Введение к работе
Актуальность исследования
Одной из проблем современной физиологии является оценка функционального состояния систем жизнеобеспечения организма человека в различные периоды онтогенеза. Критерии функционального состояния кардио-респираторной системы в детском, подростковом и юношеском периодах онтогенеза являются базовыми в плане определения и прогнозирования соматического здоровья, физического статуса, а также возможных ограничений тех или иных видов двигательной активности (Карапетян И.Р. и соавт., 2000). Выявление их отклонений от нормы физиологического диапазона является важной профилактической задачей физиологии и медицины (Меньшикова Л.И., 2001).
Морфофункциональные особенности сердечно-сосудистой системы организма человека в онтогенезе, раскрытые в работах ряда авторов (Ермолаев Ю.А., 2001; Безруких М.М., 2002; Семенов Э.В., 2002; Федюкович Н.И., 2006; Ткаченко Б.И., 2009), указывают на изменения регуляторных аппаратов, направленных на возрастающие адаптационные возможности к нагрузкам. Особый научный интерес представляет проблема развертывания адаптивного процесса в женском организме, особенно в юношеском возрасте, являющемся стадией онтогенетического развития между подростковым периодом и взрослостью. В этот период на смену генерализованным, неэкономичным реакциям, приходят специфичные, оптимальные изменения сердечно-сосудистой системы, происходит резкое расширение резервных возможностей кровообращения (Сердюковская Т.Н., 1993; Леони Д., Берте Р., 1995; Полунин И.Н., 1997; Звездина И.В., 1999; Антонова Л.Т. и соавт., 2000; Маляренко Т.Н. и соавт., 2000; Бутова О.А., 2002; Семенов Э.В., 2002; Федюкович Н.И., 2006; Покровский В.М., 2007; Ткаченко Б.И., 2009).
Дыхательная система так же подвергается онтогенетическим изменениям, с ростом и развитием организма увеличивается объем легких (Судаков К.В., 2000; Смирнов В.М., 2001). Плавно, с тенденцией к возрастанию, изменяются и объемные, и объемно-скоростные показатели дыхательной системы (Семенов Э.В., 1997; Смирнов В.М., 2001; Завьялов А.В., Смирнов В.М., 2009). В процессе возрастного развития повышается эффективность газообмена в легких (Бутова О.А., 1999; Сивоглазов В.И., 1999; Маляренко Т.Н. и соавт., 2000; Судаков К.В., 2000; Агаджанян Н.А. и соавт., 2001; Ткаченко Б.И., 2005; Караулова Л.К., 2009; Семенович А.А., 2009)
Однако, в доступной нам литературе отсутствуют сведения о комплексном исследовании онтогенетических особенностей кардио-респираторной системы женского организма в возрасте 8-20 лет, особенно в связи с наличием нарушения осанки и роли биогенных макро- и микроэлементов.
ной интервал 8-20 лет самый важный период жизни для формирования осанки, даже малейшее отклонение в развитии осанки может привести к тяжелым деформациям и конечностей, что, в свою очередь, может привести к нарушению деятельности кардио-респираторной системы. Именно в этом возрасте наиболее эффективны мероприятия по “. По данным исследователей (Арсаланов В.А., 1992; Абальмасова Е.А., 1997; Шаповалов В.М., 2000; Шитиков Т.А., 2004; Nency H., Miller, 2002), нарушения осанки у детей выявляются в 55-70% случаев.
Роль химических элементов в физиологических процессах человека и животных многообразна, что привлекает значительное внимание ученых к их исследованию. Несмотря на то, что существует обширная литература, посвященная содержанию и роли химических элементов в живом организме в норме и при различной патологии, имеющиеся сведения во многом противоречивы и неполны (Авцын А.П. и соавт., 1983; Агаджанян Н.А. и соавт., 2000; Парфенова Е.О., 2000; Агаджанян Н.А. и соавт., 2001; Решетник Л.А., Скальный А.В., 2001; Тутельян В.А. и соавт, 2002).
Поставленная для рассмотрения фундаментальная проблема адаптационной физиологии требует системного подхода и, прежде всего, анализа взаимоотношений систем жизнеобеспечения организма в онтогенетическом аспекте.
Исходя из вышеуказанного и принимая во внимание актуальность проблемы, проведено настоящее исследование по оценке функционирования кардио-респираторной системы женского организма в норме и при нарушении осанки в онтогенезе, с учетом роли макро- и микроэлементов.
Цель диссертационного исследования
Изучение функционирования кардио-респираторной системы женского организма в детском, подростковом и юношеском периодах онтогенеза в норме и при нарушении осанки, с учетом роли биогенных макро- и микроэлементов.
Задачи исследования:
-
Выявить онтогенетические особенности становления механизмов регуляции кардиоритма в женском организме в норме и при нарушении осанки;
-
Оценить особенности функционирования дыхательной системы женского организма в периоде второго детства, подростковом и юношеском периодах онтогенеза в норме и при нарушении осанки;
-
Выявить возрастную динамику изменения содержания макро- и микроэлементов в волосах женского организма в норме и при нарушении осанки;
-
Установить взаимозависимость признаков кардио-респираторной системы и параметров элементного статуса в женском организме в различные периоды онтогенеза в норме и при нарушении осанки.
Научная новизна исследования
Впервые с позиции комплексного подхода на региональном уровне дана физиологическая характеристика функционирования кардио-респираторной системы и оценена динамика изменения содержания некоторых макро- и микроэлементов организма девочек, девочек-подростков и девушек в норме и при нарушении осанки.
Примененный алгоритм анализа оценки механизмов регуляции кардиоритма в условиях физиологического покоя выявил ряд закономерностей. Обнаружено, что у девочек с признаками нарушения осанки преобладающими в регуляции ритма сердца являются эрготропные механизмы. Подростки и девушки с признаками нарушения осанки характеризуются доминированием трофотропных регуляторных механизмов. Среди девочек, подростков и девушек без признаков нарушения осанки статистически доказана доминирующая роль симпатического отдела вегетативной нервной системы в периоде второго детства, преобладание вагусных воздействий на кардиоритм в подростковом возрасте и усиление роли гуморального канала в юношеском периоде онтогенеза.
Впервые выявлена дезадаптивная реакция на нагрузочную пробу в организме подростков и девушек с нарушением осанки, что выражается в отсутствии дополнительного подключения симпатического отдела вегетативной нервной системы, с максимальной степенью выраженности в подростковом возрасте.
Изменение позвоночного столба в онтогенезе, в указанные периоды онтогенеза без признаков нарушения осанки, проявляется в увеличении выраженности шейного лордоза и сглаженности поясничного лордоза и крестцового кифоза. В женском организме с признаками нарушения осанки изменение позвоночного столба проявляется в увеличении выраженности шейного лордоза, грудного и крестцового кифозов. При этом максимальной выраженностью грудного кифоза характеризуется подростковый возраст, а девушки юношеского возраста отличаются сглаженностью крестцового кифоза.
Установлено, что в женском организме с признаками нарушения осанки, снижены и объемные, и объемно-скоростные показатели проведения воздушного потока. При этом в периоде второго детства и в подростковом возрасте снижено проведение воздушного потока по альвеолярному дереву, а в юношеском периоде онтогенеза снижено проведение воздушного потока по бронхиальному дереву.
Впервые статистически доказаны онтогенетические изменения содержания некоторых макро- и эссенциальных микроэлементов в субстратах женского организма, как без признаков нарушения осанки, так и с признаками нарушения осанки.
Выявлены корреляционные связи морфофункциональных параметров и параметров содержания макро- и микроэлементов в волосах в рамках целостности организма. Ассоциированностью функциональных параметров кардио-респираторной системы с содержанием макро- и микроэлементов характеризуется детский организм без нарушения осанки и организм подростка с нарушением осанки.
Теоретическая значимость исследования
Полученные данные о динамике изменений механизмов регуляции кардиоритма и резервных возможностях дыхательной системы в трех периодах онтогенеза углубляют представления о возрастных особенностях кардио-респираторной системы и развертывании адаптационного процесса. Выявленные закономерности взаимодействия параметров кардио-респираторной системы и динамика изменения показателей макро- и микроэлементного статуса организма девочек, девочек-подростков и девушек, с учетом гониометрических кривизн позвоночного столба, позволяют уточнить представления о влиянии нарушения осанки на деятельность органов и систем органов в онтогенезе, и тем самым приблизиться к пониманию физиологической нормы и предикторов развития предпатологических состояний.
В связи с тем, что процесс адаптации в определенной мере управляем, установленные нами механизмы взаимодействия центрального и эффекторного звеньев функциональной системы позволяют приблизиться к решению задачи оптимизации процесса адаптации женского организма, имеющего морфофункциональные особенности в каждом из изучаемых периодов онтогенеза.
Практическая значимость исследования
Полученные знания, углубляя представления об индивидуальных и типологических особенностях процесса адаптации организма, могут быть эффективно использованы при прогнозировании переутомления при различных режимах двигательной активности и реабилитации в условиях “напряжения” и срыва адаптации. Выявленные особенности взаимодействия между главными звеньями функциональной адаптивной системы в условиях нарушения осанки открывают на практике возможности управления адаптивным процессом путем влияния на отдельные ее звенья.
Теоретические положения и выводы настоящей работы используются в учебном процессе медико-биолого-химического факультета Ставропольского государственного университета, при проведении базовых дисциплин, дисциплин специализации и магистерских курсов. Результаты исследования апробированы в работе педагогического коллектива общеобразовательной школы №4 Грачевского района Ставропольского края в ходе проведения факультативных курсов и направлены на повышение качества знаний получаемых школьниками, интересы которых связаны с углубленным изучением биологии.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
В основе онтогенетических особенностей функционирования сердечно-сосудистой системы лежат принципиально различные регуляторные механизмы. В женском организме без нарушения осанки в периоде второго детства доминируют эрготропные механизмы, в подростковом возрасте их роль снижается. При нарушении осанки от периода второго детства к подростковому возрасту возрастает роль трофотропных механизмов. В юношеском возрасте возрастает значение гуморального канала регуляции.
-
Различный уровень резервных возможностей респираторной системы характеризуется снижением объемно-скоростных показателей у подростков с признаками нарушения осанки. В юношеском возрасте при нарушении осанки снижено проведение воздуха по бронхиальному дереву на фоне максимального снижения объемных показателей.
-
Динамика снижения содержания марганца и селена характеризует подростков с максимальной степенью шейного и крестцового лордозов, а динамика снижения содержания фосфора и кремния, характерна для девушек с максимальной степенью выраженности грудного кифоза.
-
Характер и степень взаимосвязей показателей кардио-респираторной системы и параметров элементного статуса женского организма в периоде второго детства и подростковом возрасте зависят от нарушения осанки.
Апробация работы
Основные положения диссертации доложены и обсуждены на шести межрегиональных научно-методических конференциях (Ставрополь, 2004-2009 гг.); на сателлитном симпозиуме ХХ Съезда физиологов России «Экология и здоровье» (Москва, 2007); XIV международном симпозиуме «Эколого-физиологические проблемы адаптации» (Москва, 2009).
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 1 в журнале, рекомендованном ВАК РФ для опубликования результатов кандидатских и докторских диссертации (личный вклад автора – 85%).
Структура и объем диссертации
Работа состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, главы с изложением собственных результатов исследования, обсуждения результатов, заключения, выводов и приложений.
Диссертация изложена на 146 страницах компьютерного текста, содержит 8 таблиц, иллюстрирована 45 рисунками и 8 схемами.
