Функціональний стан та адаптаційні можливості підлітків, які проживають в радіоактивно забрудненій зоні

Размещено на http://www.allbest.ru/

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

імені ТАРАСА ШЕВЧЕНКА

УДК 614.876-053.6

ФУНКЦІОНАЛЬНИЙ СТАН ТА АДАПТАЦІЙНІ МОЖЛИВОСТІ ПІДЛІТКІВ, ЯКІ ПРОЖИВАЮТЬ В ЗОНІ РАДІОАКТИВНОГО ЗАБРУДНЕННЯ

03.00.13 - фізіологія людини і тварин

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

МЕЛЬНИК Світлана Адамівна

Київ 2007

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Волинському державному університеті імені Лесі Українки

Науковий консультант: доктор біологічних наук, професор Коцан Ігор Ярославович ректор Волинського державного університету імені Лесі Українки завідувач кафедри фізіології людини і тварин

Офіційні опоненти:

доктор біологічних наук, професор Лизогуб Володимир Сергієвич, Черкаський національний університет імені Богдана Хмельницького МОН України

доктор біологічних наук, професор Ляшенко Валентина Петрівна, Дніпропетровський національний університет МОН України, завідувач кафедри фізіології людини і тварин

Провідна установа: Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології імені Р.Є.Кавецького НАН України

Захист відбудеться "6 " червня 2007 року о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.001.38 Київського національного університету імені Тараса Шевченка (Київ, пр. акад. Глушкова, 2, біологічний факультет, ауд. 215)

Поштова адреса: 01033, Київ - 33, вул. Володимирська, 64

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київського національного університету імені Тараса Шевченка (01033, Київ - 33, вул. Володимирська, 58)

Автореферат розісланий 5 травня 2007 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Д 26.001.38 Цимбалюк О.В.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. В результаті аварії на Чорнобильській АЕС на території України виникла унікальна екологічна ситуація, яка призвела до хронічного комбінованого радіаційного впливу - зовнішнього та внутрішнього опромінення. Проникнення радіонуклідів в організм спричинює морфофункціональні зміни у внутрішніх органах і тканинах, що знаходить відображення у виникненні захворювань і патологічних процесів. Накопичується все більше фактів, які свідчать про значний вплив низькоінтенсивного опромінення в малих дозах на організм людини. Це стосується перш за все нестохастичних променевих уражень, які ведуть до зростання частоти і важкості зрушень функцій вегето-судинної, ендокринної, імунної, кровотворної систем, захворювань дихальної системи тощо [Пономаренко В.М., 1995; Романенко Н., 1999; Колпаков І.Є., 2003; Король М.О., 2006]. Впровадження лікувально-профілактичних заходів, спрямованих на зменшення наслідків довготривалої дії малих доз іонізуючого випромінення поки що не дає можливості з впевненістю сказати, що проблема наукового обґрунтування впливу низькоінтенсивного опромінення у масштабах України вирішена.

Комплексні дослідження функціонального стану організму підлітків при дії радіаційного чинника на сучасному рівні вивчені недостатньо. Вивченню впливу малих доз іонізуючого випромінювання на м'язову функцію присвячено поодинокі наукові праці, оскільки традиційно скелетні м'язи вважалися радіорезистентними. Нині серед літературних джерел зустрічаються нечисленні дослідження розвитку моторної функції в ранньому постнатальному онтогенезі пов'язані із зростанням сили м'язів, дослідження при нейроінтоксикаціях і радіаційних ураженнях проведені переважно на дорослих особах чоловічої статі [Охнянська Л.Г., 1967; Барабанова А.В., 1969; Юр'єв К.Л., 2002; Варламова Т.В., Мейгал А.Ю., 2004; Корнієнко І.А., Сонькин В.Д., Тамбовцева Р.В., 2005; Андріянова Є.Ю., Городничев Р.М., 2006].

Таким чином, вивчення функціонального стану нервово-м'язової, серцево-судинної і дихальної системи в підлітків, які проживають в умовах природного радіаційного фону й тих, що зазнають постійного надходження в організм радіонуклідів, за рахунок проживання в зоні радіоактивного забруднення, в загальному контексті проблеми біологічних і медичних наслідків аварії на Чорнобильській АЕС є надзвичайно актуальним.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Виконані дослідження є частиною наукової роботи кафедри за темою “Медико-біологічні аспекти наслідків аварії на ЧАЕС для жителів Волині” (№ держ. реєстрації 0198U002431)

Мета дослідження:

З'ясувати вікові та статеві особливості функціонального стану серцево-судинної, дихальної та нервово-м'язової систем підлітків при дії на організм малих доз радіації.

Задачі дослідження:

Вивчення показників функціонального стану серцево-судинної, дихальної, нервово-м'язової систем та фізичного розвитку підлітків, які проживають в зоні радіоактивного забруднення і тих, що проживають в умовах природного радіаційного фону;

Дослідження показників біоелектричної активності м'язів у підлітків обох груп з використанням показників поверхневої електроміографії під час спокою і рефлекторної активації м'язів;

Порівняльний аналіз показників функціонального стану серцево-судинної, дихальної та нервово-м'язової систем підлітків, які проживають на території з різним рівнем радіаційного фону і на основі цих даних встановлення адаптаційних можливостей організму підлітків, які проживають в радіоактивно забрудненій зоні.

Об'єкт дослідження - функціональний стан дихальної, серцево-судинної, нервово-м'язової системи та фізичний розвиток підлітків, що зазнали хронічної дії малих доз радіації.

Предмет дослідження - показники серцево-судинної, дихальної, нервово-м'язової систем та фізичного розвитку підлітків різного віку та статі, що проживають в умовах природного радіаційного фону та на забруднених радіацією територіях. підліток радіаційний серцевий дихальний

Методи дослідження - соматичні (визначення стану серцево-судинної, дихальної, м'язової систем, величини антропометричних даних, рівня фізичної працездатності) та нейрофізіологічні (реєстрація електричної активності м'язів), основані на використанні пакету сучасних комп'ютерних (“Нейро-ЕМГ-Мікро”) і мікропроцесорних (діагностичний комплекс “Бар'єр”) програм.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше в Україні проведена оцінка спонтанної активності м'язів при різних видах рухових реакцій в осіб підліткового віку, які народились і постійно проживають у населеному пункті з величиною паспортної дози загального опромінення більше 5 мЗв (в зоні безумовного відселення). Встановлені особливості адекватності активації і координаційного відношення м'язів у підлітків, які проживають у зоні довготривалого впливу малих доз радіації. Встановлено внесок величини дози та тривалості опромінення в зміну функціонального стану надсегментарних відділів рухової системи. Отримані нові дані про динаміку функціонального стану та адаптивні можливості дихальної і серцево-судинної системи у дітей, які народились і постійно проживають у населеному пункті з величиною паспортної дози загального опромінення більше 5 мЗв (в зоні безумовного відселення).

Практичне значення одержаних результатів. Отримані в роботі результати дослідження впливу дії малих доз радіації на стан рухової системи осіб підліткового віку та їх науково-обґрунтований аналіз можуть бути використаними в подальшому вивченні нейрофізіологічних механізмів управління і регуляції рухової діяльності; для прогнозування впливу факторів, які формують дозу зовнішнього і внутрішнього опромінення, на дитячий і дорослий організм. Обґрунтовано доцільність включення електронейроміографічного дослідження нервово-м'язового сегментарного апарату в осіб, що зазнали дії іонізуючого випромінення. Основні положення даної роботи можуть використані при викладанні спеціальних курсів з фізіології нервово-м'язового апарату, радіобіології, екології людини на біологічному та екологічному факультетах вищих учбових закладів.

Особистий внесок здобувача полягає у тому, що дисертантом самостійно і в повному обсязі проведено розробку програми дослідження, експериментальні дослідження, систематизацію і статистичну обробку отриманих результатів, їх аналіз та узагальнення. Формулювання всіх положень та висновків роботи були здійснені за допомогою наукового керівника.

Апробація результатів дисертації проведена на: ІІІ Міжнародній науково-практичній конференції “Динаміка наукових досліджень 2004” /Дніпропетровськ, 2004/, VІІ Міжнародній науково-практичній конференції “Наука і освіта 2004” /Дніпропетровськ, 2004/, першій міжнародній науково-практичній конференції “Науковий потенціал світу 2004” /Дніпропетровськ, 2004/, міжнародній науково-практичній конференції “Дні науки 2005” /Дніпропетровськ, 2005/, Всеукраїнській науково-практичній конференції “Проблеми вікової фізіології” /Луцьк, 2005/, І міжнародній конференції молодих вчених “Сучасні проблеми екології” /Запоріжжя, 2005/, V Міжнародній науково-методичній конференції “Культура здоров'я як предмет освіти” /Херсон 2006/, Всеукраїнському науковому симпозіумі “Особливості формування та становлення психофізіологічних функцій в онтогенезі” /Черкаси 2006/, щорічних наукових конференціях Волинського державного університету ім. Лесі Українки (2000-2005).

Публікації. Результати досліджень наведено в 12 наукових працях: 4 статтях у наукових журналах, 8 матеріалах і тезах конференцій.

Структура та обсяг дисертації. Робота викладена на 209 сторінках тексту, обсяг основного тексту складає 136 сторінки і включає: вступ, чотири розділи ( огляд літератури, матеріали та методи досліджень, результати досліджень, обговорення результатів досліджень), висновки. Перелік використаних джерел налічує 220 найменувань. Роботу ілюстровано 28 таблицями, 13 рисунками, 47 додатками.

Основний зміст роботи

Матеріали та методи досліджень

Проведено динамічне обстеження 284 підлітків обох статей віком від 13 до 17 років, які проживають на території Волинської області, в районах з різним рівнем радіоактивного забруднення. Всі досліджувані навчались в загальноосвітній школі. В переважній кількості сімей продукти харчування були в основному місцевого виробництва. Слід відмітити, що всі школярі на момент обстеження були практично здорові й не мали скарг на стан здоров'я та самопочуття, і праворукими. Підлітки, в яких були скарги на погане самопочуття, в обстеженні участі не брали.

Гігієнічна характеристика радіаційного забруднення оцінювалась за первинними матеріалами обласної, районних санепідемстанцій.

Експериментальну групу нагляду склали 168 школярів, з них 77 хлопців і 91 дівчина, учнів загальноосвітньої школи села Прилісне Маневицького району Волинської області, які народились і постійно проживають в зоні безумовного (обов'язкового) відселення з величиною паспортної дози загального опромінення більше 5 м3в, тобто зазнали інтенсивного забруднення “довгоживучими” радіонуклідами на ранніх етапах онтогенезу (зона радіаційного контролю).

Контрольну групу нагляду склали 116 осіб, з них 56 хлопців та 60 дівчат, учнів загальноосвітньої школи села Романів Луцького району Волинської області, які проживають в умовах природного радіаційного фону (умовно чиста зона).

Для дослідження функціонального стану серцево-судинної системи визначали такі показники частоту серцевих скорочень, систолічний, діастолічний і пульсовий артеріальний тиск, систолічний і хвилинний об'єм кровотоку, величини середнього динамічного тиску в артеріях та периферичного опору в прекапілярах у стані спокою та після фізичного навантаження (20 присідань). Частота серцевих скорочень і артеріальний тиск визначались із застосуванням мікропроцесорної методики “Бар'єр” (діагностична сумка РОК-1).

Діяльність дихальної системи вивчалась шляхом визначення життєвої ємності легень та дихального об'єму методом спірометрії.

Для оцінки фізичного розвитку проводили антропометричні методики, використовуючи метод варіаційної статистики і метод перцентильного аналізу. Визначення гармонійності фізичного розвитку провели на основі центильних оцінок. Розвиток силових показників вивчали за методиками кистьової (з виконанням 10-кратних м'язових зусиль) і станової динамометрії. Рівень витривалості і зниження працездатності м'язів правої і лівої кисті визначали за стандартними методиками. Визначення фізичної працездатності проводили за допомогою двомоментної велоергометричної проби PWC₁₇₀.

Реєстрація електричної активності м'язів проводилась електронейроміографом “Нейро-МВП-2” (2003). Використовувався сумарний метод відведення біопотенціалів за допомогою нашкірних (поверхневих) електродів, які накладались в ділянці рухової точки, тобто в місці максимальної концентрації імпульсної активності до її розходження по окремих м'язових волокнах. При пошуку рухових точок ми використовували схему їх розташування, запропоновану Скоромец А.А., Скоромец Т.А. (2000). Об'єктом вивчення були м'язи проксимальних і дистальних відділів рук: загальний розгинач та поверхневий згинач пальців. Програма дослідження включала вивчення біострумів м'язів: а) у спокої (при максимально розслаблених м'язах); б) при синергійних змінах м'язового тонусу, включаючи “дихальну” синергію (при глибокому вдиху); “близьку” синергію (при скороченнях симетричних м'язів) та “віддалену” синергію (при максимальному напруженні м'язів ніг); в) при максимальному за силою довільному скороченні м'язів; г) після раптового припинення довільного скорочення (слідова продовжена активність).

Коефіцієнт адекватності (КА) біоелектричної реакції силі і характеру подразнення визначали за формулою: КА= (АК)₁ ·100 / (АК)_2, де АК₁ - амплітуда коливання біоелектричної активності (БА) м'язу в режимі антагоністичного напруження, АК₂ - амплітуда коливання БА в режимі агоністичного напруження. Координаційне співвідношення різних груп м'язів оцінювали за допомогою коефіцієнту реципрокності (КР). КР вираховували за формулою: КР = АК₁ · 100% / АК₂, де АК₁ - амплітуда БА антагоніста (в режимі напруження агоніста), АК₂ - амплітуда БА агоніста (в режимі напруження агоніста).

В якості адекватного показника функціонального стану нервової системи використовували тривалість латентного періоду сенсомоторної реакції на світло. Визначення ЛПСМР виконували за допомогою експрес - діагностичного приладу “Бар'єр” (РОК-1, Угорщина) із застосуванням світлової стимуляції.

Результати досліджень та їх обговорення

Проведені дослідження показали, що в хлопців у віці 13-14 років, а в дівчат у віці 16-17 років, які проживають в контрольованому щодо радіаційного фактора районі, в порівнянні з їх ровесниками з умовно чистого району, спостерігається зниження показників фізичного розвитку. Дисгармонійний фізичний розвиток в підлітків, які проживають у зоні радіоактивного забруднення, у 18,56% випадків, різко дисгармонійний у 4,64% обумовлений переважно зниженням показників маси тіла в дівчат, яке збігалось із затримкою росту та зниженням величини обводу грудної клітки в хлопців, що є підтвердженням вже існуючих даних в літературі (Лук'янова О.М., 2000; Мантак Г.І., 2002).

Виявлено зниження рівня витривалості м'язів в досліджуваних експериментальної групи. Встановлено, що у 13-річних обстежених обох статей, а також у 14 і 16 - річних дівчат експериментальної групи рівень зниження працездатності м'язів правої кисті достовірно вищий чим в їх однолітків, які становили контрольну групу (р<0,01). Аналогічну тенденцію до зниження рівня витривалості м'язів лівої руки виявлено в 13-14 - річних хлопців та 14-16 - річних дівчат (р<0,01); до зниження показників станової сили в 15 і 17-річних хлопців та 13 і 17 - річних дівчат, які проживають в зоні дії малих доз радіації.

Дослідження з'ясувало, що показники тесту PWC₁₇₀ у експериментальній групі нижчі встановлених нормативів у всіх вікових групах. Встановлено достовірне зниження величини абсолютної та відносної фізичної працездатності у всіх вікових групах досліджуваних із зони радіаційного контролю (р<0,001), що відповідає результатам дослідження фізичної працездатності іншими дослідниками (Чижик В.В., 1996; Києня А.І., 1998). Виявлене зниження рівня фізичного розвитку і фізичної працездатності підлітків, які постійно проживають на контамінованих радіонуклідами територіях, свідчить про зниження адаптаційних можливостей організму при дії факторів радіаційного ризику.

Електроміографічне дослідження виявило достовірне перевищення в стані спокою біоелектричної активності м'язів-розгиначів (Extensor digitorum, Radialis) в осіб чоловічої статі, які становили експериментальну групу (р<0,01). Виявлена питома вага осіб (більше 36,36%) серед п'ятнадцятирічних хлопців із значним по амплітудах безперервним коливальним процесом від 31,3 до 91,7 мкВ в стані спокою. Зростання амплітуди фонової активності в досліджуваних, які проживають на контамінованих радіонуклідами територіях, може бути пов'язане з підвищенням функціонального стану нейромоторного апарату. На ранніх стадіях первинного пошкодження сегментарних нейронів виникає підвищення їх збудливості [Юсевич Ю.С., 1963; Podivinsky, 1968; Юсевич Ю.С., 1972; Команцев В.Н., 2001]. Внаслідок цього порогові величини аферентних імпульсів знижуються, і в таких ще не значно пошкоджених нейронах легше розвивається стан збудження. Клінічно воно проявляється підвищенням м'язового тонусу.

Для досліджуваних хлопців контрольної групи здатність до розслаблення м'язів та характерному зниженні їх електричної активності в стані спокою виразно зростала з віком, що свідчить про повноцінність гальмівних надсегментарних й, особливо, кортикальних впливів, які призводять до зниження збудливості мотонейронів.

Дихальні зміни м'язового тонусу в осіб, що проживають на забруднених радіонуклідами територіях, у більшості випадків представляли собою низькоамплітудну рефлекторну тонічну активність (10-20 мкВ). Високоамплітудна рефлекторна тонічна активність (більше 20 мкВ), була виявлена у 23,53% хлопців та 30% дівчат експериментальної групи. Наявність високоамплітудної рефлекторної тонічної активності свідчить про ураження периферичного мотонейрона і відображає послаблення центральних регуляторних надсегментарних впливів [Команцев В.Н., 2001].

Синергічні зміни тонусу характеризувались підвищенням амплітуди біопотенціалів, причому в експериментальній групі найбільше зростання м'язового електрогенезу фіксували при віддалених синергіях, а в контрольній групі - при близьких.

За даними аналізу біоелектричної активності при максимальному скороченні в експериментальній групі, у порівнянні з контрольною, встановлено достовірне зниження амплітуди коливання біопотенціалу у всіх підгрупах дослідження (р<0,001) (рис.1, рис.2).

Найбільш істотні “грубі” зміни біоелектричної активності реєстрували на групі м'язів-згиначів, що може свідчити про деяку вибіркову дію іонізуючого випромінення на певні групи м'язів.

Кореляційний аналіз виявив зворотній зв'язок між амплітудою коливання м'язів-згиначів і показником активності радіоцезію в обстежених із зони радіаційного контролю. У всіх вікових групах, за винятком підгрупи тринадцятирічних дівчат, спостерігали зниження амплітуди коливання даної групи м'язів при зростанні активності цезію-137. Слабкий негативний зв'язок між АК розгиначів і активністю радіоцезію реєстрували тільки у 13-річних хлопців і 17-річних дівчат. В інших підгрупах відмічено позитивний зв'язок, причому у 15 і 17-річних хлопців і 15-річних дівчаток високий, що свідчить про те, що зростання активності радіонукліда Cs₁₃₇ фактично не впливало на біоелектричну активність розгиначів під час максимального скорочення.

Встановлено наявність значимого зв'язку між амплітудою коливання БА і силою м'язів, рівнем працездатності правої кисті та показниками абсолютної фізичної працездатності. З'ясовано, що зростання силових показників правої кисті відбувалось у 13-річних досліджуваних із зони радіаційного контролю з більшим підвищенням біоелектричної активності згиначів, а 15-17 - річному віці зростання м'язової сили відповідало більшому зростанню біоелектричного потенціалу групи розгиначів.

Спостерігали закономірно вищі величини коефіцієнту реципрокності (КР) в групі розгиначів у досліджуваних обох груп, оскільки розгиначі більш частіше і виразно (в біоелектричному вираженні) приймають участь в згинанні.

Результати дослідження виявили більш чітко виражені реципрокні відношення в обстежених контрольної групи. В експериментальній групі середні показники коефіцієнту реципрокності розгиначів у хлопців знаходились в межах від 56,09±1,41 % до 51,22±1,28%, в дівчат від 46,47±1,40% до 63,67±1,65%, що свідчить про надмірне залучення м'язів-антагоністів при максимальному скороченні агоністів (табл.1, табл.2). Оскільки підвищення КР вище 50% вважається грубим, в даному випадку можна говорити про грубе порушення реципрокних відносин в м'язах рук школярів із зони радіаційного контролю. В хлопців спостерігали тенденцію до покращення координаційного відношення м'язів у віковому аспекті, в дівчат простежена протилежна тенденція до погіршення взаємодії м'язів-антагоністів з віком. Грубі порушення м'язів-згиначів спостерігали лише в тринадцятирічних школярів, причому питома вага осіб з величиною КР більше 50% була вищою серед хлопців, які проживають на радіоактивно забрудненій території (20% проти 11,11% в контролі).

Таблиця 1

Порівняльна характеристика показників коефіцієнту реципрокності (КР) і коефіцієнту адекватності (КА) в досліджуваних хлопців експериментальної (А) і контрольної групи (Б) (Мm, %)

Група	Вік	Показники	КР(розг.)	КР(згин.)	КА(розг.)	КА(згин)
А	13	M±m	56,09 ±1,41*	33,93 ±0,89	34,53 ±1,00	51,03 ±1,87
Б	13	M±m	42,78 ±1,43	32,06 ±2,10	31,63 ±1,10	48,76 ±1,48
А	15	M±m	53,89 ±1,21*	21,62 ±1,08	19,55 ±0,82	58,11 ±2,73*
Б	15	M±m	35,33 ±1,25	24,36 ±1,07	23,13 ±1,67	42,95 ±1,25
А	17	M±m	51,22 ±1,28*	22,87 ±1,13	23,13 ±1,18	53,24 ±1,31*
Б	17	M±m	23,14 ±1,36	21,98 ±1,67	21,82 ±1,04	32,17 ±1,33

Примітка. 1.*-р<0,001 у порівнянні з показниками контрольної групи

Встановлено вплив чинника віку на зниження середніх величин КР згиначів. Грубі порушення реципрокної іннервації реєстрували в 16,66% тринадцятирічних та в 11,11% п'ятнадцятирічних дівчат, які зазнають дії низькоінтенсивного опромінення. В групі їх ровесниць з умовно чистої зони аналогічних відхилень відношень м'язів не фіксували.

Аналіз статевих відмінностей виявив вірогідне перевищення середніх величин КР в 13-15-річних дівчаток експериментальної групи, що свідчить про менш виражені реципрокні відношення в осіб жіночої статі в даному віці.

При оцінці адекватності активації м'язів згиначів при різних формах їх активації, встановлено порушення біоелектричної відповіді в хлопців, які проживають на радіоактивно забрудненій території. Аналіз індивідуальних показників виявив, що у 45,45% осіб чоловічої статі, які входили в експериментальну групу, коефіцієнт адекватності згиначів був вищим 50 %. Крім того, в 18,2 % досліджуваних хлопців віком 15 років спостерігали підвищення КА більше 100 %, так званий “феномен збочення”, коли амплітуда ЕМГ в режимі агоністичного напруження нижча, ніж в режимі антагоністичного напруження. Результати проведеного дослідження свідчать про порушення нервово-м'язової передачі в осіб, що зазнають впливу малих доз радіації за рахунок проживання на контамінованих радіонуклідами територіях.

Таблиця 2

Порівняльна характеристика показників коефіцієнту реципрокності (КР) і коефіцієнту адекватності (КА) в досліджуваних дівчат експериментальної (А) і контрольної групи (Б) (Мm, %)

Група	Вік	Показники	КР(розг.)	КР(згин.)	КА(розг.)	КА(згин)
А	13	M±m	46,47 ±1,40**	39,07 ±1,00**	41,41 ±1,47	47,75 ±1,63**
Б	13	M±m	36,30 ±1,51	28,74 ±1,19	40,37 ±0,87	27,20 ±1,29
А	15	M±m	56,88 ±2,16**	27,77 ±1,19	28,46 ±1,60	52,75 ±1,95**
Б	15	M±m	42,83 ±1,60	24,52 ±1,39	29,99 ±1,20	36,60 ±1,50
А	17	M±m	63,67 ±1,65**	19,06 ±0,88*	26,67 ±1,14**	51,64 ±1,28**
Б	17	M±m	38,54 ±1,28	24,67 ±1,27	32,82 ±1,09	31,24 ±1,14

Примітка. 1.*-р<0,01; 2.**-р<0,001 в порівнянні з показниками контрольної групи

При порівнянні показників у статевому аспекті виявлено достовірне перевищення середніх величин КА розгиначів в дівчат у всіх вікових групах (р<0,05), причому як в експериментальній так і контрольній групі, що вказує на більшу активацію м'язу в період максимального скорочення антагоніста в осіб жіночої статі.

В осіб, які проживають на території радіоактивного забруднення, реєстрували більш тривалий латентний період сенсомоторної реакції (ЛПСМР) на світло, який свідчить про те, що хронічний вплив малих доз радіації спричинює зменшення адекватності сприйняття сенсорної інформації, що є підтвердженням вже існуючих даних в літературі [Києня А.І., Кириченко О.В. 1998; Борейко Т.І., Буреннікова Л.Ю., Хоревін А.В., 2003]. Незалежно від умов проживання на радіаційно-забрудненій чи екологічно чистій території, встановлено скорочення латентного періоду моторно-зорової реакції у віковому аспекті; особливо в п'ятнадцятирічних хлопців та шістнадцятирічних дівчат (табл.3, табл.4).

Встановлено більш високий рівень сенсомоторної реактивності в обстежених чоловічої статі. Виявлено тісний взаємозв'язок між тривалістю ЛПСМР і АК м'язів, який свідчить про зменшення часу простої сенсомоторної реакції при зростанні біоелектричної активності м'язів під час максимального зусилля в хлопців експериментальної групи.

Таблиця 3

Тривалість латентного періоду сенсомоторної реакції (ЛПСМР) на світло в обстежених осіб чоловічої статі експериментальної (А) і контрольної (Б) групи

Група	Показники	Вік, в роках
		13	14	15	16	17
А	Mm	274,41 ±4,17**	275,00 ±4,17	256,81 ±5,48	246,66 ±5,35	256,50 ±4,32*
Б	Mm	256,00 ±2,70	266,45 ±3,99	245,55 ±5,35	255,00 ±4,76	239,00 ±3,78

Примітка. 1.*-р<0,01; 2.**-р<0,001 в порівнянні з показниками контрольної групи

Аналіз статистичних зв'язків, проведений у обстежених дівчат обох груп свідчить про зростання статистичного зв'язку між досліджуваними параметрами у віковий період 16-17 років.

Таблиця 4

Тривалість латентного періоду сенсомоторної реакції (ЛПСМР) на світло в обстежених осіб жіночої статі експериментальної (А) і контрольної (Б) групи

Група	Показники	Вік, в роках
		13	14	15	16	17
А	Mm	305,55 ±6,56**	307,58 ±2,88	291,82 ±4,98	268,63 ±5,98*	307,50 ±4,87**
Б	Mm	291,50 ±4,87	279,64 ±3,66	280,66 ±4,62	249,50 ±3,24	268,33 ±3,23

Примітка. 1.*-р<0,01; 2.**-р<0,001в порівнянні з показниками контрольної групи

Доведено зростання статистичного зв'язку у віковому аспекті між соматометричними показниками і життєвою ємністю легень. Встановлено зростання впливу показників ЖЄЛ з віком на рівень зниження працездатності м'язів правої кисті. Спостерігали протилежну тенденцію до зменшення впливу показників ЖЄЛ на витривалість м'язів лівої руки у віковому аспекті. Простежені вірогідні позитивні кореляційні зв'язки різної сили між біоелектричною активністю м'язів та величиною ЖЄЛ. Фактична величина ЖЄЛ не відповідала віковим нормам у значної кількості школярок, а також 13-14 - річних школярів експериментальної групи, що свідчить про більш низькі показники аеробних можливостей школярів із зони радіаційного контролю.

Встановлено достовірне зниження дихального об'єму в усіх підгрупах дослідження із зони радіаційного контролю у порівнянні з умовно чистим районом. Виявлені відмінні ознаки дозволяють зробити висновок про зниження функціональних можливостей системи дихання підлітків, які постійно проживають на радіоактивно забруднених територіях.

Встановлено зниження адаптаційно-резервних можливостей серцево-судинної системи до фізичного навантаження в підлітків із зони радіаційного контролю. Встановлено надмірне зростання середніх вікових показників середнього динамічного тиску в стані спокою і після фізичного навантаження у хлопців, які зазнають довготривалого низькоінтенсивного опромінення. Найбільші відмінності, які вказують на неадекватне зростання величини СДТ після фізичного навантаження на контрольованій щодо радіаційного фактора території, реєстрували в 16-17-річному віці. Нездатність втримувати середній динамічний тиск при навантаженні може бути використана для характеристики стану цієї системи на ранніх етапах її пошкодження, коли визначення величини хвилинного об'єму ще не виявляє суттєвих відхилень від норми, являючись першою ознакою порушення функціонального стану системи кровообігу [Савицький М.М., 1956].

Виявлено зростання величини периферичного опору (ПО) у віковому аспекті в обстежених обох статей незалежно від території дослідження. Достовірне перевищення величини ПО у школярів із зони радіаційного контролю відмічено в стані спокою тільки у 17-річних, після виконання фізичного навантаження - у 13-14 та 16-річних хлопців експериментальної групи (р<0,05).

При індивідуальному аналізі отриманих результатів була виявлена змінена реакція на навантаження у вигляді відсутності зменшення периферичного опору у 6,98% хлопців і 7,69% дівчат, які проживають на радіоактивно забрудненій території, та 4,76% хлопців з екологічно чистої зони. Парадоксальну (спотворену) реакцію артеріальних судин великого кола кровообігу на вплив фізичного навантаження у вигляді зростання периферичного опору реєстрували у 16,28% хлопців і 7,69% дівчат, які входили в основну групу, та 2,38% хлопців і 1,92% дівчат контрольної групи. Більшість випадків спотвореної реакції ПО на фізичне навантаження в експериментальній групі фіксували у віці 13-14 років та 16 років. Прохідність артеріальної системи в цих умовах не тільки не зростає, а, навпаки, зменшується. Це свідчить про наявність в значної частини обстежуваних із зони радіаційного контролю порушення функціонального стану системи кровообігу, яке проявляється в неадекватній реакції на навантаження.

Зростання величини СДТ в значної частини досліджуваних з радіоактивно забрудненої території супроводжувалось зниженням інтенсивності м'язового електрогенезу. Доведено вплив показників периферичного опору на зниження біоелектричної активності і витривалості м'язів у всіх підгрупах дослідження, які склали експериментальну групу.

Таким чином, зниження функціональних можливостей серцево-судинної системи та низький резерв дихальної системи в значної частини осіб із зони радіаційного контролю, може впливати на скоротливу діяльність м'язів. Це, на нашу думку, знаходить відображення у значимих змінах амплітуди ЕМГ спокою та довільного напруження м'язів без порушення структури електроміограми.

Висновки

1. Підлітки, які зазнають хронічного впливу малих доз радіаційного опромінення, характеризуються зниженими показниками фізичного розвитку, витривалості і працездатності, що вказує на зниження адаптаційних можливостей їх організму загалом.

2. Виявлено підвищення амплітуди фонової активності кінцевих пластинок м'язів в стані спокою та при рефлекторній активації у досліджуваних із зони радіаційного контролю, що може свідчити про послаблення регулюючої функції центральної нервової системи при дії малих доз радіації. При максимальному довільному скороченні м'язів встановлено зниження загальної електричної активності у вигляді більш низьких амплітуд осциляцій в обстежених, які проживають на контамінованих радіонуклідами територіях.

3. Встановлено надмірне зростання коефіцієнтів реципрокності і адекватності в досліджуваних із зони радіаційного контролю. У групі радіаційного ризику встановлено численні порушення реципрокної іннервації в досліджуваних обох статей. В осіб чоловічої статі відмічено тенденцію до покращення координаційного відношення м'язів у віковому аспекті. В осіб жіночої статі простежена протилежна тенденція до погіршення взаємодії м'язів-антагоністів з віком.

4. Зростання активності цезію-137 в організмі осіб підліткового віку, які проживають на радіоактивно забрудненій території Волинської області, супроводжувалось зниженням амплітуди коливання м'язів-згиначів. Зростання активності даного радіонукліда фактично не впливало на біоелектричну активність розгиначів.

5. У переважної кількості досліджуваних з групи радіаційного ризику зниження працездатності м'язів поєднувалось з більшим зниженням біоелектричної активності м'язів. Причому зниження витривалості в тринадцятирічних частіше поєднувалось з більшим зниженням амплітуди коливання згиначів, а в старшому віці - амплітуди коливання розгиначів.

6. Виявлено тісний взаємозв'язок між тривалістю латентного періоду сенсомоторної реакції на світло і біоелектричною активністю м'язів, про що свідчить зростання біоелектричної активності м'язів під час максимального зусилля при зменшенні часу простої сенсомоторної реакції.

7. Встановлено зниження адаптаційно-резервних можливостей серцево-судинної системи до фізичного навантаження в зоні радіаційного контролю у вигляді неадекватного зростання середнього динамічного тиску в артеріях і меншого падіння периферичного опору в прекапілярах. Надмірне зростання середніх вікових показників середнього динамічного тиску в стані спокою і при навантаженні в значної частини обстежуваних із зони радіаційного контролю поєднувалось із зниженням рівня витривалості м'язів. При зростанні периферичного опору в прекапілярах в досліджуваних, які проживають на радіоактивно забрудненій території, відмічено зниження біоелектричної активності м'язів й зниження витривалості м'язів правої кисті у всіх підгрупах дослідження.

8. Підлітки, які проживають у зоні впливу малих доз радіації, характеризуються меншими величинами дихального об'єму і життєвої ємності легень у порівнянні з дітьми з умовно чистої зони, що свідчить про зниження функціональних можливостей системи дихання. Встановлено зростання впливу показників життєвої ємності легень з віком на рівень зниження працездатності м'язів правої кисті. Простежена протилежна тенденція до зменшення впливу величини життєвої ємності легень на витривалість м'язів лівої кисті у віковому аспекті.

Список опублікованих робіт за темою дисертації

1. Мельник С.А. Фізична працездатність підлітків, які проживають на території з різним рівнем радіоактивного забруднення // Науковий вісник ВДУ ім. Лесі Українки. 2002. №3. С. 62-67.

Мельник С.А. Аналіз основних показників фізичної сили і витривалості школярів, які проживають у зоні радіоактивного забруднення// Науковий вісник ВДУ ім. Лесі Українки. 2003. №11. С. 68-73.

Мельник С.А. Фізичний розвиток школярів, які проживають у зоні впливу малих доз радіації // Науковий вісник ВДУ ім. Лесі Українки. 2004. №4. С. 63-69.

Мельник С.А. Характеристика гемодинаміки в підлітковому і юнацькому віці на радіоактивно забруднених територіях // Науковий вісник ВДУ ім. Лесі Українки. 2004. №5. С. 16-19.

2. Мельник С.А. Дослідження показників дихального об'єму старшокласників, які проживають на радіоактивно забруднених територіях Волинської області / Матеріали VІІ Міжнародної науково-практичної конференції “Наука і освіта 2004”. Дніпропетровськ, 2004.Т.54. С. 43-44.

Мельник С.А. Особливості серцево-судинної системи підлітків, які проживають на радіоактивно забрудненій території / Матеріали ІІІ Міжнародної науково-практичної конференції “Динаміка наукових досліджень 2004”. Дніпропетровськ. 2004.Т.32. С. 54-55.

Мельник С.А. Сенсомоторная реактивность детей, проживающих на территории с различным уровнем радиационного загрязнения / / Матеріали першої міжнародної науково-практичної конференції “Науковий потенціал світу 2004”. Дніпропетровськ, 2004.Т.2. С. 14-17.

Мельник С.А. Характеристика показників зовнішнього дихання підлітків, які зазнали радіаційного впливу внаслідок аварії на ЧАЕС / Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції “Дні науки 2005”. Дніпропетровськ, 2005. Т.2. С. 32-34.

Мельник С.А. Адаптаційні можливості системи кровообігу школярів в умовах хронічного низькоінтенсивного радіаційного впливу / Матеріали Всеукраїнської науково-практичної конференції “Проблеми вікової фізіології”. Луцьк, 2005. С. 154-155.

Мельник С.А. Особливості адаптивних можливостей серцево-судинної системи організму школярів, які проживають на радіоактивно забрудненій території // Матеріали І міжнародної конференції молодих вчених “Сучасні проблеми екології”. Запоріжжя. 2005. С. 140-142.

Мельник С.А. Оцінка спонтанної активності в режимі рефлекторної активації м'язів на радіоактивно забрудненій території // Збірник наукових праць V Міжнародної науково-методичної конференції “Культура здоров'я як предмет освіти”. Херсон. 2006. С. 89-92.

Мельник С.А., Швайко С.Є. Біоелектрична активність м'язів в підлітковому та юнацькому віці на радіоактивно забрудненій території // Матеріали симпозіуму “Особливості формування та становлення психофізіологічних функцій в онтогенезі”. Черкаси. 2006. С. 121 (Особисто дисертантом проведено аналіз експериментальних досліджень, сформульовано висновки до роботи)

Анотація

Мельник С.А. Функціональний стан та адаптаційні можливості підлітків, які проживають в радіоактивно забрудненій зоні. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.13 - фізіологія людини і тварин - Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2007.

Проведено комплексне вивчення функціонального стану серцево-судинної, дихальної та нервово-м'язової систем підлітків, які проживають в зоні радіоактивного забруднення (168 осіб), і в умовах природного радіаційного фону (116 осіб). При зниженні фізичної витривалості і працездатності м'язів в підлітків із зони радіаційного контролю реєстрували: надмірне зростання біоелектричної активності в стані спокою і при рефлекторній активації м'язів, зниження амплітуди коливання при максимальному скороченні м'язів, зростання коефіцієнтів адекватності біоелектричної відповіді, порушення реципрокних відносин у взаємодіях м'язів-антагоністів, більш тривалий латентний період сенсомоторної реактивності. Встановлено зниження функціональних можливостей серцево-судинної системи до фізичного навантаження в зоні радіаційного контролю у вигляді неадекватного зростання середнього динамічного тиску в артеріях і меншого падіння периферичного опору в прекапілярах. Зменшення фактичних величин зовнішнього дихання супроводжувалось в підлітків, які проживають в зоні радіоактивного забруднення, зниженням фізичної працездатності і біоелектричної активності м'язів.

Ключові слова: радіонукліди, підлітки, м'язи, електрична активність, фізична працездатність, адаптаційні можливості, електроміографічні показники.

Аннотация

Мельник С.А. Функциональное состояние и адаптационные возможности подростков, проживающих в радиоактивно загрязненной зоне. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.13 - физиология человека и животных. - Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко, Киев, 2007.

Проведено комплексное изучение функционального состояния сердечно-сосудистой, дыхательной и нервно-мышечной систем подростков, проживающих в зоне радиоактивного загрязнения (168 чел.), а также тех, кто проживает в условиях естественного радиационного фона (116 чел.). Установлено снижение уровня физического развития и работоспособности у подростков, проживающих в зоне радиационного контроля. При снижении физической выносливости и работоспособности мышц у подростков, проживающих в зоне радиоактивного загрязнения, регистрировали: чрезмерное возрастание биоэлектрической активности в состоянии покоя и при рефлекторной активации мышц, снижение амплитуды колебаний при максимальном сокращении мышц. Наиболее грубые изменения биоэлектрической активности регистрировали на группе мышц-сгибателей, что может свидетельствовать о выборочном действии ионизирующего излучения на определенные группы мышц. Корреляционный анализ обнаружил обратную связь между амплитудой колебаний мышц-сгибателей и показателем активности радиоцезия у обследованных из зоны радиационного контроля. Возрастание активности радионуклида Cs₁₃₇ фактически не влияло на биоэлектрическую активность мышц-разгибателей во время максимального сокращения. Статистический анализ полученных результатов показал многочисленные нарушения реципрокной иннервации у обследованных экспериментальной группы. Установлена тенденция к улучшению координационного отношения мышц с возрастом у мальчиков, проживающих в зоне радиационного загрязнения. У девочек наблюдали противоположную тенденцию к ухудшению взаимодействия мышц-антагонистов в процессе онтогенеза. При оценке адекватности активации мышц-сгибателей при разных формах, установлены нарушения биоэлектрического ответа у подростков, которые проживают на радиоактивно загрязненной территории. Регистрировали наличие статистически достоверной связи между амплитудами колебания биоэлектрической активности и силой мышц, уровнем работоспособности правой кисти и показателями абсолютной физической работоспособности. Выяснено, что возрастание силовых показателей правой кисти происходило у тринадцатилетних обследованных из зоны радиационного контроля с большим повышением биоэлектрической активности мышц-сгибателей. В старшем возрасте - возрастание мышечной силы отвечало большему возрастанию биоэлектрического потенциала группы мышц-разгибателей.

Установлено снижение адаптационно - резервных возможностей сердечно-сосудистой системы при физической нагрузке у подростков из зоны радиационного контроля в виде: чрезмерного возрастания средних возрастных показателей среднего динамического давления в состоянии покоя и после физической нагрузки; меньшего падения периферического сопротивления в прекапиллярах. Большинство случаев, указывающих на неадекватное возрастание величины среднего динамического давления в артериях и искаженную реакцию периферического давления в прекапиллярах при физической нагрузке, регистрировали у шестнадцатилетних и семнадцатилетних обследованных, проживающих в зоне радиоактивного загрязнения.

Достоверное уменьшение параметров внешнего дыхания во всех подгруппах обследованных из зоны радиационного контроля в сравнении с условно чистой зоной, относительно радиационного фактора, свидетельствует о снижении функциональных возможностей системы дыхания у подростков из первой группы. Снижению показателей дыхательной системы подростков из зоны радиоактивного загрязнения сопутствовало снижение показателей физической работоспособности и биоэлектрической активности мышц.

Выявленные изменения функционального состояния сердечно-сосудистой, дыхательной и нервно-мышечной систем свидетельствуют о снижении адаптационно - резервных возможностей организма подростков, что обусловлено радиационным загрязнением окружающей среды вследствие Чернобыльской катастрофы.

Ключевые слова: радионуклиды, подростки, мышцы, электрическая активность, физическая работоспособность, адаптационные возможности, электромиографические показатели.

Annotation

Melnyk S.A. Functional State and Adaptive Possibilities of Radioactive Polluted Area Resident Adolescents. - Manuscript.

Biological sciences candidate's dissertation 03.00.13 - animal and human physiology. - Taras Shevchenko Kyiv National University, Kyiv, 2007.

Complex study of cardiovascular, respiratory and neuromuscular systems of radioactive polluted area (168 persons) and natural background radiation area resident adolescents (116 persons) was held. Superfluous increase of bioelectrical activity during rest and during reflectory muscles activation, wave amplitude decrease during maximum contruction, bioelectrical response adequacy index increase, disorders in reciprocal relations of antagonistic muscles interactions, more long latent period of sensomotor reactivity were registered in conditions of muscles physical endurance and physical efficiency decrease in radiation control area adolescents. Decrease of cardiovascular system functional possibilities in relation to physical exercise in radiation control area was determined, such as inadequate arterial average dynamic pressure decrease and minor periphery resistance drop in precapillary. Decrease of external respiration actual value in radioactive polluted area resident adolescents resulted into physical efficiency and bioelectrical muscle activity decrease.

Keywords: radionuclides, adolescents, muscles, electric activity, physical efficiency, adaptation possibilities, electromyography indexes.

Размещено на Allbest.ru

...