МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ’Я УКРАЇНИ

ТЕРНОПІЛЬСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ МЕДИЧНИЙ

УНІВЕРСИТЕТ імені І.Я. ГОРБАЧЕВСЬКОГО

гудзевич людмила сергіївна

УДК 612.215:612.521.2:613.956

АНТРОПОМЕТРИЧНІ ТА СОМАТОТИПОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ПОКАЗНИКІВ ЗОВНІШНЬОГО ДИХАННЯ У ПІДЛІТКІВ ПОДІЛЛЯ

14.03.01 – нормальна анатомія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Тернопіль – 2007

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Вінницькому державному педагогічному університеті імені Михайла Коцюбинського Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: кандидат біологічних наук, доцент Сарафинюк Лариса Анатоліївна, Вінницький державний педагогічний університет імені Михайла Коцюбинського МОіН України, кафедра медико-біологічних основ фізичного виховання і фізичної реабілітації.

Офіційні опоненти:

- доктор біологічних наук, професор Піскун Раїса Петрівна, Вінницький національний медичний університет імені М.І. Пирогова МОЗ України, завідувач кафедри медичної біології;

- доктор медичних наук, професор Черкасов Віктор Гаврилович, Національний медичний університет ім. О.О. Богомольця МОЗ України, завідувач кафедри нормальної анатомії.

Провідна установа: Івано-Франківський державний медичний університет МОЗ України, кафедра анатомії людини.

Захист відбудеться 27 квітня 2007 р. о 12 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д .601.01 у Тернопільському державному медичному університеті імені І.Я. Горбачевського МОЗ України (46001,

м. Тернопіль, майдан Волі, 1).

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Тернопільського державного медичного університету імені І.Я. Горбачевського (46001, м.Тернопіль, вул. Січових Стрільців, 8).

Автореферат розісланий 23 березня 2007 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

доктор медичних наук, професор Я.Я. Боднар

Загальна характеристика роботи

Актуальність проблеми. На даний час однією з основних завдань медицини є вивчення індивідуальних особливостей формування дитячого організму з метою подальшого вдосконалення системи охорони здоров’я для найкращого фізичного і духовного розвитку дітей (Панков Д.Д., 2002; Щеплягина Л.А., 2003). Дослідження функцій зовнішнього дихання є важливою складовою загальної оцінки стану здоров’я та розвитку дітей. Вивченню закономірностей становлення дихальної функції легень в онтогенезі присвячені праці вітчизняних та зарубіжних авторів (Кузнецова Т.Д., 1986; Коркушко О.В. з співавт., 2001; Паненко А.В., Романчук О.П., 2004; Піскун Р.П. з співавт., 2006; Carmelli D. et al., 2000; Santana H. et al., 2001). Проте до цього часу залишаються маловивченими особливості формування функціональних взаємозв’язків системи дихання у підлітків. У літературі в основному вивчаються морфофункціональні особливості дітей різних періодів дитинства (Шевченко В.М., 2001) та дорослих людей (Гумінський Ю.Й., 2001; Шапаренко П.П., 2002; Carey I. et al., 1999), нестабільна ж в процесах росту та розвитку підліткова група залишається недостатньо вивчена. Період статевого дозрівання, на переконання окремих дослідників, (Ширяєва И.С. с соавт., 2000; Маленюк Т., 2001; Каширская Н.Ю., 2002; Тарасюк В.С. з співавт., 2002) – період найінтенсивнішого росту і розвитку системи дихання. Але існує і протилежна думка (Rosenthal M., 1993), яка полягає в тому, що статева зрілість має негативний вплив на функцію легень.

У наш час є достатньо наукових фактів, які свідчать про взаємозв’язки окремих параметрів соматичного розвитку з морфофункіональними особливостями різних органів та систем (Гунас І.В. з співав., 2004; Сарафинюк Л.А. з співав., 2005; Черкасов В.Г. з співав., 2006). Однак до теперішнього часу існує певний дефіцит інформації про зв’язок зовнішніх параметрів тіла людини, як поліморфної структури, з спірографічними показниками, і відсутня єдина думка щодо взаємозв’язків між ними. Одні дослідники вважають, що антропометричні показники не мають кореляційної залежності із спірометричними параметрами (Manifold J. A., Murdoch B. E, 1993; Lazarus R. et al., 1998), тоді як іншими встановлені тісні взаємозв’язки з даними показниками (Доскин В.А. з співавт., 1997; Березюк И.В., 1998; Орлов С.А., Визгалов О.В., 2001). Тісний кореляційний зв’язок між показниками біомеханіки дихання та антропометричними даними, зокрема довжиною тіла, відмічений у дітей різних вікових категорій (Hoo A.F. et al., 2002; Marshall D.J. et al., 2003), чітко проявляється і у підлітків. Значення ж подібних досліджень визначається необхідністю пізнання онтогенети чних закономірностей функцій дихання.

Соматотипологічні особливості показників зовнішнього дихання у здорових юнаків знайшли своє підтвердження в роботах О.В. Малярчука (1999); А.А. Касімцева і Л.Ю. Вахтіної (2002); Т.В. Панасюк з співавт. (2002); D. Zerbo et al. (1998). Кореляційні зв’язки між спірометричними та антропометричними показниками посилюються при вивченні їх в осіб окремих конституційних груп, зокрема, помічено найбільше число кореляцій між показниками функцій зовнішнього дихання і антропометричними параметрами у представників грудного і м’язового соматотипів і зовсім не виявлено таких зв’язків у осіб черевного соматотипу (Шарайкина Е.Н. с соавт., 2001). A. Rode, R.Shephard (1994) стверджують, що соматотип не впливає на ріст і розвиток дихальної функції.

Таким чином, відсутність чіткої концепції відносно взаємозв’язку компонентів соматотипу та антропометричних характеристик морфо-функціональних показників дихальної системи вказує на актуальність та практичну значущість досліджень, вістря яких спрямоване на встановлення різних аспектів антропометричних характеристик людини та вісцерометрії внутрішніх органів у різні вікові періоди.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота є фрагментом комплексної наукової роботи науково-дослідного центру Вінницького національного медичного університету ім. М.І.Пирогова в рамках загально-університетської наукової тематики “Розробка нормативних критеріїв здоров’я різних вікових та статевих груп населення на основі вивчення антропогенетичних та фізіологічних характеристик організму з метою визначення маркерів мультифакторіальних захворювань (підлітковий вік)” (№ державної реєстрації: 0103U008992). В рамках зазначеної теми автор виконав спірографічні дослідження у міських підлітків різної статі. Тема дисертації затверджена проблемною комісією МОЗ і АМН України “Морфологія людини” (протокол № 50 від 20.11.2002 р.).

Мета дослідження. Розробити нормативні показники зовнішнього дихання у здорових міських підлітків Подільського регіону України залежно від віку, статі, антропометричних та соматотипологічних характеристик організму.

Завдання дослідження.

1. Вивчити вікову динаміку та статеві відмінності спірографічних показників у здорових міських дівчаток та хлопчиків підліткового віку.

2. Дослідити основні показники зовнішнього дихання у здорових міських підлітків обох статей у відповідності з особливостями соматотипу.

3. Встановити взаємозв’язки спірографічних показників з антропометричними показниками, соматотипом і компонентним складом маси тіла у здорових міських підлітків.

4. Розробити регресійні моделі нормативних показників зовнішнього дихання у здорових міських підлітків української етнічної групи залежно від статі та особливостей будови тіла.

Об’єкт дослідження – спірографічні критерії здоров’я міських підлітків різної статі, мешканців Подільського регіону України.

Предмет дослідження – особливості показників зовнішнього дихання та антропометричних і соматотипологічних характеристик організму у практично здорових міських хлопчиків від 13 до 16 років і дівчаток від 12 до 15 років.

Методи дослідження: спірографічні – для визначення показників зовнішнього дихання, антропометричні та соматотипологічні – для встановлення особливостей будови тіла; математичні – для статистичної обробки отриманих результатів та побудови моделей.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше в комплексі встановлено нормативні вікові, статеві та конституційні особливості показників зовнішнього дихання у здорових міських підлітків Подільського регіону України.

Вперше виявлено виражені статеві відмінності більшості кореляційних зв’язків спірометричних показників з антропометричними і соматотипологічними показниками у практично здорових міських підлітків.

Вперше на основі особливостей антропометричних та соматотипологічних показників, використовуючи метод покрокової регресії, побудовано моделі нормативних параметрів показників зовнішнього дихання у міських підлітків різної статі.

Практичне значення одержаних результатів. Базуючись на отриманих у ході дослідження даних відносно зв’язку спірометричних параметрів у хлопчиків та дівчаток підліткового віку з антропометричними та соматотипологічними показниками, побудовано математичні моделі, які дають можливість розробити нормативні морфо-функціональні параметри показників зовнішнього дихання. Отримані в ході дослідження результати дозволяють науково обґрунтувати антропометричний підхід для встановлення нормативних параметрів дихальної системи і мають значення для проведення в майбутньому комплексного дослідження патологічних відхилень та захворюваності даної системи.

Отримані результати досліджень використовуються в лекційних курсах та практичній роботі кафедр нормальної фізіології та нормальної анатомії Вінницького національного медичного університету ім. М.І. Пирогова; кафедри анатомії і фізіології Вінницького державного педагогічного університету імені Михайла Коцюбинського; кафедри анатомії людини Івано-Франківського державного медичного університету; кафедри анатомії людини Дніпропетровської державної медичної академії; кафедри нормальної анатомії Національного медичного університету ім. О.О. Богомольця; кафедри нормальної анатомії людини Кримського державного медичного університету ім. С.І. Георгієвського.

Особистий внесок здобувача. Автором здійснено розробку основних теоретичних і практичних положень дисертаційного дослідження, проведено аналіз та узагальнення результатів дослідження, сформульовано усі положення і висновки. Автор провела первинне анкетування підлітків і брала участь у здійсненні спірографічного та антропометричного обстеження підлітків з наступною статистичною обробкою отриманих результатів. Автором самостійно написано 2 статті в наукових фахових виданнях. У наукових статтях, опублікованих у співавторстві, автору належать основні ідеї та розробки стосовно особливостей показників зовнішнього дихання. Частина результатів (не більше 5%), що стосуються особливостей антропометричних і соматотипологічних показників у здорових міських підлітків Подільського регіону України, отримана спільно з групою виконавців вищевказаної планової наукової роботи НДЦ Вінницького національного медичного університету ім. М.І.Пирогова.

Апробація результатів дисертації. Основні положення роботи оприлюднені на IV Міжнародній науково-практичній конференції “Фізична культура, спорт та здоров’я нації” (Вінниця, 2001); на III-му національному конгресі анатомів, гістологів, ембріологів і топографоанатомів України “Актуальні питання морфології” (Київ, 2002); Міжнародному конгресі “Розвиток в морфологічних, експериментальних та клінічних дослідженнях положень вчення В.М.Шевкуненка про індивідуальну мінливість будови тіла людини” (Полтава, 2003); на Міжнародній науковій конференції, присвяченій пам’яті проф. Б.О.Нікітюка “Актуальные проблемы спортивной морфологии и интегративной антропологии” (Москва, 2003); на Пироговських читаннях (Вінниця, 2004; 2006); на IV Національному конгресі АГЕТ України “Інтегративна антропологія” (Сімферополь, 2006).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 17 наукових праць (15 у співавторстві), із яких 11 – у виданнях, рекомендованих ВАК України (з них 2 самостійних), 5 – у матеріалах конференцій та конгресів, отримано 1 деклараційний патент України на винахід (корисна модель).

Обсяг та структура дисертації. Дисертація викладена державною мовою на 218 сторінках, з яких 128 основного тексту, і складається із вступу, 6 розділів, висновків, списку літературних джерел та 4-х додатків. Робота ілюстрована 22 рисунками та 66 таблицями. Список літературних джерел містить 271 бібліографічний опис, з яких 181 викладено кирилицею, 90– латиницею.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали і методи дослідження. Відповідно до мети та задач дослідження на базі науково-дослідного центру Вінницького національного медичного університету ім. М.І.Пирогова проведено комплексне обстеження міських дівчаток у віці від 12 до 15 років та хлопчиків у віці від 13 до 16 років. Комісією з біоетики ВНМУ ім. М.І. Пирогова (протокол №1 від 23 вересня 2003 р.) встановлено, що проведене дослідження відповідає етичним та морально-правовим вимогам згідно наказу МОЗ України № 281 від 01.11.2000 р.

Після первинного анкетування було відібрано 485 міських підлітків, представників української етнічної групи, що у третьому поколінні проживали на території Подільського регіону України і не мали скарг на стан здоров’я на момент обстеження та хронічних захворювань в анамнезі. Після проведення скринінг-оцінки стану здоров’я (психофізіологічне та психогігієнічне анкетування для визначення суб’єктивного стану здоров’я) було відсторонено від обстеження 175 підлітків. Відібраним 310-ти підліткам було проведено детальне клініко-лабораторне дослідження (ультразвукова діагностика серця, магістральних судин, щитоподібної залози, паренхіматозних органів черевної порожнини, нирок, сечового міхура, матки та яєчників; рентгенографія грудної клітки; спірографія; кардіографія; реовазографія; стоматологічне обстеження; визначення основних біохімічних показників крові; оцінка рівня гормонів щитоподібної залози та яєчників, прик-тест з мікст-алергенами тощо). В процесі даного дослідження був відібраний контингент практично здорових підлітків - 211 осіб (108 дівчаток та 103 хлопчика). У кожній віково-статевій групі підлітків було представлено не менше 25 осіб. Для встановлення вікових та статевих особливостей порівнювалися підлітки одного календарного віку, наприклад, 13-річні дівчатка та хлопчики, та одного біологічного віку, наприклад, 12-річні дівчатка та 13-річні хлопчики.

Спірографічне дослідження проводили за загальноприйнятою методикою американської асоціації пульмонологів (American Thoracic Society), апробованої у 1994 році. Визначали життєву ємність легень (SVC, л), максимальний спокійний об’єм вдиху (ІС, л) та максимальний спокійний об’єм видиху (ЕRV, л), форсовану життєву ємність легень (FVC, л), об’єм форсованого видиху за першу секунду (FEVэ, л), швидкість потоку повітря під час форсованого видиху на різних ділянках розгалуження бронхо-легеневого дерева (БЛД): 25 %, 50 % та 75 % (відповідно FEF25 %, FEF50 % та FEF75 %, л/сек), максимальну швидкість потоку повітря, що видихається (FEFmax, л/сек), середню швидкість потоку повітря під час форсованого видиху на ділянках 25-75% та 75-85% розгалуження БЛД (відповідно FEF25-75 % та FEF75-85 %, л/сек), швидкість потоку повітря на вдиху в середньому відділі БЛД (FIF50 %, л/сек), максимальну довільну вентиляцію легень (MVV, л/хв).

Антропометричне обстеження проведено за схемою В.В.Бунака (1941). Воно містило в собі визначення тотальних (довжина і маса тіла), парціальних (поздовжніх – висота верхньогрудної, акроміальної, пальцевої, лобкової та вертлюгової точок; охватних – на грудях (при паузі, глибоких вдиху й видиху), на плечі (при максимальному напруженні та в розслабленому стані), передпліччі (у верхній та нижній частині), стегні, гомілці (у верхній та нижній частині), шиї, талії, стегнах, стопі та кисті; поперечних – ширина дистальних епіфізів плеча, передпліччя, стегна та гомілки, міжостьового, міжгребневого та міжвертлюгового розмірів тазу; передньозадніх – зовнішня кон’югата, ширина плечей, середньогрудний, нижньогрудний та передньозадній (сагітальний) середньогрудний діаметр грудної клітки) розмірів і товщини шкірно-жирових складок (на задній і передній поверхні плеча, на передній поверхні передпліччя, під нижнім кутом лопатки, на боці (верхньоклубова), на животі, на стегні та на гомілці). Поздовжні розміри визначали за допомогою універсального антропометра. Охватні розміри тіла вимірювали сантиметровою стрічкою з точністю до 0,5 см, після кожних 100 вимірювань стрічку змінювали. Визначення ширини дистальних епіфізів здійснювали штангенциркулем з точністю до 0,1 см. Вимірювання розмірів таза та діаметрів тіла проводили тазоміром. Товщину шкірно-жирових складок визначали за допомогою каліперу.

Для оцінки соматотипу нами використовувалась математична схема (Carter J.L., Heath B.H., 1990). Для визначення жирового, кісткового і м’язового компонентів маси тіла використовували спеціальні формули за J.Matiegka (1921) та американського інституту харчування (Heymsfield S.B. et.al., 1982).

Cтатистичну обробку отриманих результатів проведено в пакеті “STATISTICA 5.5” (належить ЦНІТ ВНМУ ім. М.І.Пирогова, ліцензійний № AXXR910A374605FA) з використанням параметричних і непараметричних методів оцінки отриманих результатів. Оцінювали правильність розподілу ознак за кожним з отриманих варіаційних рядів, середні значення за кожною ознакою, що вивчається, стандартні помилки та відхилення. Достовірність різниці значень між незалежними кількісними величинами визначали при нормальному розподілі за критерієм Стьюдента, а в інших випадках за допомогою U-критерія Мана-Уітні. Аналіз кореляційних зв’язків отриманих результатів проводили з використанням статистики Пірсона. Для розробки нормативних індивідуальних показників зовнішнього дихання у підлітків залежно від особливостей будови тіла застосовували метод покрокового регресійного аналізу (Боровиков В.П., Боровиков И.П., 1998).

Результати дослідження та їх аналіз.

Залежність спірометричних розмірів від віку для організму, що росте та розвивається є доведеним багатьма науковими дослідженнями (Вадзюк С.Н., Зятковська Н.Є., 2001; Коркушко О.В. з співавт., 2001; Касимцев А.А., Вахтина Л.Ю., 2002; Паненко А.В., Романчук О.П., 2004).

Наше дослідження показало, що всі вивчені спірографічні показники мають поступальний ріст у межах підліткового періоду онтогенезу. Між підлітками вивчених вікових періодів помічено достовірне збільшення значень показників зовнішнього дихання від 12-ти до 15-ти років у дівчаток та від 13-ти до 16-ти у хлопчиків. Найбільш інтенсивне збільшення спірометричних показників на вивченому відрізку онтогенезу у хлопчиків і дівчаток спостерігається з 14 років. Саме у цей період, на думку науковців, відбуваються найактивніші процеси росту, розвитку та диференціювання різних тканин в організмі підлітків, які співпадають з другим різким збільшенням маси серця (Галатян А.А. з співавт., 1986; Ольбинская Л.И. с соавт., 2002).

Нами встановлено, що в підлітковому періоді онтогенезу у хлопчиків достовірно більші значення спірометричних показників, ніж у дівчаток. Так, виявлена значна статева різниця форсованої життєвої ємності, односекундного об’єму форсованого видиху при порівнянні всіх вивчених груп біологічного віку, між 15-ти річними хлопчиками та дівчатками, а також між загальними групами підлітків. Об’ємна швидкість видиху у 25 % від форсованої життєвої ємності має значні статеві відмінності при порівнянні загальних груп підлітків і груп біологічного віку. Для об’ємної швидкості видиху у 75 % від форсованої життєвої ємності не характерні гендерні відмінності. Статевий диморфізм середнього потоку видиху достатньо виражений, особливо при порівнянні груп одного біологічного віку і загальної групи дівчаток та хлопчиків. Об’ємна швидкість видиху у 75-85 % від форсованої життєвої ємності у хлопчиків 13-ти років більша при порівнянні із 13-річними дівчатками. Піковий потік видиху, форсований потік вдиху, максимальна довільна вентиляція, ємність вдиху та життєва ємність у хлопчиків мають більші значення, ніж у дівчаток, при порівнянні різних груп біологічного, календарного віку, а також загальної групи дівчаток та хлопчиків. Залишковий об’єм видиху у хлопчиків починає збільшуватись лише з 14-15-ти років, тобто з другої половини підліткового періоду онтогенезу, в порівнянні із дівчатками.

Таким чином, нами встановлені не лише вікові відмінності показників зовнішнього дихання в межах підліткового віку, але й статева різниця. В результаті проведеного нами дослідження встановлено, що всі спірометричні параметри у хлопчиків будь-якого віку впродовж підліткового періоду онтогенезу більші, ніж у їхніх одноліток дівчаток, що узгоджується з даними окремих авторів (Rosenthal M. et al.,1993; Колпаков И.Е., Степанова Е.И., 2000). Ці відмінності ще більше посилюються, коли розглядати різницю між дівчатками та хлопчиками певних конституційних типів, зокрема, ектоморфів, мезоморфів, екто-мезоморфів та осіб із середнім збалансованим соматотипом. Так форсована життєва ємність, односекундний об’єм форсованого видиху та об’ємна швидкість видиху у 50 % від FVC у хлопчиків мезоморфів, ектоморфів та екто-мезоморфів достовірно більші, ніж у дівчаток відповідного соматотипу. Об’ємна швидкість видиху у 25 % від форсованої життєвої ємності достовірно більша у хлопчиків ектоморфів та екто-мезоморфів, ніж у дівчаток відповідних соматотипів. Нами встановлено, що об’ємна швидкість видиху у 75 % від форсованої життєвої ємності має статистично значимо більші значення у хлопчиків екто-мезоморфів, ніж у дівчаток відповідних соматотипів. Середній потік видиху (FEF 25-75 %) більший у хлопчиків ектоморфів, ніж у дівчаток відповідного соматотипу. Максимальний піковий потік видиху, форсований потік вдиху та максимальна довільна вентиляція у хлопчиків мезоморфного, ектоморфного та екто-мезоморфного соматотипу мають більші значення, ніж у дівчаток-підлітків відповідної будови тіла. Ємність вдиху у хлопчиків, що належать до мезоморфного та ектоморфного соматотипу, достовірно більша, ніж у дівчаток з відповідними соматотипами. Життєва ємність у хлопчиків мезоморфного, ектоморфного та екто-мезоморфного соматотипу має достовірно більші значення, ніж у дівчаток відповідних конституційних груп. Залишковий об’єм видиху у хлопчиків достовірно більший у мезоморфів та ектоморфів, ніж у дівчаток відповідних конституційних типів. Таким чином, більшість спірометричних параметрів статистично значимо більші у хлопчиків, ніж у дівчаток, тобто стать виступає як один із факторів, який визначає функціональні характеристики респіраторної системи.

Про взаємозв’язок особливостей будови тіла та внутрішніх органів людини стверджували як вітчизняні, так і зарубіжні вчені (Cуботялов М.А., Айзман Р.И., 2000; Владимирова Я.Б., 2004; Clasey J.L.et. al., 2000). Нами встановлено, що фактор конституції має самостійний, значний вплив на формування дихальної системи у здорових міських підлітків. Це випливає з того, що деякі показники зовнішнього дихання мають у дівчаток та хлопчиків з різним соматичним типом достовірні відмінності. Так, односекундний об’єм форсованого видиху у дівчаток достовірно більший у мезоморфів, ніж у ектоморфів. У хлопчиків-мезоморфів ємність вдиху достовірно більша, ніж у хлопчиків з іншими соматотипами та без врахування соматотипу. Життєва ємність статистично значимо менша у дівчаток ектоморфів, ніж у мезоморфів та екто-мезоморфів. Хоча статистично значимі соматотипологічні відмінності нами виявлено лише для трьох спірометричних параметрів, необхідно відмітити, що більшість інших показників дихальної системи у підлітків-мезоморфів мають тенденцію до більших значень.

При аналізі кореляційних зв’язків показників зовнішнього дихання з антропометричними розмірами тіла підлітків (табл. 1, 2), встановлено, що майже всі показники мають достовірні кореляційні зв’язки з антропометричними параметрами. Зокрема, довжина, маса та площа поверхні тіла з спірометричними параметрами мають переважно сильні та середньої сили кореляції. З парціальних розмірів тіла найбільш виражені зв’язки мають поздовжні, обхватні та поперечні розміри тіла. Звертає на себе увагу майже повна відсутність достовірних кореляційних зв’язків між показниками зовнішнього диханнями і величинами шкірно-жирових складок у дівчаток підліткового віку. Такі показники, як форсована життєва ємність, односекундний об’єм форсованого видиху, життєва ємність, ємність вдиху у підлітків мають найчисельніші сильні достовірні зв’язки з тотальними та парціальними розмірами тіла, зокрема, з висотами антропометричних точок, обхватами шиї, стегон, грудної клітки, діаметрами грудної клітки та таза (r=0,61-0,79), з іншими антропометричними розмірами встановлені достовірні кореляції середньої (r=0,40-0,60) та слабкої сили (r=0,21-0,29). Об’ємні швидкості видиху у 25, 50, 75, 75-85 % від форсованої життєвої ємності, максимальний піковий потік видиху, середній потік видиху 25-75 %, максимальна довільна вентиляція, залишковий об’єм видиху мають статистично значимі достовірні зв’язки середньої та слабкої сили з більшістю антропометричних показників.

При аналізі кореляційних зв’язків спірометричних показників з конституційними особливостями будови тіла підлітків, нами встановлено, що більшість показників слабо корелюють з величинами компонентів соматотипу, тоді як з величиною компонентного складу маси тіла кореляційні зв’язки мають більшу силу.

Таблиця 1.

Кореляційні зв’язки спірографічних параметрів з конституційними

характеристиками у хлопчиків. |

FVC | FEVэ | FEFmax | F2575% | FEF75% | MVV | SVC | IC | ERV

W | 0,73 | 0,72 | 0,39 | 0,50 | 0,31 | 0,50 | 0,81 | 0,76 | 0,45

H | 0,77 | 0,78 | 0,48 | 0,62 | 0,42 | 0,52 | 0,84 | 0,70 | 0,64

S | 0,79 | 0,79 | 0,45 | 0,58 | 0,37 | 0,54 | 0,88 | 0,79 | 0,55

Atnd | 0,77 | 0,77 | 0,50 | 0,62 | 0,41 | 0,53 | 0,83 | 0,70 | 0,61

Atpl | 0,75 | 0,75 | 0,48 | 0,60 | 0,40 | 0,50 | 0,82 | 0,68 | 0,63

Eppl | 0,57 | 0,56 | 0,35 | 0,49 | 0,31 | 0,48 | 0,61 | 0,51 | 0,43

Epg | 0,36 | 0,37 | 0,16 | 0,17 | 0,14 | 0,24 | 0,36 | 0,30 | 0,27

Obpl | 0,59 | 0,57 | 0,33 | 0,40 | 0,25 | 0,50 | 0,71 | 0,72 | 0,32

Obpr1 | 0,67 | 0,64 | 0,32 | 0,42 | 0,27 | 0,51 | 0,75 | 0,72 | 0,39

Obsh | 0,76 | 0,73 | 0,50 | 0,55 | 0,33 | 0,62 | 0,82 | 0,74 | 0,50

Obbb | 0,66 | 0,62 | 0,38 | 0,44 | 0,28 | 0,43 | 0,76 | 0,76 | 0,36

Obgk1 | 0,71 | 0,66 | 0,38 | 0,42 | 0,25 | 0,48 | 0,80 | 0,77 | 0,43

Obgk2 | 0,69 | 0,64 | 0,38 | 0,40 | 0,23 | 0,50 | 0,77 | 0,76 | 0,38

Obgk3 | 0,68 | 0,64 | 0,38 | 0,41 | 0,23 | 0,50 | 0,77 | 0,76 | 0,39

Acr | 0,47 | 0,47 | 0,30 | 0,36 | 0,18 | 0,35 | 0,55 | 0,48 | 0,38

Spin | 0,52 | 0,54 | 0,36 | 0,48 | 0,33 | 0,44 | 0,64 | 0,61 | 0,38

Cris | 0,55 | 0,57 | 0,34 | 0,46 | 0,31 | 0,43 | 0,65 | 0,59 | 0,41

Troch | 0,65 | 0,63 | 0,41 | 0,44 | 0,30 | 0,43 | 0,75 | 0,71 | 0,39

MM | 0,68 | 0,68 | 0,31 | 0,46 | 0,30 | 0,48 | 0,75 | 0,74 | 0,38

OM | 0,72 | 0,73 | 0,43 | 0,55 | 0,37 | 0,52 | 0,78 | 0,68 | 0,53

DM | 0,41 | 0,34 | 0,28 | 0,32 | 0,19 | 0,26 | 0,58 | 0,51 | 0,36

Примітка: жирним виділені достовірні кореляційні зв’язки.

W – маса тіла; H – довжина тіла; S – площа поверхні тіла; Atnd – висота надгрудинної точки; Atpl – висота плечової точки; Eppl – епіфіз плеча; Epg – епіфіз гомілки; Obpl – обхват плеча; Obpr1 – обхват передпліччя; Obsh – обхат шиї; Obbb – обхват стегон; Obgk1 – обхват грудної клітки на вдиху; Obgk2 – обхват грудної клітки на видиху; Obgk3 – обхват грудної клітки в спокійному стані; Acr – плечовий діаметр тіла; Spin – міжгребнева відстань; Cris – міжостьова відстань; Troch – міжвертлюгова відстань; MM – м’язова маса; OM – кісткова маса; DM – жирова маса.

У хлопчиків - підлітків (див. табл. 1) з величиною м’язового, кісткового та жирового компоненту маси тіла корелюють такі показники зовнішнього дихання, як: форсована життєва ємність, односекундний об’єм форсованого видиху, об’ємні швидкості видиху відповідно у 25 %, 50 % від форсованої життєвої ємності, максимальний піковий потік вдиху, середній потік видиху, максимальна довільна вентиляція, життєва ємність, ємність вдиху та залишковий об’єм видиху (r=0,22-0,78). Тоді ж як об’ємна швидкість видиху у 75 % та у 75-85 % від форсованої життєвої ємності достовірно корелюють лише з кількістю м’язової та кісткової маси тіла. У дівчаток (див. табл. 2) встановлені кореляції усіх досліджених показників зовнішнього дихання з величиною м’язової та кісткової маси тіла (r=0,26-0,71), а з кількістю жирової маси тіла зв’язки не достовірні.

Привертає увагу той факт, що переважна більшість соматичних параметрів підлітків з показниками зовнішнього дихання має прямі зв’язки; величина ектоморфного компоненту соматотипу у підлітків обох статей та товщина шкірно-жирових складок на стегні та гомілці у дівчаток з більшістю спірографічних характеристик мають обернені зв’язки.

Таблиця 2.

Кореляційні зв’язки спірографічних параметрів з конституційними

характеристиками у дівчаток. |

FVC | FEVэ | FEFmax | F2575% | FEF75% | MVV | SVC | IC | ERV

W | 0,74 | 0,71 | 0,49 | 0,54 | 0,37 | 0,32 | 0,68 | 0,61 | 0,26

H | 0,75 | 0,75 | 0,55 | 0,57 | 0,45 | 0,39 | 0,66 | 0,61 | 0,29

S | 0,80 | 0,78 | 0,55 | 0,59 | 0,42 | 0,34 | 0,73 | 0,66 | 0,30

Atnd | 0,73 | 0,74 | 0,53 | 0,58 | 0,48 | 0,27 | 0,65 | 0,59 | 0,30

Atpl | 0,73 | 0,75 | 0,53 | 0,59 | 0,49 | 0,27 | 0,65 | 0,59 | 0,28

Eppl | 0,51 | 0,49 | 0,33 | 0,34 | 0,19 | 0,30 | 0,48 | 0,43 | 0,25

Epg | 0,49 | 0,48 | 0,40 | 0,36 | 0,23 | 0,29 | 0,52 | 0,44 | 0,22

Obpl | 0,57 | 0,53 | 0,35 | 0,38 | 0,22 | 0,30 | 0,55 | 0,44 | 0,23

Obpr1 | 0,62 | 0,58 | 0,41 | 0,41 | 0,23 | 0,31 | 0,60 | 0,54 | 0,29

Obsh | 0,68 | 0,68 | 0,46 | 0,56 | 0,39 | 0,33 | 0,63 | 0,59 | 0,27

Obbb | 0,66 | 0,65 | 0,45 | 0,52 | 0,36 | 0,28 | 0,65 | 0,56 | 0,26

Obgk1 | 0,79 | 0,75 | 0,50 | 0,53 | 0,36 | 0,34 | 0,71 | 0,63 | 0,34

Obgk2 | 0,72 | 0,70 | 0,44 | 0,51 | 0,35 | 0,28 | 0,68 | 0,59 | 0,32

Obgk3 | 0,74 | 0,72 | 0,48 | 0,53 | 0,38 | 0,29 | 0,70 | 0,61 | 0,33

Acr | 0,63 | 0,60 | 0,45 | 0,43 | 0,38 | 0,30 | 0,57 | 0,50 | 0,26

Spin | 0,68 | 0,69 | 0,51 | 0,55 | 0,37 | 0,26 | 0,60 | 0,58 | 0,17

Cris | 0,72 | 0,72 | 0,50 | 0,56 | 0,38 | 0,31 | 0,59 | 0,59 | 0,18

Troch | 0,78 | 0,76 | 0,53 | 0,56 | 0,39 | 0,36 | 0,63 | 0,58 | 0,26

MM | 0,71 | 0,69 | 0,48 | 0,54 | 0,38 | 0,30 | 0,67 | 0,59 | 0,27

OM | 0,70 | 0,69 | 0,51 | 0,51 | 0,36 | 0,29 | 0,68 | 0,59 | 0,30

DM | 0,09 | 0,10 | 0,03 | 0,05 | -0,05 | 0,11 | 0,23 | 0,22 | 0,09

В літературі зустрічаються небагаточисельні дані про вплив морфологічного статусу людини на спірометричні параметри (Deague J., Catherine W., 2001). Тому моделювання належних нормативних показників зовнішнього дихання в залежності від особливостей будови тіла є надзвичайно актуальним і може широко використовуватись у діагностичних цілях.

У результаті проведеного прямого покрокового регресійного аналізу з’ясувалося, що більшість спірографічних параметрів у здорових підлітків залежить від сумарного комплексу антропометричних та соматотипологічних характеристик організму більше, ніж на 50 %. Встановлено, що в усіх приведених нижче моделях коефіцієнт детермінації R2, як міра якості підгонки, більш ніж на 50,0 % апроксимує допустимо залежну змінну; розрахований F-критерій є значно більшим критичного (розрахункового) значення, що дозволяє стверджувати про високу значимість регресійних лінійних поліномів, що також підтверджується результатами дисперсійного аналізу.

Моделі мають вигляд наступних лінійних рівнянь:

Форсована життєва ємність (дівчатка) = -6,63 + 3,87площу поверхні тіла – 0,11товщину шкірно-жирової складки на задній поверхні плеча + 0,11вік підлітка + 0,08соматотип + 0,07обхват грудної клітини на вдиху – 0,05 масу тіла.

Форсована життєва ємність (хлопчики) = –2,48 + 4,66площу поверхні тіла – 0,05обхват стегна – 0,11міжостьову відстань + 0,19обхват шиї – 0,14 товщину шкірно-жирової складки на задній поверхні плеча – 0,1 обхват передпліччя у нижній третині.

Односекундний об’єм форсованого видиху (хлопчики) = -3,29 + 4,21площа поверхні тіла – 0,05обхват талії + 0,16обхват шиї – 0,17жирову масу тіла – 0,07міжостьову відстань + 0,08товщину шкірно-жирової складки на боку.

Односекундний об’єм форсованого видиху (дівчатка) = –6,74 + 4,59площу поверхні тіла – 0,06масу тіла + 0,08передньозадній розмір грудної клітки + 0,05обхват грудної клітини на вдиху – 0,18 зовнішню кон’югату +0,13міжвертлюгову відстань – 0,12 жирову масу тіла.

Об’єм швидкості видиху у 25 % від FVC- F (дівчатка) = –17,15 + 0,27 передньозадній розмір грудної клітки + 0,3довжину тіла + 0,19 міжостьову відстань – 0,84 обхват плеча в спокійному стані – 1,87ектоморфний компонент соматотипу – 0,3масу тіла + 0,28м’язову масу за методом американського інституту харчування.

Об’єму швидкості видиху у 25 % від FVC- F (хлопчики) = –5,46 + 0,38обхват шиї – 0,16 обхват талії + 0,3 соматотип +1,21ширину дистального епіфіза стегна +0,13м’язову масу за методом американського інституту харчування – 0,3обхват передпліччя у нижній третині.

Об’єм швидкості видиху у 50 % від FVC- F (хлопчики) = -9,8 + 0,11довжину тіла + 0,18обхват кисті – 0,08обхват талії +0,16обхват плеча в спокійному стані + 0,15соматотип – 0,07висоту лобкової точки.

Середній потік видиху (хлопчики) = 1,8 – 0,006висоту лобкової точки + 0,21вік підлітка – 0,11обхват талії + 7,32площу поверхні тіла.

Максимальна довільна вентиляція (хлопчики) = –157,32 + 6,77обхват шиї – 7,14товщину шкірно-жирової складки під лопаткою – 1,59обхват талії + 1,95м’язову масу за методом американського інституту харчування + 9,94товщину шкірно-жирової складки на грудях – 3,36поперечний нижньогрудинний розмір + 6,94вік підлітка + 13,1епіфіз гомілки.

Життєва ємність (дівчатка) = –1,26 + 4,2площу поверхні тіла + 0,13соматотип – 0,12зовнішню кон’югату.

Життєва ємність (хлопчики) = –5,54 + 5,81площу поверхні тіла – 0,04обхват стегна + 0,04обхват грудної клітки на вдиху + 0,07обхват шиї – 0,05масу тіла – 0,05 міжостьову відстань.

Ємність вдиху (хлопчики) = –4,71 + 2,84площу поверхні тіла + 0,07поперечний нижньогрудинний розмір + 0,04обхват грудної клітини на вдиху – 0,04масу тіла.

Ємність вдиху (дівчатка) = –1,6 + 7,81площу поверхні тіла + 0,15обхват кисті – 0,07зовнішню кон’югату + 0,05передньозадній розмір грудної клітки – 0,05обхват плеча в напруженому стані – 0,07висоту лобкової точки – 0,07масу тіла.

Залишковий об’єм видиху (хлопчики) = –2,49 + 0,02довжину тіла – 0,32ширину дистального епіфіза стегна + 0,34епіфіз гомілки + 0,13товщину шкірно-жирової складки на передпліччі – 0,08товщину шкірно-жирової складки під лопаткою + 0,11товщину шкірно-жирової складки на задній поверхні плеча.

Для деяких показників зовнішнього дихання (переважно характеристик об’ємів видиху) нами встановлено достовірний вплив антропо-соматотипологічних складових, але точність опису спірографічних ознак знаходиться в межах 28-48 %. Тому, створення для них математичних моделей не є доцільним.

У хлопчиків встановлена вища точність опису ознаки, що моделюється (R2 до 84,7 %), ніж у дівчаток (R2 до 76,3 %). У хлопчиків виявлена більша кількість спірографічних показників, де кінцевий варіант регресійного поліному має коефіцієнт детермінації вище 0,50 (у хлопчиків – 9 випадків, у дівчаток – 5).

До моделей показників зовнішнього дихання у підлітків найчастіше входять тотальні розміри тіла (маса, довжина та площа поверхні тіла). Привертає увагу той факт, що площа поверхні тіла присутня в 9 із 14 моделей спірографічних показників, що становить 64 % випадків. Крім того у моделях показників зовнішнього дихання у підлітків досить часто зустрічаються висота лобкової точки, обхватні розміри тіла (обхват шиї, талії, стегна, грудної клітки), товщина шкірно-жирової складки на задній поверхні плеча та під лопаткою, а також розміри таза. Із складових маси тіла та соматотипу до моделей найчастіше входить м’язовий компонент, визначений за методом американського інституту харчування, жирова маса за Матейко та тип соматотипу.

При аналізі антропометричних і соматотипологічних показників, що увійшли до моделей, встановлені деякі ознаки статевого диморфізму. У дівчаток в 80,0 % спостережень зустрічається маса тіла, майже до всіх моделей увійшли розміри таза, зокрема, зовнішня кон’югата зустрічається в 60,0 % спостережень. У хлопчиків у 56 % спостережень у моделях зустрічаються обхвати шиї і талії.

Підводячи підсумок усієї роботи, слід підкреслити, що проведені дослідження стосовно взаємозв’язку показників зовнішнього дихання з сомато-антропометричними показниками у міських підлітків різної статі, дозволять більш точно розмежувати норму і патологію, що в свою чергу дозволить на ранніх етапах виявити групи ризику серед підлітків з різними мультифакторіальними захворюваннями дихальної системи.

Висновки

У дисертаційній роботі подано теоретичне узагальнення та нове вирішення науково-практичного завдання, яке полягає у встановленні нормативних значень спірометричних показників у практично здорових міських підлітків Подільського регіону України в залежності від віку, статі, особливостей будови тіла та зв’язків між ними, що дозволило розробити регресійні моделі індивідуальних показників зовнішнього дихання у нормі.

1. У міських підлітків різної статі виявлені статистично значимі вікові відмінності в межах даного періоду онтогенезу форсованої життєвої ємності, односекундного об’єму форсованого видиху, об’ємної швидкості видиху у 25 %, 50 %, 75 %, 25-75 %, 75-85 % від форсованої життєвої ємності, пікової швидкості видиху, максимальної довільної вентиляції, ємності вдиху, життєвої ємності та залишкового об’єму видиху. Найбільш інтенсивне збільшення спірометричних показників на вивченому відрізку онтогенезу у хлопчиків і дівчаток спостерігається з 14 років.

2. У міських підлітків встановлені статеві відмінності спірографічних показників. У підлітковому періоді онтогенезу в хлопчиків, як в окремих вікових групах, так і в цілому, форсована життєва ємність, односекундний об’єм форсованого видиху, піковий потік видиху, форсований потік вдиху, максимальна довільна вентиляція, ємність вдиху, життєва ємність; об’ємні швидкості видиху у 25 %, 50 %, 25-75 % від форсованої життєвої ємності та залишковий об’єм видиху (в усіх випадках крім групи 13-ти річних дівчаток та 14-ти річних хлопчиків) достовірно більші, ніж у дівчаток.

3. Фактор конституції підсилює статеві відмінності переважної більшості спірометричних параметрів. Життєва ємність та односекундний об’єм форсованого видиху у дівчаток і ємність вдиху у хлопчиків достовірно більші у мезоморфів, ніж у ектоморфів.

4. Довжина, маса та площа поверхні тіла з спірометричними параметрами мають переважно сильні (r=0,68-0,87) та середньої сили (r=0,45-0,58) кореляції. З парціальних розмірів тіла найбільш виражені кореляційні зв’язки мають поздовжні, обхватні та поперечні розміри тіла (r=0,33-0,78). Встановлена відсутність достовірних