Risk factors of low resistance to hypoxia among students living in the middle ob region

Abstract


This work evaluates human body resistance towards hypotoxic conditions of the Middle Ob region. The authors tested a group of university students to evaluate oxygen supply of the body and respiratory system resistance to hypoxia and took timed inspiratory (Stange’s test) and expiratory (Genchy’s test) capacity tests. The students were also aked to fill in special questionnaires to identify additional climatic risk factors of oxygen deficiency, such as smoking, chronic respiratory diseases, lack of exercise. The tests revealed gender differences in respiratory resistance to hypoxemia: values for male students were significantly higher than those for female ones. Male students’ average breath holding capacity values were the following: 39.5 ± 1.08 seconds at Genchy’s test, 51.9 ± 1.12 seconds at Stange’s test. At the same time, female students’ breath holding capacity was 30.7 ± 1.67 seconds at Genchy’s test and 43.7 ± 1.05 seconds at Stange’s test. Thus, values of male students are significantly higher than those of female ones. 45% female students and 26% male students had poor breath expiratory capacity, and 40.4% of girls and 28.9% of young men had poor results on Stange’s inspiratory capacity test. Smoking students and students lacking physical exercise showed low resistance to oxygen deficiency. More than 45% of the tested students engaged in additional physical exercise showed the ability to resist hypoxia without significant adverse changes in the respiratory system.

Full Text

С первых публикаций, посвященных изучению уровня адаптации населения пришлых популяций на Крайнем Севере и приравненных к нему территориях [5], авторы отмечают формирование своеобразного состояния, характеризующегося появлением признаков хронической кислородной недостаточности неясного генеза [1; 2; 6; 7; 8; 9]. Пребывание человека в условиях Севера сопровождается воздействием комплекса неблагоприятных климатогеофизических факторов, которые увеличивают функциональную нагрузку на организм. В настоящее время известно, что успешная жизнедеятельность человека в экстремальных условиях среды во многом зависит от способности его организма мобилизовать важнейшие гомеостатические механизмы адаптации, а также от резервов этих механизмов во времени [7; 8; 9]. Среди гипокомфортных факторов Севера выделяют следующие группы внешних причин, вызывающих значительное напряжение органов дыхания человека и способствующих появлению дисфункций респираторной системы: реальные факторы с выраженным воздействием (влияние низких температур на верхние дыхательные пути, трахею и бронхи, охлаждение поверхности лица, комбинация низких температур и сильных ветров, а также техногенное загрязнение атмосферного воздуха северных городов); реальные факторы с неясным механизмом действия на дыхательную систему (изменчивость метеоэлементов погоды, экзогенная флюктуирующая гипоксия Севера, геомагнитные возмущения) и гипотетические факторы (униполярная положительная аэроионизация, возможное снижение окислительного потенциала атмосферного кислорода) [4]. Среди факторов окружающей природной среды, неблагоприятно воздействующих на организм человека, есть те, от которых есть возможность себя защитить (например, холод), и те, обезопасить себя от которых достаточно затруднительно. К последним относятся факторы электромагнитной природы, перепады атмосферного давления, гипоксия высоких широт, измененный фотопериодизм. Затруднение дыхания на Севере ощущает большинство северян. Несмотря на имеющиеся данные исследований о фактически нормальном содержании кислорода в атмосферном воздухе высоких широт, распространено мнение о нехватке кислорода в воздушной среде Севера. По данным В.И. Хаснулина и др. (2004), парциальное давление кислорода на Земле снижено в высокогорье и не характерно для северных широт. Лишь в Центральной Антарктиде гипоксия связана с расположением полярных станций на высоте 4000 м над уровнем моря. На Севере же таких горных вершин нет, парциальное давление кислорода немного меняется лишь от смены атмосферных фронтов и мало отличается от других регионов планеты. Гипоксия на Севере носит характер метаболический и связана с нарушением активности дыхательных ферментов под действием экстремальных метеогеофизических факторов [9]. В высоких широтах происходят адаптивные сдвиги, направленные на приспособление к кислородной недостаточности. По данным Б.Т. Величковского (2013), основная причина снижения содержания кислорода в артериальной крови - гипоксемии - в условиях Севера заключается в нарушении диффузии газов (кислорода и углекислого газа) через альвеолярно-капиллярную мембрану легких. На снижение гипоксемии направлены практически все компенсаторные механизмы респираторной системы [3]. Целью исследования явилась оценка устойчивости организма студентов, проживающих в условиях Севера, к гипоксическим состояниям. В исследовании принимали участие студенты Нижневартовского государственного университета (НВГУ) в количестве 80 человек. Возраст обследуемых находился в пределах от 18 до 21 года. В результате анкетирования студентов были выявлены дополнительные к климатогеофизическим факторы риска кислородной недостаточности, среди них: курение, наличие хронических заболеваний органов дыхания, диагностированных врачом, гиподинамия. Анализ анкетных данных обследуемых студентов представлен на рисунке 1. Среди обследуемых студентов 40,4% девушек и 47,3% юношей курят, 23,8% студенток и 5,26% их сверстников на момент исследования уже имели хронические заболевания органов дыхания, 64,3% девушек и 52,7% молодых людей находились в состоянии гиподинамии. Для оценки кислородной обеспеченности организма и устойчивости респираторной системы студентов к гипоксическим состояниям были проведены функциональные пробы: нагрузка с задержкой дыхания после вдоха (проба Штанге) и после выдоха (проба Генчи). В результате проведенного функционального тестирования по пробе Генчи была определена устойчивость к гипоксемии у обследуемых молодых людей (рис. 2). Результат считался хорошим, если исследуемый смог задержать дыхание на время более 40 секунд; удовлетворительным - до 35-39 секунд; неудовлетворительным - менее 30 секунд. Выявлены гендерные различия в функциональной устойчивости респираторной системы. Среднее значение показателей пробы Генчи у юношей - 39,5±1,08 с, что значимо выше, чем у девушек (30,7±1,67 с). Рис. 1. Характеристика студентов в зависимости от выявленных факторов риска дисфункций системы органов дыхания, (%) - - - - - - - - Рис. 2. Устойчивость к кислородной недостаточности у студентов (проба Генчи), % У 14,2% девушек и 39,4% юношей отмечались хорошие показатели задержки дыхания. Удовлетворительный результат показали 40,6% студенток и 34,3% их сверстников противоположного пола. Неудовлетворительные показатели нагрузки по пробе Генчи были выявлены у 45,2% девушек и 26,3% юношей. Результаты функциональной пробы с задержкой дыхания после выдоха свидетельствуют, что мужской организм более устойчив к факторам риска дисфункций респираторной системы, и кислородная недостаточность вызовет в нем менее значимые неблагоприятные функциональные изменения. Результаты, показывающие влияние дополнительных факторов на устойчивость к гипоксии, отражены в таблице 1. Таблица 1 Влияние факторов на устойчивость к гипоксии (проба Генчи), % Оцениваемый фактор Хорошая Удовлетворительная Неудовлетворительная Курение 28,5 28,7 42,8 Дополнительная физическая нагрузка 45,4 39,5 15,1 Заболевания органов дыхания 25 33,4 41,6 У курящих студентов хороший результат пробы Генчи отмечался в 28,5% случаев, удовлетворительный - у 28,7%, неудовлетворительный - у 42,8% обследуемых. Среди молодых людей, регулярно занимающихся физкультурой, хороший результат показали 45,4% обследуемых, удовлетворительный и неудовлетворительный - 39,5 и 15,1% соответственно. У 25% обследуемых, имеющих хронические заболевания органов дыхания, отмечались хорошие показатели, неудовлетворительные - у 41,6% студентов, удовлетворительные - в 33,4% случаев. Полученные результаты подтверждают неблагоприятное влияние гиподинамии, курения, дисфункций дыхательной системы на устойчивость организма к гипоксемии. Вторым этапом экспериментального исследования была функциональная диагностика устойчивости респираторной системы к гипоксемии с помощью пробы Штанге. Результат считался хорошим, если исследуемый смог задержать дыхание на время более 50 секунд; удовлетворительным - в диапазоне 40-49 секунд; неудовлетворительным - менее 39 секунд. Результаты пробы Штанге представлены на рисунке 3. Среднее значение показателей пробы Штанге у юношей - 51,9±1,12 с, что значимо выше, чем у девушек (43,7±1,05 с). - - - - - - - - Рис. 3. Устойчивость к кислородной недостаточности у студентов (проба Штанге), % У 23,8% девушек и 39,4% юношей отмечались хорошие показатели согласно пробе Штанге. Удовлетворительный результат показали 35,8% студенток и 31,7% их сверстников противоположного пола. Неудовлетворительные показатели нагрузки с задержкой дыхания на вдохе были выявлены у 40,4% девушек и 28,9% юношей. Результаты, показывающие влияние выявленных факторов на устойчивость к гипоксии (проба Штанге), отражены в таблице 2. У курящих студентов была выявлена низкая устойчивость к кислородной недостаточности. Хороший результат функциональной пробы Штанге имели лишь 34,2%, неудовлетворительный - 42,9% обследуемых. Таблица 2 Влияние факторов на устойчивость к гипоксии (проба Штанге), % Оцениваемый фактор Хорошая Удовлетворительная Неудовлетворительная Курение 34,2 22,9 42,9 Дополнительная физическая нагрузка 45,5 48,4 6,1 Заболевания органов дыхания 16,6 41,8 41,6 Среди молодых людей, имеющих заболевания органов дыхания, хорошие параметры нагрузочной пробы были выявлены у 16,6%, неудовлетворительные показали 41,6% обследуемых. У студентов с достаточной физической активностью нормальный результат отмечался у 45,5%, неудовлетворительный - в 6,1% случаев. Приверженность к здоровому образу жизнедеятельности повышает качество жизни и нормализует функциональные показатели организма студентов. Более 45% обследованных молодых людей, дополнительно занимающихся физкультурой, могут перенести состояние кислородной недостаточности без существенных неблагоприятных изменений со стороны респираторной системы. Даже у студентов с хроническими заболеваниями органов дыхания, но не подверженных гиподинамии, устойчивость к гипоксии была сформирована лучше, чем у их сверстников, имеющих недостаток двигательной активности. Таким образом, среди обследованных студентов НВГУ менее половины имеют нормальную устойчивость к гипоксемии. Представители значительной группы обследуемых в экстремальных условиях, при кислородной недостаточности не смогут быстро адаптироваться и будут испытывать дисфункции различной степени тяжести. Студентам, имеющим неудовлетворительные показатели устойчивости респираторной системы к гипоксическим состояниям, можно порекомендовать: увеличение двигательной активности (в результате физических упражнений в организме вырабатывается больше гормона эритропоэтина, который регулирует эритропоэз); профилактическое применение адаптогенов, антиоксидантов и антигипоксантов, повышающих устойчивость организма к гипокомфортным условиям; оксигенотерапию (кислородные коктейли); рациональное, полноценное питание как профилактику анемии; исключение вредных привычек (алкоголь, курение, длительное времяпровождение за компьютером).

About the authors

I. A Pogonysheva

Nizhnevartovsk State University

Email: d.pogonyshev@mail.ru

Candidate of Biological Sciences, Assistant Professor at the Department of Ecology

D. A Pogonyshev

Nizhnevartovsk State University

Email: d.pogonyshev@mail.ru

Candidate of Biological Sciences, Assistant Professor at the Department of Ecology

References

  1. Авцын А.П., Жаворонков А.А., Марачев А.Г., Милованов А.П. Патология человека на Севере. - М., 1985.
  2. Бобров Н.И., Ломов О.П., Тихомиров В.П. Физиолого-гигиенические основы акклиматизации человека на Крайнем Севере. - Л., 1979.
  3. Величковский Б.Т. Причины и механизмы низкого коэффициента использования кислорода в легких человека на Крайнем Севере [Электронный ресурс] // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. - 2013. - № 2-2 (90). - С. 97-101. URL: http://cyberleninka.ru/article/n/ (дата обращения: 05.06.2015).
  4. Гудков А.Б., Попова О.Н. Внешнее дыхание человека на Европейском Севере: Моногр. Изд. 2-е, испр. и доп. - Архангельск, 2012.
  5. Данишевский Г.М. Акклиматизация человека на Севере (С очерком краевой патологии и гигиены). - М., 1955.
  6. Марачев А.Г. Циркумполярный гипоксический синдром и его диагностические критерии // Региональные особенности здоровья жителей Заполярья. - Новосибирск, 1983. - С. 98-102.
  7. Соловьев В.С., Погонышева И.А., Овечкина Е.С., Погонышев Д.А. Экология человека: Моногр. - Ханты-Мансийск, 2008.
  8. Соловьев В.С., Погонышева И.А., Погонышев Д.А., Соловьева С.В. Адаптация человека в условиях Ханты-Мансийского автономного округа - Югры: Моногр. - Ханты-Мансийск, 2010.
  9. Хаснулин В.И., Вильгельм В.Д., Воевода М.И., Зырянов Б.Н., Селятицкая В.Г. Медико-экологические основы формирования, лечения и профилактики заболеваний у коренного населения ХМАО: Методическое пособие. - Новосибирск, 2004.

Statistics

Views

Abstract - 101

PDF (Russian) - 14

Cited-By


Article Metrics

Metrics Loading ...

Refbacks

  • There are currently no refbacks.




This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies