Автореферат и диссертация по медицине (14.00.07) на тему:Гигиеническая оценка комплексного влияния факторов среды обитания на физиологический статус и качество жизни сельских подростков.

На правах рукописи

ВАХМИСТРОВА Ангелина Валерьевна

ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КОМПЛЕКСНОГО ВЛИЯНИЯ ФАКТОРОВ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ НА ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЙ СТАТУС И КАЧЕСТВО ЖИЗНИ СЕЛЬСКИХ ПОДРОСТКОВ

14.00.07 - Гигиена

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата медицинских наук

Оренбург - 2009.

003468588

Работа выполнения в ГОУ ВПО «Оренбургская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор

доктор медицинских наук, профессор

Ведущая организация:

Сетко Нина Павловна

Березин Игорь Иванович Цинберг Марк Бениаминович

Российский государственный медицинский университет

Защита диссертации состоится «21 »_мая_2009 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 208.066.01 при ГОУ ВПО «Оренбургская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» по адресу: 460000, г. Оренбург, ул. Советская, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Оренбургской государственной медицинской академии Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию». Автореферат размещён на сайте ГОУ ВПО «Оренбургская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» http: www.orgma.ru

Автореферат разослан « » апреля 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических наук, профессор , __ Г.Н. Соловых

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Здоровье подростков является не только показателем, но и целью социально-экономического развития любой страны и служит одним из главных критериев качества жизни. Известно, что подростковый возраст - это важный период роста и формирования человека, когда возникает, развивается и завершается ряд морфологических, функциональных и психологических процессов, происходит перестройка жизненно важных систем организма, что обуславливает ему повышенную чувствительность к различным факторам жизнедеятельности (Зарубина A.B., 1998; Баранов A.A., Онищенко Г.Г., 2002, 2007). В реальных условиях подростки подвергаются влиянию всего многообразия факторов среды обитания и жизнедеятельности, которые отличаются многокомпонентностью и разнонаправленностыо воздействия. При этом, социальные и средовые факторы действуют не изолированно, а в сочетании с биологическими факторами, что обуславливает зависимость уровня здоровья подростков как от среды обитания, в которой они находятся, так и от биологических законов развития.

Поэтому вопросы количественной оценки взаимодействия факторов социально-гигиенической и биологической природы, качества жизни, а также факторов окружающей и внутришкольной среды на состояние здоровья подростков являются одними из ключевых в проблеме среда обитания -здоровье, поскольку знание роли и величины вклада тех или иных факторов в развитие неблагоприятных эффектов определяет характер и объем профилактических и оздоровительных мероприятий (Сухарев А.Г. с соавт., 1996; Сидоренко Г.И., Кутепов E.H., 1997; Маймулов В.Г., 2001; Онищенко Г.Г., 2001, 2007,2008).

Вместе с тем, в настоящем мало изученным остается вопрос о комплексном влиянии различных факторов внутришкольной среды и организации учебно-воспитательного процесса, эколого-гигиенических и социальных факторов среды обитания и жизнедеятельности на здоровье подростков, проживающих в сельской местности. Еще мало выполнено исследований по оценке риска, связей и зависимостей между факторами окружающей, школьной, микросоциальной среды в дозах, наиболее часто встречающихся в реальных условиях, и здоровьем сельских подростков.

Известно, что организм подростков при изменении факторов внешней и внутренней среды стремится обеспечить оптимальные условия своего существования на основе поддержания жизненно важных констант в определенных пределах благодаря сложным механизмам регуляции (Казначеев В.П., Баевский В.Р., 1980; Маймулов В.Г., 1997; Глазачев О.С., 2006; Кучма В.Р., Сухарева JI.M., 2006). Вместе с тем, в настоящее время недостаточно данных о характере функционирования физиологических систем организма подростков в зависимости от качества и количества действующих факторов сельской среды проживания; не исследована этиология формирования адаптационных резервов у подростков в условиях многофакторного воздействия, отсутствуют интегральные достоверные информационные критерии, позволяющие выявлять подростков группы риска со снижением здоровья в зависимости от уровня^

адаптированное™, не разработан алгоритм методических и организационных подходов к формированию здоровья сельских подростков.

Перечисленный круг нерешенных вопросов определил актуальность, составил цель и задачи исследования.

Цель исследования - определить изменения физиологического статуса и качества жизни у сельских подростков в сопоставлении с выраженностью приоритетных факторов жизнедеятельности, на основании чего разработать прогностическую модель управления рисками и здоровьем подростков.

Задачи исследования:

1 .Исследовать количественный и качественный состав антропогенного загрязнения атмосферного воздуха, питьевой воды и почвы двух сельских территорий.

2.0ценить риск для здоровья -сельских подростков при многосредовом воздействии химических загрязнителей.

3. Провести комплексную оценку условий воспитания и обучения сельских подростков двух исследуемых групп.

4.Дать социально-гигиеническую характеристику условий, образа и качества жизни сельских подростков двух исследуемых групп.

5. Проанализировать состояние и уровень адаптированности основных функциональных систем организма сельских подростков двух групп, находящихся в условиях комплексного воздействия факторов различного уровня.

6. Установить причинно-следственные связи и зависимость между уровнем физиологического статуса, качества жизни сельских подростков и факторами среды обитания, на основании чего разработать прогностическую модель управления здоровьем сельских подростков.

Научная новизна. Впервые дана дифференциальная и интегральная оценка комплексного влияния факторов микросоциальной среды, школьного обучения и загрязнения окружающей среды на организм сельских подростков на уровне функционирования основных органов и систем.

Установлены степени риска для здоровья сельских подростков в зависимости от величины экспозиции и значения неблагоприятных факторов среды обитания и факторов, составляющих условия обучения в образовательных учреждениях.

Показано, что оценка качества жизни является не только интегральным, но и прогностическим показателем комплексного влияния факторов на здоровье и благополучие сельских подростков.

Получены новые данные о функционировании центральной нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем и их мультипараметрическое взаимодействие для поддержания гомеостатического уровня при действии комплекса неблагоприятных факторов среды обитания и жизнедеятельности.

Впервые с гигиенических позиций на основании корреляционного и факторного анализа показана целесообразность применения интегральной

оценки физиологического статуса сельских подростков (индекса физиологического дисбаланса) и его прогноза.

Практическая значимость работы. Результаты исследования явились основанием для разработки региональных центильных нормативных таблиц физиологических показателей для подростков 14-17 лет, проживающих в сельской местности. Практическая ценность работы характеризуется разработкой интегрального регионального показателя - индекса физиологического дисбаланса (ИФД) для сельских подростков, позволяющего количественно оценить степень изменения функционального состояния основных систем в ответ на комплексное воздействие факторов окружающей, школьной и микросоциальной среды. На основании полученных данных разработана сплайн-модель для прогноза состояния здоровья подростков на уровне адаптационных реакций функциональных систем.

Реализация результатов исследования. Материалы диссертационного исследования и практические рекомендации используются в работе министерства образования Оренбургской области (акт внедрения от 20.11.2008), муниципального учреждения здравоохранения «Центральная районная больница» Оренбургского района (акт внедрения от 23.12.2008), Управления Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Оренбургской области (акт внедрения от 18.11.2008).

Результаты исследований включены в программу преподавания раздела гигиены детей и подростков на педиатрическом, медико-профилактическом и последипломном факультетах в Оренбургской государственной медицинской академии Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию (акт внедрения от 25.11.2008).

Апробация работы. Основные результаты исследования доложены и обсуждены на международных, республиканских и региональных конференциях: региональных научно-практических конференциях молодых ученых и специалистов Оренбургской области (Оренбург, 2005, 2009), VI межрегиональной научно-практической конференции молодых врачей Приволжско-Уральского военного округа (Оренбург, 2005), Всероссийской научной конференции «Экология человека, гигиена и медицина окружающей среды на рубеже веков: состояние и перспективы развития» (Москва, 2006), на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Профессиональное гигиеническое обучение. Формирование здорового образа жизни детей, подростков и молодежи» (Москва, 2006), V Северо-Западной Международной научно-практической конференции по проблемам внезапной смерти (Санкт-Петербург, 2006), VIII Всероссийской конференции «Технологии функциональной диагностики в клинической практике» (Москва, 2007).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ, среди них 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 160 страницах машинописного текста и состоит из введения, шести глав, заключения, выводов, списка литературы. Работа иллюстрирована 25 таблицами и 15 рисунками. Библиографический указатель содержит 209 отечественных и 48 иностранных источников.

Связь работы с научными программами.

Диссертационная работа выполнена в ГОУ ВПО «Оренбургская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» согласно плана НИР по комплексной программе (№ государственной регистрации 0120.0 500919).

Положения, выносимые на защиту.

1. Условия жизнедеятельности сельских подростков, посещающих школу, формируются за счет факторов школьной, окружающей и социальной среды.

2. Показатели функционирования основных органов и систем сельских подростков имеют особенности и зависят от уровня, а также сочетанного и комплексного воздействия гигиенических и социальных факторов среды обитания и качества жизни.

3. Основанием для разработки интегральных показателей физиологического дисбаланса и сплайн-модели прогноза здоровья сельских подростков являются данные корреляционного, регрессионного и факторного анализов, установивших связи между факторами среды обитания и показателями функционирования основных органов и систем.

Содержание работы

Материалы и методы исследования. Для решения поставленных задач были обследованы 200 подростков обоего пола в возрасте 14-17 лет, проживающих на территории Оренбургского сельского района, не предъявляющих жалоб и не имеющих хронических заболеваний. Обследуемые подростки были поделены на две равные группы в зависимости от территории проживания, уровня влияния факторов окружающей среды и от уровня качества жизни. Первую группу составили подростки, проживающие на сельских территориях вблизи промышленного города Оренбурга на расстоянии до 20 км; вторую группу - подростки, проживающие на сельских территориях на расстоянии более 30 км от промышленного города.

При гигиенической оценке окружающей среды, формирующейся в реальных условиях проживания, исследовано содержание химических веществ, загрязняющих воздушную среду, почву, питьевую воду по данным ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Оренбургской области» и данным региональной системы социально-гигиенического мониторинга Управления Роспотребнадзора по Оренбургской области. Анализ загрязнения атмосферного воздуха проведен по данным стационарных и маршрутных наблюдений в соответствии с ГОСТом

17.2.01-86 и РД 52.04.186-89. Дополнительно для оценки аэрогенного загрязнения проанализировано содержание вредных веществ в аккумулирующей среде (почве). Всего исследовано 408 проб, отобранных в разных точках двух исследуемых сельских территорий. Анализ проведен в соответствии с «Методическими указаниями по оценке степени загрязнения атмосферного воздуха населенных пунктов металлами по их содержанию в снежном покрове и почве» №5174-90; «Методическими указаниями по оценке степени опасности загрязнения почвы химическими веществами» №4266-87 и МУ 2.1.7.730-99 «Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест».

Качество питьевой воды (322 пробы) оценивалось по 22 показателям на соответствие требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01.

На основании полученных данных рассчитаны комплексные показатели, суммарные уровни загрязнения исследуемых объектов окружающей среды в соответствии с методическими рекомендациями «Комплексное определение антропогенной нагрузки на водные объекты, почву, атмосферный воздух в районах селитебного освоения» №01-19/17-17 от 26.02.96г. Оценка риска здоровью сельских подростков произведена в соответствии с руководством Р.2.1.10.1920-04.

Степень воздействия на подростков совокупности факторов внутришкольной среды и организации учебно-воспитательного процесса проведена по методу, предложенному А.Г. Сухаревым, Л.Я. Каневской (2002), основанному на выявлении соответствия между фактическим состоянием фактора и существующими гигиеническими нормативами. Степень соответствия выполнена по 10 показателям и выражена в баллах. Степень риска исследованных показателей для здоровья подростков определена по трехуровневой шкале: риск не выражен (сумма от 100 до 95 баллов); Слабая степень риска (сумма от 94 до 65 баллов); сильная степень риска (сумма менее 65 баллов).

Социально-гигиеническая характеристика условий жизни сельских подростков исследуемых групп дана с помощью метода одномоментного анкетирования 265 подростков по анкете, разработанной кафедрой гигиены детей и подростков ММА им. Сеченова с внесенными нами дополнениями. Анкета включала 45 вопросов, представленных в трех блоках: оценка социально-демографических факторов (состав семьи, число детей в семье), социально-экономических факторов (образование родителей, жилищные условия, материальное благосостояние семьи, характер и режим питания).

Состояние здоровья сельских подростков обеих групп оценивалось путем исследования физического развития и определения физиологического статуса с помощью методов донозологической диагностики. Физическое развитие сельских подростков оценивалось по соматометрическим (рост, масса, окружность грудной клетки) при помощи центильного метода с использованием региональных центильных таблиц (Оренбург, 1993).

Физиологический статус организма сельских подростков обеих групп определялся путем оценки функционального состояния сердечно-сосудистой системы в покое и при ортостазе, центральной нервной и дыхательной систем.

Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы определяли

по показателям артериального давления, электрокардиографии, центральной гемодинамики и вариабельности сердечного ритма. Центральная гемодинамика (ЦТ) исследована методом тетраполярной реографии в модификации Kubicek (Ронкин М.А., Иванов Л.Б.,2001) на реокартографе фирмы Нейрософт с расчетом ударного (УОК) и минутного объема крови (МОК), сердечного индекса (СИ), общего периферического сопротивления сосудов (ОПСС). Вариабельность сердечного ритма исследовалась методом спектрального анализа и методом математического анализа сердечного ритма по P.M. Баевскому (1979) в пятиминутных промежутках с клиноортостатической пробой на электрокардиографическом комплексе «Kard». Исследования выполнены в соответствии с Международным стандартом и расчетом индекса напряжения регуляторных систем (ИН), индекса вегетативного равновесия (ИВР), вегетативного показателя ритма сердца (ВПР).

Функциональное состояние центральной нервной системы (ЦНС) изучено с помощью вариационной хронорефлексометрии по методике М.П. Мороз (2001), реализованной в форме компьютерной программы. Анализ статистических характеристик вариационных рядов временных показателей позволил рассчитать латентный период простой зрительно-моторной реакции (ПЗМР), функциональный уровень нервной системы (ФУС), устойчивость нервной реакции (УР), уровень функциональных возможностей сформированной функциональной системы (УФВ). Устойчивость внимания и способность к его концентрации; скорость обработки информации исследована с помощью корректурной пробы по таблицам В .Я. Платонова (1986).

Кровенаполнение сосудов головного мозга изучено методом реоэнцефалографии на реоанализаторе фирмы Нейрософт с компьютерной обработкой и расчетом реографического индекса (РИ), систоло-диастолического (СДИ) и дикротического (ДИК) индексов.

Функционирование дыхательной системы оценено с помощью компьютерной пневмотахометрии на диагностической станции CS-100 фирмы SCHILLER с определением таких показателей, как форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ), объем форсированного выдоха за 1с. (ОФВ1), пиковая объемная скорость выдоха (ПОС) в покое и пробой с бронхолитиком.

Насыщение крови кислородом определялось с помощью пульсоксиметра NINON (США) и представлено в виде процента содержания кислорода в крови. Транспорт кислорода к тканям оценивался по содержанию в крови гемоглобина, подсчета кислородной емкости крови и определения системного кислородного обеспечения, рассчитанных по лабораторным данным и данным центральной гемодинамики.

Интегральная характеристика состояния основных функций организма сельских подростков (физического, эмоционального и социального функционирования), основанная на субъективном восприятии дана с помощью исследования «качества жизни» по опроснику MOS-SF-36, содержащего 36 вопросов (Ware J.E., 1992), распределенных по 8 шкалам. Все шкалы опросника объединены в 2 суммарных измерения - физический компонент здоровья (1-4 шкалы) и психический (5-8 шкалы). Результаты представляются в виде оценок в баллах по этим 8 шкалам в диапазоне от 0 до 100, где более высокая оценка

указывает на более высокий уровень качества жизни.

Для выявления статистически значимых различий в сравниваемых группах были использованы параметрический критерий Стьюдента и непараметрический критерий Манна-Уитни, Корреляционный анализ проведен методом Пирсона.

Для установления причинно-следственных связей в звеньях среда обитания - состояние физиологического статуса сельских подростков был применен многофакторный анализ, который выполнялся методом главных компонент с последующим varimax вращением.

Для компьютерной статистической обработки применены программные средства: «EPI-INFO, Version 6», разработанные центром контроля и профилактики заболеваний при поддержке ВОЗ, «Microsoft Excel» 2000 и «Statistica».

Результаты исследования и их обсуждение.

В результате проведенных исследований установлено, что наиболее высокую аэрогенную нагрузку на организм ощущали подростки 1-ой группы, проживающие на сельской территории, приближенной к промышленному городу, т.к. комплексный показатель загрязнения атмосферного воздуха 1-ой территории был в 1,5 раза выше, чем на 2-ой исследуемой территории и составлял соответственно 10,56 и 6,99. При этом суммарный вклад в формирование антропогенной нагрузки на сельских подростков 1-ой и 2-ой групп был различным. Так, химическая нагрузка, воздействующая на сельских подростков 1-ой группы, сформирована на 30% за счет сероводорода, 24% диоксида азота, 12,7% взвешенных веществ, 5% оксида углерода. На территории №2 загрязнение атмосферного воздуха на 75,5% сформировано за счет загрязнения пылью различного характера; 10,9% диоксидом азота; 5,4% окисью углерода.

В почве обеих сельских территорий идентифицированы 8 поллютантов, из них превышение ПДК отмечалось на территории №1 в 1,8 раза по кобальту, в 1,37 раза по хрому, в 1,18 раза по свинцу; а на территории №2 в 2,43 раза по кобальту, в 1,17 раза по хрому и в 1,21 раза по свинцу. Общий уровень химического загрязнения почвы сельской территории №2 в 1,2 раза выше, чем на сельской территории №1, что отражается в величине суммарного показателя загрязнения почвы, который при условии равенства числа учитываемых факторов составил на территории №2 7,63, а на территории №1 6,56.

При оценке качества питьевой воды, на 1-ой сельской территории установлено превышение ПДК в 4,35 раза по марганцу, в 2,17 раза по свинцу, в 2,24 раза по фторидам. В питьевой воде на 2-ой территории зарегистрировано превышение в 3 раза ПДК только по содержанию марганца.

Оценка величины антропогенной нагрузки на организм подростков, определенная концентрацией загрязнения атмосферного воздуха, воды и почвы в исследуемых сельских территориях представлена на рис.1 и свидетельствует о том, что суммарное воздействие комплекса загрязнителей на подростков 1-ой группы в 1,5 раза выше, чем на подростков 2-ой группы.

Оценка последствий для здоровья сельских подростков от загрязнителей объектов окружающей среды проведена путем расчета неканцерогенных рисков; для чего на исследуемых сельских территориях выбраны рецепторные точки, отобраны вещества, определены сценарии воздействия (рис.2.).

К суммарн.

К воздух К вода К почва К компл.

□ 1 территория ■ 2 территория

Рис.1. Суммарные показатели загрязнения окружающей среды двух исследуемых территорий.

"и—_-! :'*1V,-^

И-Территория №1 И-Территория №2 Рис.2. Расположение рецепторных точек при оценке риска для здоровья подростков, проживающих на сельских территориях №1 и №2.

Сравнительный анализ неканцерогенного риска при многосредовом суммарном поступлении химических элементов в исследуемых территориях

показал, что суммарный неканцерогенный риск для всех органов и систем-мишеней на 1-ой сельской территории был выше, чем на 2-ой сельской территории. Анализ данных, представленных в таблице I, свидетельствует о том, что на первой сельской территории суммарный индекс опасности поражения центральной нервной системы был в 3,2 раза, органов дыхания в 2,8 раза, иммунной системы в 3,58 раза, сердечно-сосудистой системы в 3,4 раза, поражения крови в 2,3 раза выше, чем на 2-ой сельской территории.

Таблица 1.

Суммарные индексы опасности (Н1) для критических органов и систем организма подростков, проживающих на двух исследуемых сельских

Органы и системы-мишени Исследуемые территории

1-я 2-я

Органы дыхания 11,85 4,26

Сердечно-сосудистая система 8,79 2,52

ЦНС 13,91 4,37

Кровь 8,33 3,54

Иммунная система 10,21 2,85

Репродуктивная система 5,20 1,85

Кожа 7,01 1,00

Желудочно-кишечный тракт 8,00 1,00

Эндокринная система 9,00 1,00

Самые высокие суммарные риски на 1-ой сельской территории были от бензола, оксида углерода, марганца, мышьяка, свинца, влияющих на центральную нервную систему. Риск развития неканцерогенных эффектов у подростков 1-ой группы со стороны органов дыхания, крови, сердечнососудистой, иммунной, эндокринной, репродуктивной систем оценивается как высокий, в то время как у подростков 2-ой группы со стороны органов дыхания, сердечно-сосудистой системы, ЦНС, крови, иммунной, репродуктивной систем уровень неканцерогенного риска средний, а со стороны желудочно-кишечного тракта, кожи и эндокринной системы низкий (приемлемый) (см. табл. 1).

Проведенная комплексная интегральная оценка условий обучения в сельских школах, расположенных на 1-й территории, составила 735 баллов, а в сельских школах, расположенных на 2-й территории, 699 баллов, что оценивается как умеренно опасная по оценочной шкале А.Г. Сухарева, Л.Я. Каневской (2000) (рис.3).

При этом сильная степень риска на организм подростков установлена в сельских школах, расположенных на обеих исследуемых сельских территориях

по таким критериальным признакам, как недостаток площадей и оборудование помещений (63 и 64 балла), нарушенный воздушно-тепловой режим (58 и 56 баллов); нерациональный режим и организация учебно-воспитательного процесса (58 и 55 баллов); отсутствие эффективной организации медицинского обеспечения школ (64 и 62 балла); по остальным критериальным показателям степень риска здоровью подростков была слабой.

дк Риск не выражен 1(П? ------„„-ЯБ--7495-100 баллов)

Слабая степень риска (66-94 баллов)

Сильная степень

риска

( 65 и менее баллов)

Территория №1 В Территория №2

Рис. 3. Интегральная оценка показателей условий обучения сельских подростков, проживающих на двух исследуемых территориях.

Примечание: Показатели (в баллах от 0 до 100): 1 - Санитарная ситуация территории образовательного учреждения; 2 - Набор, площади и оборудование помещений; 3 - Внутренние системы водоснабжения, канализации и санитарное оборудование помещений здания; 4 — Световой режим; 5 - Воздушно-тепловой режим; 6 - Режим и организация учебно-воспитательного процесса; 7 - Условия и организация физического воспитания; 8 - Условия и организация питания; 9 -Санитарно-противоэпидемический режим; 10 - Организация медицинского обеспечения.

Известно, что в подростковом возрасте в формировании здоровья наряду с факторами школьной и окружающей среды усиливается роль социальных факторов (Куликов В.А., 1994; Сухарев А.Г., Михайлова С.А., 2004). В этой связи нами исследованы социальный статус и образ жизни сельских подростков двух исследуемых групп. Установлено, что абсолютное большинство семей подростков 1-й группы (85,3%) и второй группы (80,2%) воспитывались в полных семьях и лишь 14,7% подростков из первой группы и 18,5% соответственно из второй группы воспитывались в неполных семьях; при этом в 12% и 16% соответственно только с матерью и в 2,7% и в 2,5% только с отцом; 1,3% подростков 2-ой группы воспитывались опекунами. Важно отметить, что лишь 19% семей подростков 1-ой группы и 34,6% семей подростков 2-ой группы имели отдельную квартиру; 61% и 55,1% семей подростков 1-ой и 2-ой групп проживали в домах с частичными удобствами, остальные семьи проживали в коммунальной квартире или в общежитии, причем таких семей среди подростков

1-ой группы в 2 раза больше, чем среди подростков 2-ой группы.

При этом 52,2% подростков 1-й группы и 41,2% подростков 2-й группы проживали в квартирах площадью более 12м2, третья часть подростков обеих групп имели квартиру площадью от 5 до 12 м2 и площадь меньше 5 м2 имели 14,5% подростков 1-й группы и 19,2% подростков 2-й группы. Свою отдельную комнату имели 85,1% подростков 1-й группы и 83,8% подростков 2-й группы; 14,9% и 16,2% респондентов соответственно не имели собственной комнаты или делили ее с братом или сестрой.

Анализ материального положения семей, в которых проживали обследованные подростки, показал, что доходы в семье на одного человека выше среди подростков 1-й группы, по сравнению со второй группой (рис. 4).

Режим питания соблюдают лишь 21,6% подростков 1-ой группы и 33,3% подростков 2-ой группы; остальные 78,4% и 66,7% подростков соответственно питаются беспорядочно. Только у 47,4% подростков 1-ой группы и у 48,7% подростков 2-ой группы в рационе присутствовало мясо и мясопродукты, у 52,7% и у 70,9% соответственно молоко и молочно-кислые продукты, у 46,9% и у 56,9% овощи и фрукты. Выявлено, что две трети сельских подростков обеих групп не досыпают, предпочитают пассивный отдых у телевизора или у компьютера. Распространенность курения среди сельских подростков 1-ой группы в 2 раза выше, чем среди подростков 2-ой группы (61,8% и 30,9% подростков соответственно). Следует отметить, что 2,8% подростков 2-ой группы ежедневно употребляют алкогольные напитки, 19% обследуемых 1-ой группы и 2,8% подростков 2-ой группы употребляют алкоголь каждую неделю, а употребляют алкоголь каждый месяц 41,4% и 19,5% подростков соответственно.

1 группа 2 группа

7,4% 4%

□ Выше прожиточного минимума

1 Соответствует прожиточному минимуму

□ Ниже прожиточного минимума

Рис. 4. Распределение подростков 1 и 2 групп в зависимости от дохода на одного человека в семьях проживания (%).

Самооценка самими подростками своей жизни в условиях комплексного воздействия факторов микросоциальной среды и среды обитания оценена путем исследования качества жизни по опроснику SF-36 (Ware J.E., 1992) и показано, что интегральный показатель качества жизни (КЖ) у подростков 1-ой группы составил 89,3 баллов против 91,3 баллов у подростков 2-ой группы (рис. 5.).

Рис. 5. Показатели качества жизни у сельских подростков двух исследуемых групп.

Примечание: Показатели (в баллах от 0 до 100): ФФ - физическое функционирование, РФФ - ролевое физическое функционирование, Б - боль, 03 - общее здоровье, Ж - жизнеспособность, СФ - социальное функционирование, | РЭФ - ролевое эмоциональное функционирование, ПЗ - психологическое здоровье.

При этом наибольшая разница по шкалам опросника SF-36 у подростков исследуемых групп выявлена по физическому компоненту здоровья, в частности состояния общего здоровья, а также по всем показателям, определяющим психологический компонент здоровья. Так, показатель общего здоровья у сельских подростков 1-й группы был на 10,9% выше по сравнению с данными подростков 2-ой группы, а общее и психологическое здоровье, показатель жизнеспособности снижены на 3,3%.

С современных позиций адаптация подростков к факторам школьной, окружающей и социальной среды не может рассматриваться без учета уровня функционирования основных систем и адаптационных возможностей организма; поэтому функциональное тестирование с определением физиологического статуса является обязательной частью методологии оценки здоровья (Апанасенко Г.А., 2004; Агаджанян H.A., 2005). Характер же физиологических реакций, в первую очередь, определяется функционированием центральной нервной системы, особенностями протекания в ней процессов возбуждения и 1 торможения.

Анализ данных вариационной хронорефлексометрии, представленный в таблице 2., свидетельствует о том, что у сельских подростков обеих исследуемых групп имеет место снижение показателей, оценивающих ЦНС по отношению к физиологической норме с наибольшей выраженностью снижения этих показателей у сельских подростков 1 -й группы.

Так, по сравнению с физиологической нормой функциональный уровень 1 нервной системы (ФУС) у сельских подростков 1-й группы был снижен в 1,3

раза, а второй группы в 1,2 раза; устойчивость нервной реакции (УР) была также сниженной в 1,6 раза ив 1,5 раза соответственно, а уровень функциональных возможностей сформированной функциональной нервной системы (УФВ) составлял у сельских подростков 1-й группы 2,72±0,59ед и 1,93±0,44нд у подростков 2-й группы при физиологической норме 2,72±0,59ед.

Таблица 2.

Показатели функционального состояния ЦНС у сельских подростков исследуемых групп.

Показатели Физиологическая норма (Мороз М.П., 2003) Исследуемые группы

1-я 2-я

ФУС (ед) 4,04±0,47 3,01±0,26* 3,58±0,21*

УР (ед) 1,27±0,49 0,78±0,34* 0,86±0,30*

УФВ (ед) 2,72±0,59 1,86±0,53* 1,93±0,44*

* р<0,05 в сравнении с физиологической нормой

При оценке форм кривых вариационного распределения временных показателей у обследуемых подростков установлено, что каждому состоянию ЦНС соответствует характерный тип вариационной кривой, который по мере изменения функционального состояния может трансформироваться. Среди всех обследованных лишь 16,8% сельских подростков 1-й группы и 25,3% 2-й группы характер вариационного распределения значений простой зрительно-моторной реакции (ПЗМР) был близко к нормальной умственной работоспособности. Максимум значений ПЗМР при таком состоянии определялся 120-130мс и проявлялся с вероятностью 0,37. У 60,2% сельских подростков 1-й группы и у 62, 6% 2-й группы умственная работоспособность была снижена на 25%; у 23% сельских подростков 1-й группы и у 12,1% 2-й группы снижение работоспособности отмечалось на 50% и выше определялось как «существенно сниженной». При этом форма кривой у подростков, работоспособность которых была снижена на 25% характеризовалась увеличением рассеивания временных значений и свидетельствовала о неустойчивом состоянии нервных процессов.

В сравнительном аспекте по результатам корректурной пробы у подростков 2-ой группы на 23,2% снижена скорость обработки информации (23,52±0,95ед у подростков 2-ой группы и 30,63±1,04ед у подростков 1-ой группы (р<0,05)); на 6% точность выполняемой работы (0,801±0,178ед у подростков 2-ой группы и 0,849±0,010ед у подростков 1-ой группы (р>0,05)).

Учитывая зависимость функционального состояния головного мозга от его кровенаполнения, исследован характер изменения кровенаполнения мозга. Анализ данных, представленных в таблице 3, свидетельствует о том, что у сельских подростков обеих групп имеет место снижение в сравнении с

физиологической нормой реографического индекса (РИ) в бассейне позвоночных артерий, что свидетельствует о некотором снижении кровенаполнения сосудов головного мозга в вертебральном бассейне. Дикротический индекс (ДИК), отражающий тонус мелких сосудов головного мозга, был в пределах физиологических колебаний; при этом у сельских подростков 2-й группы в сравнении с данными подростков 1-й группы ДИК был на 8,2% выше.

Таблица 3.

Показатели реоэнцефалографии у сельских подростков _исследуемых групп__

Исследуемые группы Реографический индекс (РИ) Дикротический индекс (ДИК)

в бассейне позвоночных артерий в бассейне сонных артерий

справа слева справа слева

1-я 0,857±0,031 0,838±0,030 1,463±0,039 1,430±0,035 51,57±1,19

2-я 0,898±0,026 0,904±0,032 1,396±0,030 1,425±0,038 55,81±1,27*

*р<0,05

Кроме этого, установлено у 56% подростков 1-ой группы и у 34% подростков 2-ой группы встречалась асимметрия кровотока; у 94% и у 88% подростков затруднение венозного оттока в вертебра-базиллярном бассейне. Полученный научный факт связан с блокадами краниовертебрального перехода, который, вероятно, может быть обусловлен значительной нагрузкой на разгибательную мускулатуру шеи при неправильной организации учебного процесса, неправильной посадке и длительном статическом напряжении (чтении, письме, низком сгибании головы), приводящей к мышечной дистонии и функциональной блокаде шейных позвоночно-дисковых соединений.

Многопараметрическая характеристика показателей математического анализа сердечного ритма сельских подростков по данным кардиоинтервалографии позволила установить, что индекс напряжения регуляторных систем у сельских подростков 1-й группы был в 1,7 раза выше по сравнению с данными подростков 2-й группы и был обусловлен увеличением вегетативного показателя ритма (ВПР) в 3,1 раза, индекса вегетативного равновесия (ИВС) в 2 раза и показателя адекватности процессов регуляции в 3,1 раза, что в совокупности указывает на повышенную активность симпатического отдела вегетативной нервной системы у подростков, особенно 1-й группы в ответ на комплексное воздействие различных факторов жизнедеятельности, т.е. происходит неэкономная работа сердечно-сосудистой системы, снижается адаптационная надежность, увеличивается неадекватность регуляции, возрастает возможность ее срыва (табл. 4).

Полученный научный факт имел подтверждение при исследовании центральной гемодинамики методом тетраполярной реографии (табл. 5). Так при сравнении ЧСС в минуту у подростков 1-ой группы ЧСС была выше по сравнению с подростками 1-ой группы.

Таблица 4.

Математические показатели параметров сердечного ритма у сельских подростков исследуемых групп.

Показатели Исследуемые группы

1-я 2-я

Среднее RR (мс.) 816,97±12,44 839,30±11,73

min RR (мс.) 665,30±8,67 687,71±8,69

max RR (мс.) 971,54±13,70 1034,17±16,46

SDNN (мс.) 55,20±1,77 57,71± 1,82

RMSSD (мс.) 51,25±2,71 54,13±2,59

SDSD (мс.) 51,25±2,71 54,13±2,59

NN50 (%) 89,20±6,41 98,09±7,07

Pun 50 (%) 2б,56±2,16 30,73±2,20

LF (с2.) 1734,70±116,52 1766,36±103,63

LF/HF 1,85±0,12 1,70±0,11

HF (с2.) 1381±109,40 1579,50±119,40

Tr ind (усл. ед.) 25,17±0,61 26,48±0,68

TINN (мс.) 195,4±5,39 208,78±5,94

ИН (усл. ед.) 293,01± 17,49 170,96±6,52

ИВР (усл. ед.) 478,3 0±25,77 235,69±22,46

ВПР (усл. ед.) 9,21 ±0,41 2,94±0,18

Минутный объем крови (МОК) у сельских подростков обеих групп превышал физиологическую норму, в первой группе составлял 7,813±0,262, в то время как у подростков 2-й группы 7,395±0,185 и обусловлен преобладанием симпатического регулирования над парасимпатическим. Установлено, что нормокинетический тип гемодинамики имели 27% сельских подростков 1-й группы и 24% подростков 2-й группы; при этом гиперкинетический тип гемодинамики выявлен у большинства сельских подростков обеих групп.

У большинства подростков обеих групп имело место снижение объемного периферического сопротивления сосудов, что вероятно связано с гуморальными факторами для поддержания адекватного обеспечения кислородом тканей.

Установлено, что у сельских подростков 1-ой группы по сравнению с

исследуемыми 2-ой группы все показатели функции внешнего дыхания были выше и, прежде всего, форсированная жизненная емкость в 1,1 раза, объем форсированного выдоха за 1с. в 1,2 раза, при сопоставимых антропометрических данных, что, вероятно, обусловлено повышенной потребностью в газообмене за счет загрязнения атмосферного воздуха территории, где проживают подростки 1-ой группы и уровнем неадекватной учебной нагрузки на организм (табл.6).

Таблица 5.

Показатели центральной гемодинамики у сельских подростков исследуемых групп.

Группы подростков УОК МОК ОПС чсс

1 97,299± 7,813± 1110,53± 76,96±

2,783 0,262 30,939 1,036

о 99,508± 7,395± 1072,08± 74,14±

2,379 0,185 22,572 1,163

Кроме этого, показано, что при проведении нагрузочной пробы происходит прирост 0ФВ1 в 1,4 раза, ФЖЕЛ в 1,7 раза, что свидетельствует о гиперреактивности бронхов, которая выявлена у 26,7% подростков 1-ой группы и у 22% подростков 2-ой группы.

Помимо этого, важно отметить, что у сельских подростков 1-й группы показатели, отражающие транспортировку кислорода кровью, имели также тенденцию к увеличению, что свидетельствует об интенсивности переноса кислорода. Так, кислородная емкость крови у сельских подростков 1-й группы составляла 179,83±8,10мл.02/л.крови, а у подростков 2-й группы 175,97±7,89мл.02/л.крови (р>0,05); системное кислородное обеспечение 17461,49±34,70мл.02/мин. и 17033,90±33,40мл.02/мин. (р<0,05), содержание гемоглобина 134,2±7,8г/л и 131,7±7,2г/л соответственно. Насыщение же крови кислородом у подростков обеих групп практически не отличалось и составляло от 96,8% до 97,5%.

Таблица 6.

Показатели функции внешнего дыхания у сельских подростков _исследуемых групп._

Показатели Исследуемые группы

1-я 2-я

Форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ) 3,92±0,09 3,76±0,07

Объем форсированного выдоха за 1с. (ОФВ1) 3,72±0,08* 3,34±0,08

ФЖЕЛ после приема беродуала 4,14±0,1* 3,87±0,08

ОФВ 1 после приема беродуала 4,00±0,1* 3,66±0,09

Насыщение крови кислородом (Б02) 97,16±0,14 96,98±0,12

*р <0,05

особое значение приобретают не только количественно-качественные характеристики основных функциональных систем, но и их внутрисистемные и межсистемные взаимоотношения, в результате чего целостный организм приобретает новые, специфические свойства (Судаков К.В., 1987, 1997). Показано, что у подростков 2-й исследуемой группы взаимодействие внутри одной системы (ЦНС) показателями (ФУС, УР и УФВ) находились в прямой корреляционной зависимости: между ФУС и УР (г=0,88), УР и УФВ (г=0,72), а также установлено взаимодействие кардиореспираторных функциональных систем, заключающееся в том, что во взаимоотношениях их эффектов наблюдается объединение показателей центральной гемодинамики и вегетативной регуляции (УОК, МОК, ИН, ВПР, ФЖЕЛ) и появление межсистемных связей между параметрами результатов функциональных систем: обратная корреляционная зависимость между ФЖЕЛ и ИН (г=-0,68) и прямая корреляционная зависимость между ИН и МОК (г=0,72).

Состав базовой структуры у подростков 1-ой группы не стабилен и меняется за счет включения дополнительных показателей разных функциональных систем - обратная корреляционная зависимость между УР и ИН (г=-0,53); УР и ВПР (г=-0,72). При этом корреляционные связи внутрисистемного уровня между параметрами эффектов одной функциональной системы ослабевают МОК-ИН (г=0,26); ОФВ1-ФЖЕЛ (г=0,35), а увеличиваются межсистемные ФЖЕЛ - УОК (г=0,78); ВПР - УР (г=-0,82).

В качестве меры количественной оценки степени мультипараметрического взаимодействия иерархически взаимосвязанных систем нами рассчитан в качестве интегрального показателя индекс физиологического дисбаланса (ИФД), который определялся как относительная величина рассогласований каждого из регистрируемых параметров от оптимального индивидуального уровня с учетом средних региональных показателей. При расчете ИФД для подростков двух исследуемых групп использованы следующие показатели функциональных систем: ЧСС, УОК, МОК, ОПС, УПС, РИ, ФЖЕЛ, ИН, ВПР, УР, ФУС и установлено, что для подростков 1-й исследуемой группы ИФД составлял 2,85, а для 2-ой группы сельских подростков ИФД=1,60, что согласно региональной шкале центильного распределения расценивается как напряжение процессов адаптации к комплексу факторов среды обитания и микросоциальной среды.

Учитывая, что биологические закономерности не подчиняются линейной зависимости, нами использованы математический анализ сплайн-функций при проведении многофакторного анализа и прогнозирования, позволивший разработать сплайн-модель множественной зависимости состояния здоровья сельских подростков от совокупности различных факторов среды обитания на уровне функционирования систем организма.

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о сложных механизмах влияния на сельских подростков факторов среды жизнедеятельности, приводящие к физиологическим сдвигам, которые на основании интегральной оценки качества жизни и физиологического статуса можно прогнозировать и принимать оперативные управленческие решения, как на уровне индивидуума, так и на уровне подростковой популяции.

Выводы

1. Величина комплексной антропогенной нагрузки среды обитания на подростков двух сельских территорий формируется за счет накопления поллютантов в почве, воде и загрязнения атмосферного воздуха, превышая суммарную нагрузку в 1,5 раза на первой исследуемой сельской территории по сравнению со второй.

2. Установлено, что неблагоприятным в отношении риска развития неканцерогенных эффектов с учетом рассчитанных индексов опасности является первая сельская территория, где суммарный индекс опасности от поллютантов в атмосферном воздухе составляет 14,84; в питьевой воде 15,03 при соответствующих показателях на второй сельской территории 7,78 и 4,00. Наибольший уровень риска по критическим органам и системам установлен по органам дыхания, иммунной, центральной нервной и сердечно-сосудистой системам. На первой сельской территории суммарный индекс опасности поражения центральной нервной системы был в 3,2 раза, органов дыхания в 2,6 раза, иммунной системы в 3,58 и сердечно-сосудистой в 3,4 раза выше, чем на второй сельской территории.

3. Комплексная интегральная оценка факторов внутришкольной среды и организации учебного процесса в сельских школах двух территорий составляет 735 и 699 баллов, определяющие риск развития морфофункциональных отклонений в органах и системах.

4. Приоритетными социально-гигиеническими факторами, формирующими образ жизни подростков, являются низкий материальный достаток сельской семьи, неудовлетворительные жилищные условия, низкая двигательная активность, нерациональное питание, курение и употребление алкоголя, степень выраженности которых выше среди сельских подростков 1-ой группы по сравнению с подростками 2-ой группы.

5. Установлены особенности комплексного влияния факторов окружающей, внутришкольной и социальной среды на состояние здоровья сельских подростков исследуемых групп на уровне донозологических изменений, которые приводят к дезорганизации функционирования центральной нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем. При этом у сельских подростков 1-ой группы в сравнении с подростками 2-ой группы выявлено снижение ОФВ, в 1,2 раза, ИН в 1,7 раза, ФУ С в 1,3 раза, УР в 1,6 раза.

6. На основании корреляционного и регрессионного анализов определен интегральный показатель физиологического статуса путём расчета индекса физиологического дисбаланса (ИФД), который у сельских подростков 1-ой группы по сравнению со 2-ой группой был в 1,7 раза выше и соответственно составлял 2,85 и 1,60 и свидетельствовал о напряжении процессов адаптации организма к комплексу факторов среды обитания.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Кучелисова A.B. Особенности вариабельности ритма сердца у детей,

проживающих в Оренбургском районе /A.B. Кучелисова// Материалы Региональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. - Оренбург, 2005, часть 2. - С.47-48.

2. Кучелисова A.B. Вентиляционная функция легких и реактивность бронхов у подростков в условиях воздействия различного уровня антропогенной нагрузки /A.B. Кучелисова, Н.П. Сетко, Т.К. Вахмистрова// Материалы Международного симпозиума «Экология человека и медико-биологическая безопасность населения». - Греция, Крит, Москва, 2005. - С.63-65.

3. Кучелисова A.B. Насыщение крови кислородом у подростков с различным уровнем антропогенного воздействия /A.B. Кучелисова, Н.П. Сетко, Т.П. Ежелева// Сборник трудов VI Межрегиональной научно-практической конференции врачей Приволжско-Урапьского военного округа. - Оренбург, 2005, Том 2. - С.585-587.

4. Кучелисова A.B. Биохимический статус сельских подростков, проживающих на территориях с различным уровнем антропогенного воздействия /А.В Кучелисова, Н.П. Сетко, Н.С. Якунина, М.В. Глущенко, Н.С. Морозова// Материалы Всероссийской научной конференции «Экология человека, гигиена и медицина окружающей среды на рубеже веков: состояние и перспективы развития» под редакцией академика РАМН Ю.А. Рахманина. -Москва, 2006. - С.96-98.

5. Кучелисова A.B. Некоторые параметры дыхания у подростков, проживающих на территории с различным уровнем антропогенной нагрузки /A.B. Кучелисова, Н.П. Сетко // Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Профессиональное гигиеническое обучение. Формирование здорового образа жизни детей, подростков и молодежи». - Москва, 2006. - С.409-411.

6. Кучелисова A.B. Вариабельность сердечного ритма в оценке адаптации сельских подростков к антропогенному воздействию /A.B. Кучелисова // Вестник аритмологии. - Санкт-Петербург. - 2006. - Приложение Б. - С.37.

7. Вахмистрова Т.К. Зависимость распространения предикторов внезапной сердечной смерти от уровня антропогенного воздействия / Т.К. Вахмистрова, A.B. Кучелисова// Вестник аритмологии. - Санкт-Петербург. - 2006 -Приложение Б. - С. 14.

8. Кучелисова A.B. Значение ультразвуковой диагностики сердца и исследование вариабельности сердечного ритма у практически здоровых юношей, проживающих в сельской местности /A.B. Кучелисова// Материалы XV Всемирного конгресса международного кардиологического допплеровского общества, - Тюмень, 2006. - С. 157.

9. Кучелисова A.B. Особенности состояния вертебрально-базилярной системы у сельских подростков /A.B. Кучелисова, Н.П. Сетко, Д.А. Юлдашева// Материалы X Международной научной конференции «Здоровье семьи - X XI век», - Бангкок, Таиланд, Пермь, 2006. - С. 124.

10. Кучелисова A.B. Морфофункциональные показатели сердечнососудистой системы у подростков, проживающих в сельском районе/А.В. Кучелисова // Вестник Оренбургского государственного университета. -Оренбург, 2006. - №12. - С. 406-408.

11. Вахмистрова Т.К. Вентиляционная функция легких и реактивность бронхов у сельских подростков / Т.К. Вахмистрова, A.B. Кучелисова, Т.П. Ежелева, Г.Г. Гуськова, O.A. Белькова, Н.С. Морозова // Материалы VIII Всероссийской конференции «Технологии функциональной диагностики в современной клинической практике». - Москва, 2007. - С.142.

12. Сетко Н.П. Особенности функционирования основных органов и систем у подростков, проживающих в городе и на селе / Н.П. Сетко, A.B. Кучелисова, Е.Ю. Суетнова, А.Г. Сетко, В.Н. Никулин// Гигиена и санитария. - М., - 2007. - № 6. - С.74-76.

13. Вахмистрова A.B. Особенности биохимического статуса сельских подростков в зависимости от уровня воздействия факторов среды обитания / A.B. Вахмистрова, Н.С. Якунина, М.В. Глущенко, O.A. Сомова // Вестник Оренбургского государственного университета. - Оренбург, 2009. - №2. - С. 225226.

ВАХМИСТРОВА Ангелина Валерьевна

Гигиеническая оценка комплексного влияния факторов среды обитания на физиологический статус и качество жизни сельских подростков 14.00.07 - Гигиена

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата медицинских наук

Отпечатано с готового оргинал-макета 13.04.2009 Заказ № 757 Тираж 100 экз. Объём - усл.печ.л. — 1,3 Формат 64x84. 1/16. ЛР№ 063109 от 04.02.199 г. ООО «Агентство Пресса» г. Оренбург, ул. Комсомольская, 45

Здоровье подростков является не только показателем, но и целью социально-экономического развития любой страны и служит одним из главных критериев качества жизни. Известно, что подростковый возраст -это важный период роста и формирования человека, когда возникает, развивается и завершается ряд морфологических, функциональных и психологических процессов, происходит перестройка жизненно важных систем организма, что обуславливает ему повышенную чувствительность к различным факторам жизнедеятельности (Зарубина А.В., 1998; Баранов А.А., Онищенко Г.Г., 2002, 2007). В реальных условиях подростки подвергаются влиянию всего многообразия факторов среды обитания и жизнедеятельности, которые отличаются многокомпонентностью и разнонаправленностью воздействия. При этом, социальные и средовые факторы действуют не изолированно, а в сочетании с биологическими факторами, что обуславливает зависимость уровня здоровья подростков как от среды обитания, в которой они находятся, так и от биологических законов развития.

Поэтому вопросы количественной оценки взаимодействия факторов социально-гигиенической и биологической природы, качества жизни, а также факторов окружающей и внутришкольной среды на состояние здоровья подростков являются одними из ключевых в проблеме среда обитания - здоровье, поскольку знание роли и величины вклада тех или иных факторов в развитие неблагоприятных эффектов определяет характер и объем профилактических и оздоровительных мероприятий (Сухарев А.Г. с соавт., 1996; Сидоренко Г.И., Кутепов Е.Н., 1997; Маймулов В.Г., 2001; Онищенко Г.Г., 2001, 2007, 2008).

Вместе с тем, в настоящем мало изученным остается вопрос о комплексном влиянии различных факторов внутришкольной среды и организации учебно-воспитательного процесса, эколого-гигиенических и социальных факторов среды обитания и жизнедеятельности на здоровье подростков, проживающих в сельской местности. Еще мало выполнено исследований по оценке риска, связей и зависимостей между факторами окружающей, школьной, социальной среды в дозах, наиболее часто встречающихся в реальных условиях, и здоровьем сельских подростков.

Известно, что организм подростков при изменении факторов внешней и внутренней среды стремится обеспечить оптимальные условия своего существования на основе поддержания жизненно важных констант в определенных пределах благодаря сложным механизмам регуляции (Казначеев В.П., Баевский В.Р., 1980; Маймулов В.Г., 1997; Глазачев О.С., 2006; Кучма В.Р., Сухарева JI.M., 2006). Вместе с тем, в настоящее время недостаточно данных о характере функционирования физиологических систем организма подростков в зависимости от качества и количества действующих факторов сельской среды проживания; не исследована этиология формирования адаптационных резервов у подростков в условиях многофакторного воздействия, отсутствуют интегральные достоверные информационные критерии, позволяющие выявлять подростков группы риска со снижением здоровья в зависимости от уровня адаптированности, не разработан алгоритм методических и организационных подходов к формированию здоровья сельских подростков.

Перечисленный круг нерешенных вопросов определил актуальность, составил цель и задачи исследования.

Цель исследования - определить изменения физиологического статуса и качества жизни у сельских подростков в сопоставлении с выраженностью приоритетных факторов жизнедеятельности, на основании чего разработать прогностическую модель управления здоровьем подростков на уровне функционирования систем.

Задачи исследования:

1 .Исследовать количественный и качественный состав антропогенного загрязнения атмосферного воздуха, питьевой воды и почвы двух сельских территорий.

2.0ценить риск для здоровья сельских подростков при многосредовом воздействии химических загрязнителей.

3.Провести комплексную оценку условий воспитания и обучения сельских подростков двух исследуемых групп.

4.Дать социально-гигиеническую характеристику условий, образа и качества жизни сельских подростков двух исследуемых групп.

5.Проанализировать состояние и уровень адаптированности основных функциональных систем организма сельских подростков двух групп, находящихся в условиях комплексного воздействия факторов различного уровня.

6.Установить причинно-следственные связи и зависимость между уровнем физиологического статуса, качества жизни сельских подростков и факторами среды обитания, на основании чего разработать прогностическую модель управления здоровьем сельских подростков.

Научная новизна. Впервые дана дифференциальная и интегральная оценка комплексного влияния факторов социальной среды, школьного обучения и загрязнения окружающей среды на организм сельских подростков на уровне функционирования основных органов и систем.

Установлены степени риска для здоровья сельских подростков в зависимости от величины экспозиции и значения неблагоприятных факторов среды обитания и факторов, составляющих условия обучения в образовательных учреждениях.

Показано, что оценка качества жизни является не только интегральным, но и прогностическим показателем комплексного влияния факторов на здоровье и благополучие сельских подростков.

Получены новые данные о функционировании центральной нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем и их мультипараметрическое взаимодействие для поддержания гомеостатического уровня при действии комплекса неблагоприятных факторов среды обитания и жизнедеятельности.

Впервые с гигиенических позиций на основании корреляционного, регрессионного и факторного анализа показана целесообразность применения интегральной оценки физиологического статуса сельских подростков (индекса физиологического дисбаланса) и его прогноза.

Практическая значимость работы. Результаты исследования явились основанием для разработки региональных центильных нормативных таблиц физиологических показателей для подростков 14-17 лет, проживающих в сельской местности. Практическая ценность работы характеризуется разработкой интегрального регионального показателя -индекса физиологического дисбаланса (ИФД) для сельских подростков, позволяющего количественно оценить степень изменения функционального состояния основных систем в ответ на комплексное воздействие факторов окружающей, школьной и социальной среды. На основании полученных данных разработана сплайн-модель для прогноза состояния здоровья подростков на уровне адаптационных реакций функциональных систем.

Реализация результатов исследования. Материалы диссертационного исследования и практические рекомендации используются в работе министерства образования Оренбургской области (акт внедрения от 20.11.2008), муниципального учреждения здравоохранения «Центральная районная больница» Оренбургского района (акт внедрения от 23.12.2008), Управления Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Оренбургской области (акт внедрения от 18.11.2008).

Результаты исследований включены в программу преподавания раздела гигиены детей и подростков на педиатрическом, медико-профилактическом и последипломном факультетах в Оренбургской государственной медицинской академии Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию (акт внедрения от 25.11.2008).

Апробация работы. Основные результаты исследования доложены и обсуждены на международных, республиканских и региональных конференциях: региональных научно-практических конференциях молодых ученых и специалистов Оренбургской области (Оренбург, 2005, 2009), VI межрегиональной научно-практической конференции молодых врачей Приволжско-Уральского военного округа (Оренбург, 2005), Всероссийской научной конференции «Экология человека, гигиена и медицина окружающей среды на рубеже веков: состояние и перспективы развития» (Москва, 2006), на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Профессиональное гигиеническое обучение. Формирование здорового образа жизни детей, подростков и молодежи» (Москва, 2006), V Северо-Западной Международной научно-практической конференции по проблемам внезапной смерти (Санкт-Петербург, 2006), VIII Всероссийской конференции «Технологии функциональной диагностики в клинической практике» (Москва, 2007).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ, среди них 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 160 страницах машинописного текста и состоит из введения, шести глав, заключения, выводов, списка литературы. Работа иллюстрирована 25 таблицами и 15 рисунками. Библиографический указатель содержит 209 отечественных и 48 иностранных источников.

выводы

1. Величина комплексной антропогенной нагрузки среды обитания на подростков двух сельских территорий формируется за счет накопления поллютантов в почве, воде и загрязнения атмосферного воздуха, превышая суммарную нагрузку в 1,4 раза на первой исследуемой сельской территории по сравнению со второй.

2. Установлено, что неблагоприятным в отношении риска развития неканцерогенных эффектов с учетом рассчитанных индексов опасности является первая сельская территория, где суммарный индекс опасности от поллютантов в атмосферном воздухе составляет 14,84; в питьевой воде 15,03 при соответствующих показателях на второй сельской территории 7,78 и 4,00. Наибольший уровень риска по критическим органам и системам установлен по органам дыхания, иммунной, центральной нервной и сердечно-сосудистой системам. На первой сельской территории суммарный индекс опасности поражения центральной нервной системы был в 2,2 раза, органов дыхания в 2,0 раза, иммунной системы в 2,5 и сердечно-сосудистой в 2,3 раза выше, чем на второй сельской территории.

3. Комплексная интегральная оценка факторов внутришкольной среды и организации учебного процесса в сельских школах двух территорий составляет 735 и 699 баллов, определяющие риск развития морфофункциональных отклонений в органах и системах.

4. Приоритетными социально-гигиеническими факторами, формирующими образ жизни подростков, являются низкий материальный достаток сельской семьи, неудовлетворительные жилищные условия, низкая двигательная активность, нерациональное питание, курение и употребление алкоголя, степень выраженности которых выше среди сельских подростков 1-ой группы по сравнению с подростками 2-ой группы.

5. Установлены особенности комплексного влияния факторов окружающей, внутришкольной и социальной среды на состояние здоровья сельских подростков исследуемых групп на уровне изменений физиологического статуса, которые характеризуются дезорганизацией функционирования центральной нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем. При этом у сельских подростков 1-ой группы в сравнении с подростками 2-ой группы выявлено снижение ФУС в 1,3 раза, УР в 1,6 раза, и увеличение УФВ в 1,4 раза, ИН в 1,7 раза, ИВР в 2,0 раза, ВПР в 3,1 раза, ПАПР в 1,5 раза, ОФВ1 в 1,2 раза.

6. На основании корреляционного и регрессионного анализов определен интегральный показатель физиологического статуса путём расчета индекса физиологического дисбаланса (ИФД), который у сельских подростков 1-ой группы по сравнению со 2-ой группой был в 1,7 раза выше и соответственно составлял 2,85 и 1,60 и свидетельствовал о напряжении процессов адаптации организма к комплексу факторов среды обитания.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Во всем мире возрастает озабоченность неуклонно ухудшающимся качеством развития и здоровья детей. Все более осознается необходимость преодоления имеющей место тревожной тенденции в интересах обеспечения жизнеспособности подрастающего поколения. Кроме этого, немаловажное значение имеет и осознание того, что здоровье сегодняшнего поколения подростков — это не только здоровье завтрашних взрослых, но и здоровье будущего поколения людей.

Нами показано, что антропогенная нагрузка, воздействующая на сельских подростков 1-й группы сформирована на 30% за счет сероводорода, 24% диоксида азота, 12,7% взвешенных веществ, 5% оксида углерода и т.д., на территории №2 антропогенное загрязнение атмосферного воздуха на 75,5% сформировано за счет загрязнения пылью различного характера, 10,9% диоксидом азота, 5,9% бензолом, 5,4% окисью углерода. При этом комплексный показатель загрязнения атмосферного воздуха территорий, где проживают подростки 1-ой группы в 1,8 раза выше, чем комплексное загрязнение атмосферного воздуха, которым дышат подростки 2-ой группы.

Известно, что микроэлементы, в том числе загрязнители, попадая в почвенный слой, сохраняются там значительно дольше, чем в других средах. Поэтому состояние почвенного слоя — накопителя загрязняющих веществ, наиболее достоверно характеризует общий уровень загрязнения территории проживания. Выявлено, что антропогенная нагрузка в почве сельской территории №1 формируется за счет кобальта (27,4%), хрома (20,9%), свинца (13%), никеля (10,9%), стронция (8,6%); а в почве территории №2 соответственно за счет кобальта (31,9%), свинца (15,9%), хрома (15,3%), никеля (10,1%), стронция (8,2%), цинка и марганца (7,2%). При чем, общий уровень химического загрязнения почвы сельской территории №2 в 1,1 раза выше, чем на сельской территории №1, что отражается в величине суммарного показателя загрязнения почвы (К почвы), который при условии равенства числа учитываемых факторов составил на территории №2 7,63, а на территории №1 6,56.

В питьевой воде, которой пользуются сельские подростки 1-й группы, имеет место превышение ПДК в 1,4 раза по марганцу, в 1,2 раза по свинцу, в 1,2 раза по фторидам. В питьевой воде, которой пользуются подростки 2-й группы, зарегистрировано превышение ПДК только по содержанию марганца (1,1 ПДК). При этом, комплексный показатель загрязнения воды (К вода) на территории №1 был в 2,4 раза больше, чем на территории №2 и составил 5,2 и 2,2 соответственно.

При оценке величины антропогенной нагрузки на организм подростков установлено, что суммарное воздействие комплекса загрязнителей на подростков 1-й группы в 1,4 раз выше; чем на подростков 2-ой группы. При этом, комплексная нагрузка от 30% до 45% на территории №1 сформирована за счет загрязнения атмосферного воздуха и питьевой воды, а на территории №2 за счет загрязнения почвы и атмосферного воздуха.

Установлено, что самые высокие суммарные риски на первой сельской территории были от загрязнителей, влияющих на центральную нервную систему, которые в 2,2 раза были выше, чем на 2-ой сельской территории (соответственно 9,9 и 4,4). При этом суммарный индекс опасности поражения органов дыхания у сельских подростков 1-й группы был в 2,0 раза выше, чем у подростков 2-й группы; индекс опасности поражения иммунной системы подростков 1-й группы так же был выше в 2,5 раза, а индекс опасности поражения сердечно-сосудистой системы соответственно в 2,3 раза.

В условиях комплексного воздействия многочисленных и разнообразных по уровню и направленности воздействия факторов внутришкольной среды и организации учебно-воспитательного процесса нами оценена их суммарная нагрузка и риск влияния на состояние здоровья. Комплексная балльная оценка по сельским школам, расположенным на 1-й территории, составила 735 баллов, а по сельским школам, расположенным на

2-ой территории, 699 баллов, что оценивается как умеренно опасная, при этом сильная степень риска на здоровье подростков установлена в сельских школах, расположенных на обеих исследуемых сельских территориях по таким критериальным признакам, как несоответствие воздушно-теплового режима (58 и 56 баллов соответственно), нерациональная организация учебно-воспитательного процесса (58 и 55 баллов), отсутствие эффективной организации медицинского обеспечения школ (64 и 62 балла соответственно); по остальным критериальным показателям степень риска здоровью учащихся была слабой.

Известно, что с возрастом усиливается роль социальных факторов, влияющих на здоровье подростка. Проведенная нами социально-демографическая характеристика сельских семей подростков двух исследуемых групп показала, что условия жизни подростков исследуемых групп отличались по демографическим характеристикам, жилищным условиям и материальному положению семей. Так семьи сельских подростков обеих исследуемых групп ориентированы на малодетность, при чем двое детей чаще отмечались в семьях подростков 1-й группы, по сравнению со 2-ой группой (59,2% и 48,7% семей соответственно), а трое и более детей чаще отмечалось в семьях подростков 2-й группы, по сравнению с семьями подростков 1-й группы (33,4% и 23,9% соответственно). Семьи подростков 1-ой группы, живущие на относительно небольшом расстоянии от города, лишь в 19% имели отдельную квартиру, при 34,6% семей подростков 2-ой группы, при этом в 2 раза было больше семей подростков 1-ой группы, которые проживали в коммунальной квартире или в общежитии. Доходы в семье на одного человека выше среди 1-й группы подростков, по сравнению со второй группой.

Выявлены различия в организации рационального питания и характере потребления в процессе питания основных необходимых продуктов. Так сельские подростки 2-й группы чаще исследуемых 1-й группы завтракают и обедают в школе (44,3% и 35% соответственно). Режим питания также чаще соблюдают подростки второй группы, по сравнению с сельскими подростками первой группы (соответственно 33,3% и 21,6%). Установлено, что примерно у одинакового количества подростков обеих групп в ежедневном домашнем рационе присутствовали мясо и мясопродукты, при чем чаще в рационе питания включали молоко и молочно-кислые продукты, а так же свежие овощи и фрукты подростки 2-й группы по сравнению с 1-й группой (70,9% и 52,7%, 56,9% и 46,9% соответственно).

Установлены различия в распространенности поведенческих факторов риска. Установлено, что распространенность курения среди сельских подростков 1-й группы 61,8%, среди подростков 2-й группы в 2 раза меньше - 30,9%, при чем подростков, выкуривающих в день до 5 сигарет в 2 раза больше в 1-й группе, чем во второй (77,8% и 37,5% соответственно), однако во второй группе почти в 10 раз больше подростков, выкуривающих более 10 сигарет в день (5,5% анкетируемых 1-й группы и 50% анкетируемых 2-й группы). Количество сельских подростков, которые не пробовали алкогольные напитки ни разу в 2 раза больше среди анкетируемых 2-й группы, чем первой (в 1-й группе - 32%, во 2-й группе - 62%), причем 7,6% подростков 1-й группы и 13,9% сельских подростков 2-й группы пробовали, но не употребляют алкогольные напитки. Количество подростков, употребляющих алкоголь каждую неделю, в 6,8 раз больше среди исследуемых 1-й группы по сравнению со второй (19% и 2,8%), однако среди семей подростков второй группы в 2 раза чаще встречаются семьи, в которых кто-нибудь злоупотребляет алкоголем (9,3% семей подростков 1-й группы и 18% семей исследуемых второй группы).

Нами показано, что в обеих исследуемых группах количество подростков, чей сон соответствует физиологической норме, практически одинаково и составляет 34,2% и 34,6% соответственно, причем 23,7% подростков 1-й группы и 16,7% подростков 2-й группы спят по 6-7 часов в сутки.

Двигательная активность подростков исследуемых групп различалась следующим образом - подростки первой группы в 1,22 раза чаще занимаются физической деятельностью вне школы несколько раз в неделю, чем подростки второй группы (47,9% и 39,2% соответственно), при чем во второй группе в 3,64 раза больше подростков, которые занимаются физической деятельностью вне школы 1 и менее раз в месяц и в 4,5 раза больше подростков, никогда не занимающихся физической деятельностью вне школы (5,1% и 1,4%, 6,3% и 1,4% соответственно).

Значительный интерес представляют данные об оценке качества жизни как интегрального показателя комплексного влияния факторов среды обитания на уровне функционирования основных органов и систем. Установлено, что качество жизни сельских подростков 1-й группы ниже, чем у сельских подростков 2-ой группы, о чем свидетельствует снижение на 3,3% среднего показателя качества жизни за счет таких компонентов, характеризующих здоровье как снижение общего и психологического здоровья и показателя жизнеспособности.

Известно, что физическое развитие подростков является маркером влияния факторов среды обитания; при этом, от его уровня зависят изменения по другим показателям здоровья. При анализе антропометрических показателей подростков 1-й группы и 2-й группы, проживающих в условиях воздействия различного уровня антропогенной и школьной нагрузки, отличающегося социального образа жизни и качества жизни в целом, установлены различия в данных основных антропометрических показателей, так, рост и масса подростков обеих групп не отличались; в то время, как окружность грудной клетки подростков 1-й группы была в среднем на 2,2 см меньше, чем у подростков 2-й группы, что, вероятно, обусловлено с одной стороны влиянием химических загрязнителей, а с другой стороны образом жизни и уровнем двигательной активности. Сравнительный анализ гармоничности физического развития сельских подростков 1-й группы, проживающих на сельской территории, граничащей с промышленным городом, по сравнению с сельскими подростками 2-й группы установлено, что среди сельских подростков 1-й группы наибольшее количество установлено с дисгармоничным и резко дисгармоничным физическим развитием.

В настоящее время учитываются физиологические критерии оценки функциональных возможностей организма, как наиболее важные при оценке состояния здоровья. Методы и критерии донозологической диагностики позволяют оценить регуляторные и гомеостатические свойства организма, что чрезвычайно важно для выявления ранних и скрытых форм заболеваний. Изучение основных свойств нервной системы представляется важным в условиях многокомпонентного и многофакторного воздействия. Нами установлено, что по результатам корректурной пробы у подростков 2-й группы на 23,2% снижена скорость обработки информации (23,52±0,95ед у подростков 2-й группы и 30,63±1,04ед у подростков 1-й группы); на 6% точность выполняемой работы (0,801±0,178ед у подростков 2-й группы и 0,849±0,010ед у подростков 1-й группы) и на 17% умственная работоспособность (240,95±7,51ед у подростков 2-й группы и 290,24±0,84ед у подростков 1-й группы); при этом у сельских подростков обеих исследуемых групп имеет место снижение показателей, оценивающих ЦНС по отношению к физиологической норме с наибольшей выраженностью снижения этих показателей у сельских подростков 1-й группы; более того, сравнительный анализ состояния кровообращения головного мозга среди сельских подростков двух исследуемых групп показал, что 47% сельских подростков 1-й группы и 42% подростков 2-й группы имеют вертебрально-базиллярную недостаточность; при проведении компрессионной пробы у 10% подростков 1-й группы и у 20% подростков 2-й группы выявлена скрытая вертебрально-базиллярная недостаточность

Эффекторной системой, реализующей тот или иной ответ организма, является, прежде всего, сердечно-сосудистая система, которая наиболее чутко реагирует на весьма незначительное неблагоприятное воздействие, поскольку ей принадлежит роль индикатора адаптационно-приспособительных реакций организма. Анатомические, метаболические и гемо динамические изменения у сельских подростков 1-й группы характеризовались в сравнении с данными подростков 2-й группы замедлением распространения возбуждения по предсердиям и желудочкам; число сердечных сокращений у подростков 1-й группы в сравнении с подростками 2-й группы имело тенденцию к увеличению, которое было достоверно увеличено при проведении ортопробы на 8,7%, что обусловлено симпатическим влиянием; при этом минутный объем крови (МОК) у сельских подростков 1-й группы составлял 7,813±0,262, в то время как у подростков 2-й группы 7,395±0,185 и обусловлен преобладанием симпатического регулирования над парасимпатическим.

Индекс напряжения регуляторных систем у сельских подростков 1-й группы, проживающих на территории, приближенной к промышленному городу, был в 1,7 раза выше по сравнению с данными подростков 2-й группы, что в совокупности указывает на повышенную активность симпатического отдела вегетативной нервной системы у подростков, особенно 1-й группы в ответ на комплексное воздействие различных факторов жизнедеятельности, т.е. происходит неэкономная работа сердечно-сосудистой системы, снижается адаптационная надежность, увеличивается неадекватность регуляции, возрастает возможность ее срыва

У сельских подростков 1-й группы по сравнению с исследуемыми 2-й группы все показатели исследования функции внешнего дыхания были выше и, прежде всего, форсированная жизненная емкость в 1,1 раза, объем форсированного выдоха за 1сек в 1,2 раза, что, вероятно, обусловлено повышенной потребностью в газообмене за счет загрязнения атмосферного воздуха территории, где проживают подростки 1-й группы; при этом у сельских подростков 1-й группы показатели, отражающие транспортировку кислорода кровью, имели также тенденцию к увеличению, что свидетельствует об интенсивности переноса кислорода

Степень же мультипараметрического взаимодействия функциональных систем, отражающая «качество» адаптации к условиям среды обитания, на индивидуальном уровне раскрыта через количественные соотношения, сбалансированность значений гомеостатических показателей и параметров вегетативбной регуляции путем расчета индекса физиологического дисбаланса (ИФД). Установлено напряжение процессов адаптации у сельских подростков обеих групп, т.к. ИФД составляет 2,85 у подростков 1-й группы и 1,60 у подростков 2-й исследуемой группы, что свидетельствует о том, что воздействие на организм сельских подростков многокомпонентных факторов разной направленности воздействия приводит, в первую очередь, к дезорганизации эффекторных взаимодействий изученных функциональных систем, что «сужает» адаптационные возможности организма подростков и ведет к формированию пограничных донозологических состояний.

Нами проведен факторный анализ состояния физиологического статуса и его изменение в зависимости от факторов среды обитания. Первый фактор составил 18,02% общей дисперсии и объединил признаки, характеризующие функции центральной нервной системы, отражающие целесообразную деятельность подростков при обработке потока информации. Второй фактор, имевший 21,91% общей дисперсии, включал показатели состояния сердечнососудистой и вегетативной нервной систем. Третий фактор, составивший 24,03% общей дисперсии, ассоциирует воздействие факторов окружающей и внутришкольной среды. Четвертый фактор трактуется как «социальный фактор», составляет 19,79% общей дисперсии, включает переменные, являющиеся отражением социально-гигиенической характеристики условий и образа жизни в семье, в которой живут и воспитываются сельские подростки. Пятый фактор - 16,25% общей дисперсии определяет «качество жизни» сельских подростков.

Для оценки прогноза здоровья сельских подростков на уровне функционирования систем использован математический аппарат сплайн-функций, рассчитанный с помощью компьютерной программы Splain. В качестве примера проведено моделирование функционального состояния центральной нервной системы у сельских подростков 1-ой группы, рассчитанные сплайны позволяют моделировать любой показатель функционального состояния организма, характеризующий здоровье подростка и формирующийся при раздельном или совокупном влиянии любого количества факторов среды обитания.

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о сложных механизмах влияния на сельских подростков факторов среды жизнедеятельности, приводящие к физиологическим сдвигам, которые на основании интегральной оценки качества жизни и физиологического статуса можно прогнозировать и принимать оперативные управленческие решения, как на уровне индивидуума, так и на уровне подростковой популяции.