливается, что сопровождается постепенным урежением ритма сердечных сокращений. Полагают, что этому способствует урежение ритма дыхания, возникающее вследствие тормозящего влияния на дыхательный центр проприоцептивной импульсации, соответствующей локомоторным актам [Малкин, Гора, 1998].
