На правах рукописи

ЕФИМОВА Надежда Васильевна

ЭКОЛОГО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

АДАПТИВНЫХ РЕАКЦИЙ КАРДИОРЕСПИРАТОРНОЙ СИСТЕМЫ

В ГОДОВОМ ЦИКЛЕ У МОЛОДЫХ ЛИЦ 18-22 ЛЕТ,

УРОЖЕНЦЕВ ЕВРОПЕЙСКОГО СЕВЕРА

03.03.01 – физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва – 2013

Работа выполнена на кафедре гигиены и медицинской экологии Государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Северный государственный медицинский университет»

Научный руководитель: доктор медицинских наук, доцент Попова Ольга Николаевна

Официальные оппоненты: Северин Александр Евгеньевич доктор медицинских наук, профессор кафедры нормальной физиологии ФГАОУ ВПО «Российский университет дружбы народов»

Анохин Михаил Иванович доктор медицинских наук, профессор, врач отделения функциональной диагностики Детской клинической больницы Клинического центра ГБОУ ВПО «Первый МГМУ имени И.М. Сеченова»

Ведущая организация: ФГАОУ ВПО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова»

Защита диссертации состоится «» _ 2013 года в «_» часов на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.203.10 при Российском университете дружбы народов по адресу:

117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д.8.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале УНИБЦ (Научная библиотека) Российского университета дружбы народов (117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д.6).

Автореферат размещен на сайте www.rudn.ru Автореферат разослан «» _ 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор медицинских наук, профессор Н.В. Ермакова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Северные территории играют Актуальность исследования.

ключевую роль в национальной экономике, в обеспечении безопасности и геополитических интересов России (Постановление Правительства РФ от 7 марта 2000 г. № 198 «О Концепции государственной поддержки экономического и социального развития районов Севера»). Сочетание колебаний температуры и атмосферного давления, высокой относительной влажности, жесткого ветрового режима, значительных изменений солнечной активности, своеобразие поведения магнитных полей, резкой фотопериодичности и выраженного УФ - дефицита обуславливают особую структуру климата северных регионов (Агаджанян Н.А., Петрова П.Г., 1996; Неверова Н.П., 1998; Величковский Б.Т., 2005; Максимов А.Л., 2009;

Гудков А.Б. и др., 2012; Paschane A., 1998; Murphy N., 2006; Hasnulin V., 2007).

Некоторые особенности функционирования сердечно-сосудистой и дыхательной систем северян выявлены рядом исследователей (Совершаева С.Л., 1984; Грибанов А.В., 1991; Лабутин Н.Ю., 1994;

Варламова Н.Г., 2007; Рогачевская О.В., Евдокимов В.Г., 2007;

Ермакова Н.В., 2008; Марков А.Л., 2012; Завьялова А.А., 2012; Шишкин Г.С., Устюжанинова Н.В., 2012), однако данные о сезонных изменениях функционирования кардиореспираторной системы у уроженцев Европейского Севера носят фрагментарный характер (Рогачевская О.В., 2002; Максимова А.Л., 2007; Чеснокова В.Н., Мосягин И.Г., 2009).

Лица 18-22 лет составляют значительную и наиболее перспективную часть общества. Дыхательная и сердечно-сосудистая системы сравнительно рано включаются в компенсаторно-приспособительные реакции в ответ на сезонные изменения природно-климатических условий Севера и могут рассматриваться как чувствительный индикатор адаптационных реакций целостного организма (Баевский Р.М., Берсенева А.П., 2008; Борисова Н.В., 2009). В литературе практически не встречаются данные динамического годового наблюдения изменений функционирования кардиореспираторной системы у молодых лиц 18-22 лет, уроженцев Европейского Севера, что, несомненно, является важным для изучения базисных механизмов формирования донозологических и патологических состояний (Агаджанян Н.А., Северин А.Е., 1993;

Гудков А.Б., Лабутин Н.Ю., 2000; Норенко В.В., 2011).

В связи с вышеизложенным, изучение сезонных изменений функционального состояния кардиореспираторной системы у молодых лиц 18-22 лет, уроженцев Европейского Севера, является весьма важным не только с теоретической, но и с практической точки зрения, что и побудило провести настоящее исследование.

Цель и задачи исследования.

Цель работы - изучить эколого-физиологические особенности адаптивных реакций кардиореспираторной системы в годовом цикле у молодых лиц 18-22 лет, уроженцев Европейского Севера.

Для достижения поставленной цели решался комплекс следующих задач:

1. Изучить в различные сезоны года статические и динамические легочные объемы и емкости, показатели проходимости дыхательных путей и оценить характер связей между ними.

2. Исследовать динамику предельных и резервных возможностей внешнего дыхания у обследованного контингента.

3. Оценить сезонную биоэлектрическую активность миокарда у уроженцев Европейского Севера.

4. Выявить особенности гемодинамики и оценить функциональные резервы сердечно-сосудистой системы в годовом цикле.

5. Провести сравнительные исследования сезонных адаптивных реакций кардиореспираторной системы у мужчин и женщин.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. У уроженцев Европейского Севера 18-22 лет наиболее выраженные изменения статических и динамических легочных объемов и емкостей наблюдаются в зимний период года, а снижение бронхиальной проходимости – в переходные сезоны года.

2. Максимальные значения предельных и резервных возможностей аппарата внешнего дыхания северян зарегистрированы в зимний период года.

3. В течение года изменяется характер связей между показателями внешнего дыхания: в переходные сезоны года (весной, осенью) и зимой в формировании ЖЕЛ определяющим параметром в большей степени является величина РОвыд, чем ДО.

4. Повышение электрической активности сердца у северян приходится на переходные сезоны года (весна, осень) с увеличением давления в легочной артерии в осенне-зимний период.

5. Снижение функциональных резервов сердечно-сосудистой системы наблюдается зимний период у мужчин, в переходные сезоны года (весна, осень) и зимой у женщин.

Научная новизна. Впервые представлены материалы по результатам комплексного динамического исследования функционального состояния кардиореспираторной системы в годовом цикле у молодых лиц 18-22 лет, жителей Европейского Севера. Установлены характерные особенности сезонных изменений статических, динамических легочных объемов и емкостей, показателей бронхиальной проходимости, выявлены объективные признаки сезонной функциональной приспособительной перестройки внешнего дыхания у уроженцев Европейского Севера к изменяющимся природно-климатическим условиям среды. Определены изменения биоэлектрической активности сердца, гемодинамики и давления в легочной артерии в различные сезоны года. Впервые определены функциональные резервы дыхательной и сердечно-сосудистой систем в динамике годового цикла.

Теоретическая значимость.

функционального состояния кардиореспираторной системы у молодых лиц 18-22, жителей Европейского Севера, дополняют раздел экологической физиологии. Выявленные характерные изменения в функциональном состоянии дыхательной и сердечно-сосудистой систем у лиц родившихся и постоянно проживающих на Севере позволяют более детально оценить сезонные реакции организма на воздействие возмущающих природноклиматических факторов. Результаты исследования реакции сердечнососудистой системы на стандартную физическую нагрузку в различные сезоны года расширяют научные знания в рамках экологической физиологии в высоких широтах. Выявленные сезонные особенности кардиореспираторной системы 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 01201166164.

Практическая значимость. Установленные данные о сезонных особенностях статических легочных объемов и емкостей, величинах динамических объемов и показателях проходимости бронхов являются исходными при оценке результатов спирографии у жителей Севера и могут использоваться в работе ряда научно-исследовательских институтов и в педагогическом процессе в ВУЗах. Сведения о сезонных изменениях функционирования сердечно-сосудистой и дыхательной систем необходимо учитывать при динамическом мониторинге за состоянием кардиореспираторной системы у северян.

Материалы исследования используются в учебном процессе в ГБОУ ВПО ХМАО – Югры «Ханты - Мансийская государственная медицинская академия» (акт внедрения от 25.09.2012) и в ГОУ ВПО «Сургутский государственный университет Ханты - Мансийского автономного округа – Югры» (акт внедрения от 01.10.2012); на кафедре гигиены и медицинской экологии Северного государственного медицинского университета (акт внедрения от 04.10.2012); в клиническом отделе ФБУН «СевероЗападный научный центр гигиены и общественного здоровья»

(акт внедрения от 24.10.2012); в системе последипломного образования Института физиологии природных адаптаций УрО РАН (акт внедрения от 24.10.2012).

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на III Архангельской международной медицинской научной конференции молодых ученых и студентов (Архангельск, 2010);

I Региональной молодежной научно-практической конференции «Актуальные проблемы физиологии человека на Севере» (Архангельск, 2010); Итоговой научной сессии СГМУ и СНЦ Северо-Западного отделения РАМН «Медицинские школы Европейского Севера: от науки к практике» (Архангельск, 2010); IV Архангельской международной медицинской научной конференции молодых ученых и студентов (к 300-летию со дня рождения М.В. Ломоносова) (Архангельск, 2011);

Научной конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова «Развитие Северо-Арктического региона: проблемы и решения» (Архангельск, 2012); XV Всероссийском симпозиуме «Эколого-физиологические проблемы адаптации» (Москва, 2012); Итоговой научной сессии СГМУ и СНЦ СЗО РАМН «Северная медицинская школа: к 80-летию АГМИ-АГМА-СГМУ» (Архангельск, 2012); VIII научно-практической конференции «Медицинское обеспечение сил флота в условиях Кольского Заполярья» (Северодвинск, 2012).

Материалы исследования опубликованы в 10 печатных работах, в том числе 3 - в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 176 страницах машинописного текста и состоит из введения, 3 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Работа иллюстрирована 22 таблицами и 29 рисунками. Библиографический указатель литературы включает 318 источников (265 - отечественных и 53 - иностранных).

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование функции внешнего дыхания и состояния сердечнососудистой системы проводилось зимой (январь), весной (апрель), летом (июль), осенью (октябрь) у одной и той же группы практически здоровых 35 мужчин и 35 женщин в возрасте 18-22 лет, родившихся и постоянно проживающих в г. Архангельске. Обследование контингентов осуществлялось на базе кафедры гигиены и медицинской экологии Северного государственного медицинского университета (СГМУ) г. Архангельска с соблюдением этических норм, изложенных в Хельсинской декларации и Дерективах Европейского общества (8/609 ЕС).

Исследование проводилось в первой половине дня, через 1,5-2 часа после принятия пищи, после 20-минутного отдыха, в комфортных микроклиматических условиях и состоянии относительного покоя. Всего проведено 1680 исследований, проанализировано более 30000 показателей.

Для обследования использовали спирограф микропроцессорный портативный СМП-21/01-«Р-Д» (Россия), обеспечивающий приведение измеренных и вычисленных объемных и скоростных показателей к стандартным газовым условиям. При помощи спирографии оценивались следующие показатели: 1. Легочные объемы и емкости: дыхательный объем (ДО), резервный объем вдоха (РОвд), резервный объем выдоха (РОвыд), жизненная емкость легких (ЖЕЛ), емкость вдоха (Евд);

2. Показатели легочной вентиляции: частота дыхания (ЧД), минутный объем дыхания (МОД), максимальная вентиляция легких (МВЛ);

3. Показатели проходимости воздухоносных путей: форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ), объем форсированного выдоха за первую секунду (ОФВ1,), пиковая объемная скорость (ПОС), максимальная объемная скорость при выдохе 25, 50 и 75 % ФЖЕЛ соответственно (МОС25, МОС50, МОС75), средняя объемная скорость на участке 25-75 % ФЖЕЛ (СОС25-75), рассчитывался индекс Генслера (ИГ).

Биоэлектрическая активность миокарда определена с помощью электрокардиографии, одноканальным электрокардиографом ЭК1ТРоссия). Согласно общепринятым рекомендациям методом ручного подсчета определены длительность интервалов и зубцов ЭКГ и их амплитуда.

В состоянии покоя определены: частота сердечных сокращений и артериальное давление (по методу Н.С. Короткова). Рассчитаны: среднее артериальное давление (АДср), минутный объем крови (МОК), общее периферическое сопротивление сосудов (ОПСС), систолическое давление в легочной артерии (Pсла), кардиореспираторный индекс (КРИ), индекс резервных возможностей (ИРВ). В качестве дозированной физической нагрузки использовалась проба Мартине -Кушелевского. Оценка результатов пробы проводилась на основании направленности сдвигов пульса и артериального давления путем изучения типов реакций.

Анализ полученных результатов исследования проводился с помощью статистического пакета SPSS 18. Проверка на нормальность распределения измеренных переменных осуществлялась при помощи теста Шапиро-Уилк (n50). Результаты описательной статистики для данных, подчиняющихся закону нормального распределения, представлялись в виде среднего значения (М) и стандартного отклонения (s), для данных, не подчиняющихся закону нормального распределения – в виде медианы (Ме), первого квартиля (Q1) и третьего квартиля (Q3).

В случае нормального распределения переменных использовался однофакторный дисперсионный анализ, для парных сравнений – t-критерий Стьюдента для зависимых выборок с поправкой Бонферрони.

В случае распределения данных отличного от нормального использовался дисперсионный анализ по Фридману, для парных сравнений – непараметрический критерий Вилкоксона для зависимых выборок с поправкой Бонферрони. Для оценки связей между показателями проведен корреляционный анализ с использованием критериев Пирсона и Спирмена.

Критический уровень значимости (p) для всех проверяемых статистических гипотез принимался равным 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Математический анализ полученных результатов показал, что у молодых здоровых северян 18-22 лет в динамике годового цикла происходят адаптивные реакции в системе внешнего дыхания, направленные на уравновешивание к изменяющимся условиям среды.

При анализе динамики статических легочных объемов и емкостей в годовом цикле у северян наибольшие значения величины ЖЕЛ зарегистрированы в