Сетевое издание

Международный студенческий научный вестник

ISSN 2409-529X

Большая часть регионов России, в частности, интенсивно развивающиеся территории Севера, являются зонами с суровыми климатогеографическими условиями, дискомфортными для проживания. Самой открытой к контакту с неблагоприятными природно-климатическими факторами Севера является система дыхания, которая наиболее реактивна, так как не может быть защищена от внешних условий надежным искусственным барьером[3].

Молодые лица трудоспособного возраста (18-29 лет) составляют существенную и наиболее перспективную часть общества. В период выраженного демографического спада, переживаемого Россией, здоровье молодежи приобретает особую ценность. Статистические данные последних лет свидетельствуют о том, что на Севере в полной мере сформировались и активно развиваются процессы депопуляции и ухудшения здоровья населения, особенно среди молодых лиц. Значительная частота и распространенность среди молодежи на Севере заболеваний дыхательной системы свидетельствуют о необходимости углубленного изучения базисных механизмов их формирования[3].

Цель данной работы: провести анализ доступных методов для оценки функционального состояния внешнего дыхания у студентов северного вуза.

Здоровье населения имеет огромное значение для настоящего и будущего страны, существует тесная связь здоровья и физической подготовленности человека с его работоспособностью и самочувствием. Только 1 - 2% взрослого населения высокие показатели здоровья, физического развития и физической подготовленности, еще у 20% удовлетворительные. До 50% ослабленных, находящихся между здоровьем и болезнью и нуждающихся в различных формах реабилитации, среди них - до 15% инвалидов. Определенная часть выпускников вузов оказываются не годными к работе по специальности в связи с низким уровнем физической подготовленности. Среди молодежи высок процент курящих и употребляющих алкоголь[2].

Установлено, что динамика умственной работоспособности, сохранение высокой умственной активности студентов на протяжении всего периода обучения в вузе зависят от объема физических нагрузок в режиме дня и учебной недели. Вместе с тем у большой части  юношей и особенно девушек не сформированы физкультурно-спортивные интересы и естественная потребность в активной двигательной деятельности. Это, в свою очередь, отрицательно отражается на физической подготовленности и здоровье студентов[8].

Дыхание - совокупность физиологических процессов, обеспечивающих поступление кислорода в организм, использование его тканями для окислительно-восстановительных реакций и выведение из организма углекислого газа. Дыхательная функция осуществляется с помощью внешнего (легочного) дыхания, переноса О₂ к тканям и СО₂ от них, а также газообмена между кровью и тканями[5].

Дыхание в комплексе с кровообращением и системой крови обеспечивает органы и ткани кислородом. Поэтому от состояния и функциональных возможностей дыхания во многом зависит адаптация организма к физическим нагрузкам и спортивная работоспособность[7].

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) - максимальный объем, который можно выдохнуть после максимально глубокого вдоха. Это один из основных показателей вентиляционной функции легких. У взрослого здорового человека ЖЕЛ составляет 3 - 6 у мужчин и 2 - 5 л у женщин[6].

В состоянии покоя человек использует лишь 20-25% дыхательной поверхности легких, остальные 75-80% включаются только в случае интенсивных физических нагрузок. Работоспособность человека определяется в основном тем, какое количество кислорода (O₂)  забрано из наружного воздуха в кровь легочных капилляров и доставлено в ткани и клетки. Во время физических нагрузок потребление O₂ значительно увеличивается. Это предъявляет повышенные требования к функции сердечно-сосудистой  и дыхательной систем. Поэтому кардиореспираторная система при мышечной работе подвержена изменениям, которые зависят от интенсивности физических нагрузок[4].

Для определения функционального состояния организма весьма важны функциональные пробы. Чтобы оценить состояние внешнего дыхания у молодых людей трудоспособного возраста, нами предложены следующие методы: спирография, анализ газового состава выдыхаемого воздуха, функциональную пробу со стандартной физической нагрузкой.

Спирография - метод графической регистрации изменений легочных объемов при выполнении различных дыхательных маневров. С помощью спирографа оценивают следующие показатели:

1) легочные объемы и емкости (емкость включает несколько объемов)[6];

2) показатели легочной вентиляции: частоту дыхания (ЧД), дыхательный объем (ДО), жизненную емкость легких (ЖЕЛ), форсированной ЖЕЛ (ФЖЕЛ), минутный объем дыхания (МОД), максимальную вентиляцию легких (МВЛ), остаточный объем легких (ОО), общую емкость легких (ОЕЛ), исследуется сила дыхательной мускулатуры, бронхиальная проходимость[4];

3) потребление кислорода организмом и эффективность вентиляции[6].

Спирография, как и другие функциональные исследования, способствует диагностике заболевания или его риска, выбору лечебных мероприятий, объективной оценке лечебного эффекта[1].

Для оценки второго этапа функции внешнего дыхания - газообмена между альвеолярным воздухом и кровью легочных капилляров - важно определить количество поглощенного кислорода и выделенной углекислоты. Анализ пробы выдыхаемого воздуха в газоанализаторе позволяет определить процент поглощения кислорода и выделения углекислого газа. Современные приборы позволяют изучать поглощение кислорода и выделение углекислоты не только в покое, но и при физической нагрузке, что дает дополнительную информацию о функции легких. Для регулируемой нагрузки используют тредмилл (тредбан), велоэргометр, степ-тест и др[4].

Физическая работоспособность - интегральный показатель, определяемый совокупностью свойств организма и в первую очередь производительностью аппарата кровообращения и дыхания, объемом и составом циркулирующей крови, возможностями этих систем организма обеспечивать работающие органы и ткани кислородом. Для определения ФРС используют субмаксимальные тесты, при которых обследуемый выполняет физические нагрузки, составляющие лишь определенный процент от максимальной по мощности работы и вызывающие физиологические сдвиги, существенно меньше предельных. Из числа субмаксимальных тестов наиболее информативный - проба PWC₁₇₀ (велоэргометрия). Величина PWC₁₇₀ соответствует той мощности физической нагрузки, которая приводит к повышению ЧСС до 170 уд/мин, что соответствует области оптимального функционирования кардиореспираторной системы[8].

Велоэргометр - прибор, основой которого является велостанок. Задаваемая нагрузка дозируется с помощью частоты педалирования (чаще всего 60-70 об/мин) и сопротивления вращению педалей (механическое или электромагнитное). Мощность выполненной работы выражается в килограммометрах в минуту или в ватах. (1Вт = 6кг/м) [2].

В нашей стране тест PWC₁₇₀ используется  в модификации Карпмана. Последовательно задают две нагрузки, по 5 мин каждая, с интервалом в 3 минуты при частоте педалирования 60-70 в минуту. Нагрузку выполняют без предварительной разминки. Первую нагрузку подбирают в зависимости от массы тела обследуемого с таким расчетом, чтобы получить несколько значений ЧСС в диапазоне от 120-170 уд/мин[2]. Мощность первой работы (N₁) подбирается для практически здоровых мужчин с нормальной физической подготовленностью 6 кгм/мин (1 Вт) на 1 кг массы тела, для не занимающихся физическим трудом или спортом с предполагаемой низкой физической работоспособностью - 3 кгм/мин (0,5 Вт) на 1 кг массы тела (для женщин соответственно (3 и 1,5 кгм/мин). Частота педалирования - 60 об/мин. При первой нагрузке ЧСС определяют в течение последних 30 с работы[9].

Перед второй нагрузкой 3-х минутный отдых, в течение которого ЧСС как правило, восстанавливается до исходного[9].

Вторая нагрузка (N₂): мощность для мужчин определяется в зависимости от мощности первой нагрузки и ЧСС во время ее выполнения по таблице 1[9].

Таблица 1. Ориентировочные значения мощности второй нагрузки, рекомендуемые при определении PWC₁₇₀ [Карпман В. Л. и др., 1988]

Расчеты индивидуальной величины ФРС проводится по формуле, предложенной В.Л. Карпманом с соавторами (1974):

PWC₁₇₀ = N₁ + (N₂ - N₁)*(170 - ЧСС₁)/(ЧСС₂ - ЧСС₁),

где N₁ - мощность первой нагрузки; N₂ - мощность второй нагрузки; ЧСС₁ и ЧСС₂ - частота пульса в конце первой и второй нагрузки.

Оценка ФРС может производиться путем сравнения выявленной в процессе проведения пробы величины со значениями, приведенной в таблице 2.

Таблица 2. Оценка физической работоспособности лиц различного возраста и пола (по данным пробы PWC₁₇₀, кгм/мин)[9]

Таким образом, чтобы оценить функциональное состояние внешнего дыхания у студентов северного вуза (18-29 лет),  из доступных и наиболее информативных методов мы планируем использовать методы: функциональную пробу с физической нагрузкой тест PWC₁₇₀, спирографию до и после физической нагрузки и анализ газового состава выдыхаемого воздуха в покое и при физической нагрузке.