Введение к работе
Актуальность исследования. Большая часть регионов России, в частности, интенсивно используемые территории Севера, являются зонами с суровыми климатогеографическими условиями дискомфортными для проживания (Агаджанян Н.А., Петрова П.Г., 1996; Совершаева С.Л., 1996; Агаджанян Н.А., Ермакова Н.В., 1997; Варламова Н.Г. и др., 2008; Хаснулин В.И. и др., 2009) и трудовой деятельности (Чащин В.П., Деденко И.И., 1990; Агаджанян Н.А. и др., 1998; Гудков А.Б. и др., 1998, 2005; Никанов А.Н. и др., 2009). Самой открытой к контакту с неблагоприятными природно-климатическими факторами Севера является система дыхания, которая наиболее реактивна, так как не может быть защищена от внешних условий надежным искусственным барьером.
На современном этапе вполне очевидно, что стратегия и тактика здравоохранения и соответствующего развития медицинской науки должны в полном объеме учитывать своеобразие климатогеографических особенностей территории проживания населения. По литературным данным, структура и функции органов дыхания у жителей Севера претерпевают глубокую приспособительную перестройку, направленную на сохранение гомеостаза в суровых условиях (Марачев А.Г., 1980; Авцын А.П. и др., 1985; Гришин О.В., Устюжанинова Н.В., 2006; Шишкин ГС, Устюжанинова Н.В., 2006, 2008; Ермакова Н.В., 2008). Необходимо отметить, что в основном имеющиеся результаты были получены при обследовании жителей в условиях Сибири и Азиатского Севера России. Сведения о влиянии мощного биологического воздействия климатических факторов на респираторную систему населения, проживающего на Европейском Севере России, где континентальный климат сочетает в себе черты морского, носят фрагментарный характер (Солонин Ю.Г., 1998; Евдокимов В.Г и др., 2007; Варламова Н.Г. и др., 2006, 2008).
Основным фактором, влияющим на систему внешнего дыхания у человека на Севере, особенно в зимний период года, является низкая температура воздуха. Характер возникающих при этом адаптивных реакций, выявленных в натурных условиях при дыхании воздухом отрицательной температуры и оценка функционального значения таких реакций, представляет значительный интерес для экологической физиологии. Большинство известных работ было выполнено не в натурных, а в лабораторных условиях или при температурах близких к 0 С (Гришин О.В., Симонова Т.Г., 1998; Евдокимов В.Г, 2004; Burgues К.Р, 1984, 1988; Diesel D.E., 1990). Относительно небольшое количество исследований проводились на северо-востоке России в реальных условиях Азиатского Севера с участием только мужчин (Шишкин ГС. и др., 1981, 1992, 1995; Никольская О.Э. и др., 1998). В условиях Европейского Севера динамика вентиляции легких и
газообмена при дыхании воздухом отрицательной температуры до настоящего времени практически не изучалась.
В климатических и производственных условиях Севера локальному холодовому воздействию у человека могут подвергаться не только верхние дыхательные пути и лицо, но и кисти, а также, нередко, стопы. Данных по влиянию локального охлаждения кожи стоп на функцию внешнего дыхания не обнаружено. Кроме этого все результаты по воздействию локального охлаждения кисти на систему дыхания были получены при обследовании только мужчин-добровольцев (Козырева Т.В., 1993, 1994, 1998, 2002; Симонова Т.Г., 2003) и отсутствуют сведения о реакции системы внешнего дыхания на локальное охлаждение у женщин.
Переезд человека в неблагоприятные условия Севера приводит к изменениям во многих функциональных системах организма, но дыхательной системе при этом отводится особая роль. При этом успешность или неуспешность всего процесса адаптации к условиям Севера решающим образом определяется характером и исходом приспособительных реакций организма новосела в первую и самую сложную стадию - стадию адаптивного напряжения. Поэтому установление характера некоторых приспособительных реакций системы дыхания, направленных на уравновешивание с внешней средой на данной стадии у новоселов Европейского Севера, имеет важное научное и практическое значение.
Молодые лица трудоспособного возраста (18-29 лет) составляют наиболее перспективную часть общества. В период выраженного демографического спада, переживаемого Россией, здоровье молодежи приобретает особую ценность (Концепция Президентской программы «Здоровье работающего населения России на 2004-2015 гг», 2003). Однако, статистические данные последних лет свидетельствуют о том, что на Севере в полной мере сформировались процессы депопуляции и ухудшения здоровья населения, особенно среди молодых лиц (Бузинов РВ. и др., 2005; Вязьмин A.M. и др., 2007). При этом болезни органов дыхания у них занимают первое место как в структуре первичной, так и общей заболеваемости (Корчина Т.Я., 2009), что свидетельствует о необходимости углубленного изучения базисных механизмов их формирования (Хаснулин В.П., 1998; Иржак Л.П., 2002; Зуевская Т.В. и др., 2008), так как возникновению патологии органов дыхания предшествуют изменения функциональных параметров внешнего дыхания (Северин А.Е., Манкаева О.В., 2005; Борисова Н.В., 2009).
В связи с этим изучение адаптивных реакций внешнего дыхания у молодых лиц трудоспособного возраста, жителей Европейского Севера, является важным не только с теоретической, но и с практической точки зрения. Все вышеизложенное и побудило провести настоящее исследование.
Цель и задачи исследования.
Цель работы: установить особенности адаптивных реакций системы внешнего дыхания к условиям Европейского Севера у молодых лиц трудоспособного возраста и оценить физиологические резервы дыхательной системы северян.
Для достижения поставленной цели решался комплекс следующих задач:
-
Выявить особенности легочных объемов и емкостей, показателей легочной вентиляции, проходимости дыхательных путей и легочного газообмена у уроженцев Европейского Севера.
-
Оценить экономичность системы внешнего дыхания у обследуемого контингента.
-
Изучить особенности адаптивных реакций дыхательной системы при дыхании воздухом отрицательной температуры в натурных условиях Европейского Севера.
-
Провести сравнительные исследования реакции системы внешнего дыхания у мужчин и у женщин на локальное охлаждение кисти и стопы.
-
Исследовать характер компенсаторно-приспособительных реакций дыхательной системы у новоселов Европейского Севера в динамике стадии адаптивного напряжения.
Концепция работы. Суровый климат Европейского Севера, характеризующийся полиморфизмом целого ряда пульмонотропных факторов, предъявляет повышенные требования к системе дыхания северян, вызывая адаптивные реакции в ней. Именно системе дыхания, в силу ее анатомо-физиологических особенностей, отводится особая роль по обеспечению повышенной потребности организма в кислороде для поддержания на соответствующем уровне усиленного тканевого метаболизма. Кроме этого «северные легкие», помимо осуществления функции дыхания, обеспечивают процессы усиленной теплопродукции, направленной на согревание и увлажнение поступающего холодного воздуха. Необходимость обеспечения повышенного газообмена сочетается с реакциями, направленными на защиту органов дыхания от холода и ограничения теплопотерь. Такие нагрузки приводят к напряжению системы дыхания, изменению экономичности ее работы и появлению скрытых функциональных нарушений, ограничивающих резервы, что является проявлением «платы за адаптацию».
В натурных природно-климатических условиях Севера холодовому раздражению подвергаются не только терморецепторы периферических тканей лица и кожи кистей, а также нередко стоп. Раздражение этих терморецепторов приводит к возбуждению центра терморегуляции, который,
в свою очередь оказывает активирующее влияние на дыхательный центр, что приводит к изменениям в деятельности системы дыхания.
Переезд человека в неблагоприятные условия Севера вызывает компенсаторно-приспособительные реакции во многих функциональных системах организма, особенно на стадии адаптивного напряжения. Дыхательной системе отводится особая роль по обеспечению организма кислородом и участию в физической терморегуляции в самую сложную стадию адаптации человека к новым климатическим условиям.
Положения, выносимые на защиту:
1. Адаптация системы внешнего дыхания к пульмонотропным факторам
Европейского Севера у молодых лиц трудоспособного возраста выражается в
мобилизации функциональных резервов органов дыхания. Величина и
характер использованных резервов определяет структуру легочных объемов
и емкостей, особенности вентиляции, а также условия альвеолярного
газообмена.
2. При холодовом воздействии воздуха на респираторный тракт тепло одетого
человека в натурных природно-климатических условиях Европейского
Севера характер изменений внешнего дыхания определяется соотношением
реакций: с одной стороны необходимостью защиты органов дыхания от
холода и ограничения теплопотерь, с другой — необходимостью обеспечения
повышенного газообмена.
-
Локальное охлаждение кистей и стоп приводит к существенным изменениям показателей деятельности системы внешнего дыхания. Наибольшие изменения наблюдаются при охлаждении стоп, женщины, по сравнению с мужчинами, более реактивны к локальному охлаждению.
-
После переезда на Север компенсаторно-приспособительные реакции внешнего дыхания на стадии адаптивного напряжения, наряду с целесообразными изменениями, несут в себе элементы скрытых функциональных нарушений, уменьшающих резервы дыхательной системы.
Научная новизна работы, заключается в том, что:
Впервые представлены материалы по результатам комплексного исследования адаптивных реакций системы внешнего дыхания у молодых лиц трудоспособного возраста, уроженцев и новоселов Европейского Севера.
Установлены характерные особенности статических и динамических легочных объемов, проходимости бронхов и легочного газообмена, выявлены объективные признаки функциональной приспособительной перестройки внешнего дыхания у уроженцев Европейского Севера.
Впервые изучена реакция системы внешнего дыхания на вентиляцию
воздуха отрицательной температуры в натурных природно-климатических условиях Европейского Севера.
Впервые установлен характер реакций внешнего дыхания при локальном охлаждении стопы у мужчин, кисти и стопы у женщин.
Впервые в динамике стадии адаптивного напряжения изучены компенсаторно-приспособительные реакции внешнего дыхания после переезда новоселов на Европейский Север.
Теоретическая значимость работы. Полученные результаты исследования, разработанные подходы и методы имеют важное методическое и теоретическое значение для адаптационной физиологии. Установленные особенности функционального состояния системы внешнего дыхания у молодых лиц трудоспособного возраста, жителей Европейского Севера, дополняют один из разделов экологической физиологии.
Выявленные характерные изменения в функциональном состоянии системы внешнего дыхания у лиц родившихся и постоянно проживающих на Европейском Севере позволяют более детально оценить «плату за адаптацию» у северян.
Результаты исследования реакции внешнего дыхания на вентиляцию воздуха отрицательной температуры, выполненные в натурных природно-климатических условиях, расширяют научные знания в рамках экологической физиологии и физиологии труда в высоких широтах.
Установленные особенности влияния локального охлаждения кожи кисти и стопы на функцию внешнего дыхания представляют научный интерес для физиологии и гигиены труда в северных регионах.
Результаты исследования реакции дыхательной системы при переезде на Европейский Север в динамике стадии адаптивного напряжения дополняют научные знания по разделам физиологии перемещений человека и физиологии вахтового труда.
Выявленные особенности системы внешнего дыхания у жителей Европейского Севера могут быть использованы в качестве научного материала в организации учебного процесса на кафедрах теоретического профиля (нормальной физиологии, гигиены) и лечебного профиля (терапевтические кафедры) медицинских ВУЗов для обучения студентов, а также врачей на факультетах последипломного образования (усовершенствование, специализация).
Работа выполнена в рамках региональной научно-технической программы «Здоровье населения Европейского Севера» и имеет номер государственной регистрации 01200404697.
Практическая значимость работы. Установленные данные об особенностях статических легочных объемов и емкостей, величинах динамических объемов и показателях проходимости бронхов являются исходными при оценке результатов спирографии у жителей Севера, используются в работе ряда лечебно-профилактических учреждений и в педагогическом процессе в ВУЗах.
Сведения о влиянии на систему дыхания локального охлаждения кистей и стоп должны учитываться в технических заданиях на разработку новых образцов спецодежды для работающих в северных регионах.
Данные о воздействии вентиляции воздуха отрицательной температуры на дыхательную систему в натурных условиях Европейского Севера могут быть учтены при разработке режимов труда на открытом воздухе.
Результаты исследования характера компенсаторно-
приспособительных реакций системы внешнего дыхания при переезде на Европейский Север могут использоваться при планировании мер социальной защиты и медицинского обеспечения новоселов.
Реализация результатов исследования. Результаты диссертационного исследования используются в лечебно-диагностическом процессе в отделении функциональной диагностики клиники профессиональных заболеваний Научно-исследовательской лаборатории ФГУН «Северо-Западный научный центр гигиены и общественного здоровья» Роспотребнадзора (акт внедрения от 16.03.2007 г.), в МУЗ «Мурманская городская клиническая больница скорой медицинской помощи» (акт внедрения от 22.03.2007 г.), в работе функционального отделения военно-морского клинического госпиталя Северного флота (акт внедрения от 06.11.2007 г.), в работе Северного медицинского центра им. Н.А. Семашко Росздрава РФ (акт внедрения от 19.11.2007 г.), в МУЗ объединенная медсанчасть «Севрыба» (акт внедрения от 24.01.2008 г.) в клинике профессиональных заболеваний НИЛ ФГУН СЗНЦ гигиены и общественного здоровья Роспотребнадзора в г. Кировске Мурманской области (акт внедрения от 02.04.2009 г.).
Диссертационные материалы внедрены в педагогический процесс на кафедре физиологии и патологии развития человека ПТУ им. М.В. Ломоносова (акт внедрения от 26.11.2007 г.), на кафедре патофизиологии Кировской государственной медицинской академии (акт внедрения от 30.11.2007 г.), на кафедре гигиены и медицинской экологии Северного государственного медицинского университета (акт внедрения от 02.09.2008 г.), на кафедре безопасности жизнедеятельности и основ медицинских знаний Мурманского государственного педагогического университета (акт внедрения от 15.05.2009 г.).
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на III Конференции молодых ученых России с международным участием «Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины», посвященной 60-летию РАМН (г. Москва, 2004); Итоговой научной сессии СГМУ и Северного научного центра Северо-Западного отделения РАМН в рамках XXXIII Ломоносовских чтений «Медико-экологические проблемы Российского Севера» (Архангельск, 2004); Всероссийской конференции с международным участием «Биологические аспекты экологии человека» (Архангельск, 2004); научной сессии студентов и молодых ученых СГМУ 2003-2004 гг. в рамках XXXIII Ломоносовских чтений (Архангельск, 2004); П-м симпозиуме с международным участием «Проблемы адаптации человека к экологическим и социальным условиям Севера» (Сыктывкар, 2004); Итоговой научной сессии СГМУ и Северного научного центра Северо-Западного отделения РАМН в рамках XXXIV Ломоносовских чтений «Клиническая медицина Севера: новые направления и перспективы» (Архангельск, 2005); Научной сессии студентов и молодых ученых СГМУ 2004-2005 гг. (Архангельск, 2005); Всероссийской конференции с международным участием «Академическая наука и ее роль в развитии производительных сил в северных регионах России» (Архангельск, 2006); Всероссийской научно-практической конференции «Физическая культура, спорт, здоровье в современном обществе», посвященной 70-летию кафедры восстановительной медицины и физического воспитания и 40-м Беломорским играм (Архангельск, 2006); Итоговой научной сессии СГМУ и Северного научного центра Северо-Западного отделения РАМН в рамках XXXV Ломоносовских чтений «Актуальные аспекты жизнедеятельности человека на Севере» (Архангельск, 2006); Научной сессии студентов и молодых ученых СГМУ 2005-2006 гг. (Архангельск, 2006); Международной конференции молодых ученых и специалистов «Экология 2007» (Архангельск, 2007); Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, Итоговой научной сессии СГМУ и Северного научного центра Северо-Западного отделения РАМН в рамках XXXVI Ломоносовских чтений «Здоровье северян — итоги и перспективы в свете реализации национальных проектов» (Архангельск, 2007); Научной конференции студентов и молодых ученых с международным участием, посвященной 75-летию Северного государственного медицинского университета и 60-летию студенческого научного общества (Архангельск, 2007); 73-й итоговой научной конференции сотрудников КГМУ и сессии Центрально-Черноземского научного центра РАМН «Университетская наука: теория, практика, инновации» (Курск, 2008); Международном симпозиуме «Адаптационная физиология и качество жизни: проблемы традиционной и инновационной медицины» (Москва, 2008); I Архангельской международной медицинской конференции студентов и
молодых ученых (Архангельск, 2008); Итоговой научной сессии СГМУ и СНЦ СЗО РАМН в рамках XXXVII Ломоносовских чтений «Повышение качества жизни семьи и развитие здравоохранения Европейского Севера» (Архангельск, 2008); Всероссийской научной конференции с международным участием «Экологические проблемы северных регионов и пути их решения» (Кировск, 2008); Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященной III Международному Полярному Году (Архангельск , 2009); II Архангельской международной медицинской конференции студентов и молодых ученых (Архангельск, 2009); на заседании проблемной комиссии СГМУ по физиологии и восстановительной медицине (Архангельск, 2009).
Публикации. Материалы исследования опубликованы в 58 печатных работах, в том числе 18 в журналах (14 в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК РФ), 1 монография (в соавт.), 3 патента на изобретение (в соавт.).
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 278 страницах машинописного текста и состоит из введения, 6 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Работа иллюстрирована 24 рисунками, содержит 37 таблиц, библиографический указатель литературы включает 448 источников (336 - отечественных и 112 -иностранных).
Похожие диссертации на Характеристика адаптивных реакций внешнего дыхания у молодых лиц трудоспособного возраста, жителей Европейского Севера
