CC BY
90
УДК 616.711-007.55:612.24-057.874
ЧЕрнозЁмов валерий Григорьевич, доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой адаптивной физической культуры и физиологии спорта Института физической культуры, спорта и здоровья Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова. Автор 42 научных публикаций
АБрАЫовА марина Алексеевна, аспирант кафедры физиологии и патологии развития человека Института медико-биологических исследований Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова. Автор 6 научных публикаций
особенности бронхиальной проводимости
детей со сколиозом
Проведено исследование состояния внешнего дыхания у детей со сколиозом. Обследовано 134 ребенка 7-15 лет со сколиозом 1-11 степени и 80 детей, не имеющих данной патологии. Установлено, что вентиляционная функция легких у детей со сколиозом характеризуется снижением скорости потока воздуха по бронхиальному дереву на уровне средних и мелких бронхов.
ключевые слова: сколиоз, школьники 7-15 лет, жизненная емкость легких.
Сколиоз относится к числу наиболее сложных проблем современной ортопедии. Сколиоз - это не симптом какого-либо заболевания, а полиэтиологическая болезнь. В последнее время отмечается рост нарушений со стороны опорно-двигательного аппарата у детей. Сколиозы нередко имеют прогрессирующее течение с развитием полиорганных нарушений. Это тяжелое заболевание приводящее к нарушению функции внутренних органов [1-3]. Особенно страдает дыхательная и сердечно-сосудистая системы, что может приводить к изменению функции внешнего дыхания. При этом экологические условия Севера предъявляют чрезвычайные требования к системе дыхания [4, 5].
В связи с этим изучение функционального состояния системы внешнего дыхания у детей
со сколиозом имеет важное значение как с теоретической, так и практической точек зрения.
С целью выявления изменений показателей деятельности системы внешнего дыхания у детей со сколиозом, обследованы школьники обоих полов 7-15 лет, родившиеся и проживающие в г. Архангельске и Архангельской области: учащиеся санаторной школы-интерната № 1 для детей со сколиозом (1 группа) и школ города Архангельска, не имеющие в анамнезе заболеваний органов дыхания и сколиоза (2 группа) (табл. 1).
Для оценки физического развития школьников со сколиозом измерялись длина, масса тела и окружность грудной клетки по общепринятым методикам [1, 3, 6, 7]. По антропометрическим показателям все обследованные дети относились к среднему уровню физического
© Чернозёмов В.Г, Абрамова М.А., 2012
показатели физического РАЗВИТИЯ ОБСЛЕДОВАННЫХ ДЕТЕЙ 7-15 ЛЕТ (М + М) N=214
Группа Возраст, лет Мальчики Девочки
Длина тела, см Масса тела, кг Окружность грудной клетки, см Длина тела, см Масса тела, кг окружность грудной клетки,см
1 7-11 n=76 135,8±1,6 29,7±1,1 65,9±0,8 138,8±1,3 32,3±1,2 66,0±0,9
12-15 n=58 159,6±2,9 45,6±2,4 76,4±1,5 157,8±1,4 44,0±1,4 73,2±1,0
2 7-11 n=44 130,0±1,7 30,5±0,9 65,5±0,6 134,7±2,5 30,5±1,9 63,1±1,5
12-15 n=36 160,0±2,0 45,8±2,3 73,9±1,5 157,8±1,6 45,5±1,6 71,2±0,9
развития [8]. Во 2 группу были включены дети, имеющие средний уровень физического развития.
Исследование функции внешнего дыхания у детей со сколизом I-II степени и детей контрольной группы проводили на аппарате «SPIROSIFT Sp - 5000» в утренние часы через 1,5-2 часа после завтрака.
Анализ полученных результатов исследования проводился с использованием программ статистической обработки Excel 6.0 for Windows, SAS. Применялись стандартные статистические и математические функции автоматизированных программ. Статистически дастоверными считались различия при уровне при p<0,05.
При анализе представленных данных установлено, что антропометрические показатели детей первой группы (со сколиозом) не отличаются от показателей детей второй группы (без сколиоза), что позволяет в дальнейшем сопоставлять фактические величины их внешнего дыхания.
Выполнение легкими специфических функций внешнего газообмена в значительной степени определяется состоянием воздухоносных путей. При анализе результатов спирографии особое внимание уделяется оценке величины форсированный жизненной емкости легких
(ФЖЕЛ), так как она является одной из основных проб, отражающих состояние проходимости воздухоносных путей и позволяющих получить информацию о механических свойствах дыхательной системы. Кроме того, большое значение имеют производные ФЖЕЛ: объем выдохнутого воздуха за первую, третью и пятую секунды маневра ФЖЕЛ (ОФВ1,ОФВ3, ОФВ5), а также их сопоставление с должными значениями (ДОФВ1, ДОФ3, ДОФВ5) и отношение к величине ЖЕЛ.
При анализе полученных результатов установлено, что во всех возрастных группах обследованных детей фактические величины ФЖЕЛ ниже должных (ДФЖЕЛ) значений (р<0,05 0,001) (табл. 2). Необходимо подчеркнуть, что у детей со сколиозом фактические величины ФЖЕЛ в большей степени отличаются от должных, чем у детей без сколиоза. То же самое относится к величине ОФВ1 (рис. 1) и особенно ОФВ5 (рис. 2), что указывает на большую степень снижения проходимости воздухоносных путей у детей-северян, имеющих сколиоз, по сравнению с детьми без сколиоза.
Известно, что проба форсированного выдоха (ФЖЕЛ) является интегральным выражением механических свойств легких, в ней наиболее отчетливо проявляется динамика вза-
ПОКАЗАТЕЛИ ПРОХОДИМОСТИ ВОЗДУХОНОСНЫХ ПУТЕЙ У ДЕТЕЙ СО СКОЛИОЗОМ И БЕЗ СКОЛИОЗА (М±М)
Показатель 7-11 лет 12-15 лет
1 группа 2 группа 1 группа 2 группа
М д М д М д М д
ФЖЕЛ, л 1,82±0,05*** 1,67±0,04*** 1,81±0,06*** 1,58±0,11** 2,77±0,17** 2,28±0,07*** 2,75±0,16* 2,38±0,11***
ДФЖЕЛ, л 2,22±0,06 2,25±0,05 2,17±0,07 2,12±0,11 3,54±0,17 3,06±0,06 3,52±0,13 3,05±0,07
ФЖЕЛ/ДФЖЕЛ, % 80,6±2,1 71,7±1,5 83,8±2,9 74,3±3,2 72,0±3,1 74,8±2,0 78,1±2,9 77,6±2,6
ОФВр л 1,79±0,05* 1,65±0,04*** 1,76±0,06 1,54±0,11* 2,65±0,17 2,24±0,06*** 2,71±0,15 2,37±0,11*
ДОФВр л 1,95±0,05 1,96±0,04 1,92±0,06 1,85±0,09 3,04±0,15 2,71±0,05 3,02±0,11 2,70±0,06
ОФВ/ЖЕЛ, % 82,7±2,3 81,4±1,4 83,5±2,3 77,8±4,5 80,8±2,1 75,9±1,6 81,9±2,1 77,7±2,3
ОФВ1 л 1,85±0,06 1,67±0,04 1,81±0,06 1,58±0,11 2,77±0,17 2,28±0,07 2,75±0,16 2,38±0,11
ОФВ3/ЖЕЛ, % 85,4±2,5 82,2±1,4 85,3±1,8 79,6±4,5 84,5±2,5 77,4±1,6 83,3±2,2 78,1±2,2
ОФВ3, л 1,39±0,04 1,37±0,05*** 1,48±0,05 1,25±0,06 2,03±0,13* 1,82±0,05*** 2,09±0,11 1,97±0,06
ДОФВ5, л 1,46±0,05 1,54±0,03 1,41±0,06 1,41±0,07 2,32±0,09 2,07±0,03 2,31±0,06 2,07±0,03
ОФВ5/ДОФВ5, % 96,4±2,7 89,2±1,6 106,5±3,8 89,5±3,5 87,2±3,2 87,9±2,1 90,4±4,0 94,7±3,1
Примечание: М - мальчики; Д - девочки; достоверные отличия фактических величин по сравнению с должными: *-р<0,05; **-р<0,01; *** - р<0,001.
ДШ1м<
■ |(ИЫМ41
Рис. 1. Фактические величины ОФВ1 у детей: М - мальчики; Д - девочки. За 100 % принята должная величина;* - достоверность, р<0,05.
имосвязи объема легких, сопротивления дыхательных путей и внутригрудного давления [9,
10, 11]. Скорость воздушного потока, объем легких и бронхиальное сопротивление изменяются в зависимости от фазы форсированного выдоха. По данным литературы [12], известно, что в первой трети его скорость потока зависит от сопротивления крупных дыхательных путей, которые имеют неизмеримо меньший просвет по сравнению с суммарным поперечным сечением нижележащих генераций бронхиального дерева. При дальнейшем выдохе в средней трети устанавливается, относительное равновесие между силами, действующими на стенку бронхов изнутри и извне [13]. Увеличение давления извне, вызывая сужение бронхов, приводит к возрастанию давления на стенку бронхов изнутри, в результате чего скорость потока становится мало зависимой от прилагаемого усилия. По мере выдоха скорость падает, поскольку уменьшается эластическая тяга легких, и после выдоха Л-/ ЖЕЛ поток становится функцией бронхиального сопротивления и эластических свойств легких [14]. Конечная часть выдоха вновь приобретает значительную зависимость от усилия, определяющего полноту выдоха Величина ОФВ1 охватывает начальную и значительную часть середины форсированной
Аи-им*
1Я1Гч1ИГ1>Т* ■ йп |_е:-‘ и ' ■ I
Рис. 2. Фактические величины ОФВ5 у детей: М - мальчики; Д - девочки. За 100 % принята должная величина;*** - достоверность, р<0,001.
ЖЕЛ и отражает величину как приложенного усилия, так и сопротивления внутрилегочных и внелегочных дыхательных путей
Следовательно, величина ОФВ1 в значительной мере зависит от жесткости крупных бронхов и при увеличении степени экспираторного коллапса может уменьшиться даже при отсутствии изменений бронхиальной проходимости в более мелких бронхах [15]. Таким образом, поскольку в норме ОФВ1 составляет примерно 70-80 % от жЕл [16, 17], заключительная фаза форсированного выдоха, соответствующая выдоху последней четверти ЖЕЛ, при традиционных способах обработки спирограмм вообще не анализируется. В то же время параметры именно этой фазы форсированного выдоха характеризуют функциональное состояние бронхиол менее 2 мм («немой зоны») [18] и представляют наибольший интерес для ранней диагностики бронхиальной обструкции
[19, 20].
Для установления уровня нарушений бронхиальной проходимости и выявления возможной дисфункции периферических дыхательных путей у обследуемых детей был проведен более полный количественный анализ кривой форсированного выдоха с определением скоростных показателей, в частности средней объ-
Рис. 3. Величины СОС 25 75 и СОС Д - девочки. Различия достоверны у * - р<0,05.
емной скорости (СОС) форсированного выдоха на участке от 25 до 75 % ФжЕЛ (СОС25-75) и от 75 до 85 % ФЖЕЛ (СОС75 85) Величина СОС в меньшей степени зависит от произвольного усилия обследуемого ребенка и более объективно отражает проходимость воздухоносных путей, тогда как ОФВ1 отражает главным образом скорость выдоха в начальной и средней части ФЖЕЛ и не зависит практически от скорости в конце форсированного выдоха. Значение СОС характеризует проходимость воздуха на конкретных участках дыхательных путей. Так, средняя объемная скорость форсированного выдоха в интервале от 25 до 75 % ФЖЕЛ дает представление о прохождении воздуха в бронхах среднего калибра, тогда как СОС75-85 отражает проходимость воздуха в бронхах мелкого калибра [15].
При анализе величин СОС25 75 и СОС75 85 было установлено более низкое значение этих показателей у детей со сколиозом по сравнению с детьми, не имеющими сколиоза (рис. 3). Полученные результаты
могут свидетельствовать как о более выраженном сопротивлении прохождения воздуха в бронхах среднего и мелкого калибра у детей со сколиозом, так и о снижении
у детей: М - мальчики; детей со сколиозом и без сколиоза:
силы дыхательной мускулатуры у них. На возможное снижение силы дыхательной мускулатуры у детей со сколиозом указывает величина времени форсированного выдоха (ЕХ TIME), которое у детей первой группы значительно ниже, чем у детей второй группы (рис. 4).
Весьма интересно и важно то обстоятельство, что у детей со сколиозом величина мгновенной объемной скорости на уровне 50 и 75 % объема форсированного выдоха (МОС50
и
L5
д.?
■ 1 .
1 1 MiV ш.
I
14JL
I
ил
TFT-
UTLlm ДТ1ЮТ Ч»1№
'.wU
D
пз; Li -oi
Рис. 4. Величина времени форсированного выдоха у детей: М - мальчики; Д - девочки. Различия достоверны у детей со сколиозои и без сколиоза: * - р<0,01; *** - р<0,001.
Рис. 5. Величины МОС50 и МОС75 у детей: М - мальчики;
Д - девочки. Различия достоверны у детей со сколиозом и без сколиоза: *- р<0,05; ** - р<0,01.
и МОС75) значительно ниже, чем у детей без сколиоза (рис. 5). В этом случае самым вероятным было бы предположить, что причина этого также заключается в уменьшении силы дыхательной мускулатуры у детей со сколиозом.
Таким образом, проведенное обследование детей школьного возраста 7-15 лет со сколиозом позволило установить, что во всех возрастных группах обследованных детей фактические величины ФЖЕЛ ниже должных значений. У детей со сколиозом фактические величины ФЖЕЛ в большей степени отличаются от должных, чем у детей без сколиоза. То же самое относится и к величине ОФВ1 и ОФВ5, что указывает на большую степень
снижения проходимости воздухоносных путей у детей-северян, имеющих сколиоз, в сравнении с детьми без сколиоза. Было установлено более низкое значение показателей СОС25-75 и СОС75-85 МОС50 и МОС75 у детей со сколиозом.
Вентиляционная функция легких у школьников со сколиозом характеризуется снижением скорости потока воздуха по бронхиальному дереву на уровне средних и мелких бронхов, что является результатом сколиотической болезни. Функциональные параметры системы внешнего дыхания у детей со сколиозом зависят от пола и возраста. В частности, самые низкие показатели были выявлены у девочек младшего школьного возраста.
Список литературы
1. Абальмасова Е.А., Ходжаев Р.Р. Сколиоз: Этиология, патогенез, семейные случаи, прогнозирование и лечение. Ташкент, 1995.
2. Михайловский М.В., Садовой М.А. Оперативное лечение сколиотической болезни: результаты, исходы. Новосибирск, 1993.
3. Коррекция нарушении осанки в процессе физического воспитания учащихся: практ. рук-во / Б.А. Поляев, А.Г. Румянцев, Г.Е. Иванова, И.Т. Выходец. М., 2003.
4. Агаджанян Н.А., Марачев А.Г., Бобков Г.А. Экологическая физиология человека. М., 1998. С. 279-345.
5. Кубушка О.Н., Гудков А.Б. Особенности структуры жизненной емкости легких у северян старшего школьного возраста // Вестн. Помор. ун-та. Сер.: Естеств. и точн. науки. 2003. № 1.С. 42-51.
6. Чаклин В.Д., Абальмасова Е.А. Сколиозы и кифозы. М., 1973.
7. Ишекова Н.И., Бондаренко Е.Г. Реабилитация больных с нарушениями осанки и сколиозом: метод. рекомендации. Архангельск, 1996.
8. Методы оценки физического развития в комплексной оценке состояния здоровья школьников / Н.Ф. Бай-далова, Т.С. Копосова, Л.В. Тендитная, Н.Н. Кононюк. М., 1987.
9. Кузнецова В.К. Клинико-физиологические и методологические аспекты нарушения бронхиальной проходимости // Тер. архив. 1974. Т. 26, № 5. С. 77-83.
10. Мамаев И.В. Функциональные методы исследований в клинике внутренних болезней / И.В. Мамаев, К.Г Гуревич. М., 2002. С. 34-51.
11. Шик Л.Л. Руководство по клинической физиологии дыхания. М., 1980.
12. Кузнецова В.К., Осинин С.Г. Значение ингаляционных проб с бронхорасширяющими препаратами в диагностике ранних нарушений бронхиальной проходимости // Тер. архив. 1977. Т. 29, № 3. С. 18-22.
13. БеловА.А., ЛакшинаН.А. Оценка функции внешнего дыхания. Методические подходы и диагностическое значение. М., 2002.
14. Чучалин А.Г. Белая книга. Пульмонология. М., 2000.
15. Старшов А.М., Смирнов И.В. Спирография для профессионалов. Методика и техника исследования функций внешнего дыхания. М., 2003.
16. Effects of Increasing Carboxyhemoglobin on the Breath Carbon Monoxide Diffusing Capacity / B.L. Graham, J.T. Mink, D.J. Cotton // Am. J. Respir. Crit. Саге Меd. 2002. Vol. 165. Р 1504-1510.
17. Wright J.L., Lawson L.М., Pare Р.D. The Detection of Small Airways Diseases // Amer. Rev. Resp. Dis. 1984. Vol. 126. Р. 989.
18. Качественный анализ кривых поток-объем спирографических исследований / В.П. Сильверстов, С.Н. Семин, В.Ю. Марциновский, И.А. Пакулин // Тер. архив. 1989. Т. 61. № 4. С. 97-105.
19. Ferguson G.Z Office Spirometry for Lung Health Assessment in Adults: a Consensus Statement from the National Lung Health Education Program / G.T Ferguson, P.L. Enright, A.S. Buist, МЖ Higgins. Chest, 2000. Vol. 117. Р. 1146-1161.
20. Macklem P.T., Mead J. Resistance of Central and Peripheral Airways Measured by а Retrograde Catheters // J. Appl. Physiol. 1967. Vol. 22. Р. 395.
Chernozyomov Valery Grigoryevich
Northern (Arctic) Federal University named after M.V Lomonosov, Institute of Physical Education, Sport and Health,
Abramova Marina Alexeevna
Northern (Arctic) Federal University named after M.V Lomonosov, Institute of Medical and Biological Research
FEATURES oF BRoNcHIAL coNDUCTiviTY IN ScHooLcHILDREN wiTH ScoLioSIS
External respiration of children with scoliosis was studied. There were examined 134 schoolchildren aged 7-15 years with scoliosis of I-II degree and 80 children without this pathology. It has been deduced
that the pulmonary ventilation function of children with scoliosis is characterised by a decrease in the speed of air flow in the bronchical tree at the level of middle-sized and small bronchi.
Key words: scoliosis, children aged 7-15 years, vital capacity.
Контактная информация: Чернозёмов Валерий Григорьевич e-mail: [email protected] Абрамова Марина Алексеевна e-mail: [email protected]
Рецензент - Бебякова Н.А., доктор биологических наук, профессор, заведующая кафедрой медицинской биологии и генетики Северного государственного медицинского университета (г. Архангельск)
