Дыхательная система детей в условиях Крайнего Севера

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

На Севере на организм человека действуют неблагоприятные факторы, обусловленные суровым климатом, более сильными и более частыми, чем в средней полосе. Большинство населения Крайнего Севера является пришлым. Поэтому оно находится в процессе адаптации к новым экстремально тяжелым условиям. Далеко не у всех пришлых адаптация проходит успешно.

Цель работы: изучить особенности дыхательной системы у взрослых и детей (как коренных, так и пришлых) в условиях крайнего севера.

Задача: обобщить и систематизировать знания, полученные в ходе изучения материала по теме.

Актуальность данной работы заключается в том, что до конца не изучено как условия крайнего севера влияют на организм человека. Современная практическая медицина не учитывает особенностей возникновения и протекания (а значит и эффективного лечения) различных заболеваний, которые обусловлены экстремальными условиями Севера. Ни одно медицинское учебное заведение в настоящее время не готовит специалистов по полярной медицине. Это существенно затрудняет организацию эффективной охраны здоровья населения Севера.

В настоящее время остро стоит вопрос о миграции населения с Севера в другие регионы страны. При этом ни сами мигранты, ни медицинские работники, ни администраторы не представляют, чем это грозит здоровью переезжающих. В пожилом возрасте организм неспособен адаптироваться к новым условиям.

Действие загрязненной окружающей среды на здоровье населения в высоких широтах более пагубно, чем в средней полосе потому, что одновременно действуют другие неблагоприятные факторы. Это также необходимо учитывать как при установлении безопасных норм загрязненности среды, так и при лечении экологически обусловленных заболеваний.

Особенно актуально на Севере стоит вопрос здоровья детского населения. На Севере практически нет здоровых детей, как среди пришлых жителей, так и среди коренного населения.

1. Факторы, влияющие на систему внешнего дыхания у человека на Севере

Самой открытой к контакту с неблагоприятными природно-климатическими факторами Севера является система дыхания, которая наиболее реактивна, так как не может быть защищена от внешних условий надежным искусственным барьером. За сутки взрослый человек вентилирует через легкие от 10 000 до 20 000 литров воздуха, а сами легкие представляют собой наиболее крупную среди всех тканей организма поверхность контакта с окружающей воздушной средой. Её величина равна 90-100 квадратных метров, что примерно в 50 раз превышает поверхность тела. Это означает наличие значительной нагрузки на легкие со стороны большой группы природных пульмонотропных факторов Севера, оказывающих непосредственное влияние на систему внешнего дыхания.

В многообразном и сложном комплексе природных факторов Севера можно выделить три группы экзогенных причин, вызывающих значительное напряжение дыхательной системы человека и способствующих возникновению легочной патологии:

1- реальные факторы с выраженным пневмотропным эффектом (холодовое воздействие на верхние дыхательные пути, трахею и бронхи, охлаждение поверхности лица, комбинация низких температур и сильнейших ветров, а также антропогенное загрязнение атмосферы северных городов);

2- реальные фак-торы с неясным механизмом действия на дыхательную систему (изменчивость метеофакторов, экзогенная флюктуирующая гипоксия Севера, геомагнитные возмущения);

3- гипотетические факторы (униполярная положительная аэроионизация, возможное снижение окислительного потенциала атмосферного кислорода).

Основным фактором, влияющим на систему внешнего дыхания у человека на Севере и определяющим ее адаптивные изменения, является холодный воздух. Местное воздействие холодного воздуха на слизистую оболочку верхних дыхательных путей, трахеи, бронхиального дерева вызывает значительную потерю тепла и влаги, идущих на нагревание и увлажнение вдыхаемого воздуха. В ответ на это система дыхания отвечает защитными физиологическими реакциями: рефлекторным изменением глубины вдоха, увеличением функциональной остаточной емкости легких и выключением из вентиляции наиболее охлаждаемых альвеол, преимущественно в проксимальных отделах. Происходит и изменение бронхиального сопротивления.

Согласно имеющимся литературным данным структура и функции органов дыхания у практически здоровых жителей Севера претерпевают глубокую приспособительную перестройку, направленную на сохранение гомеостаза в суровых климатогеографических условиях.

Значительная частота и распространенность среди населения, проживающего на Севере заболеваний дыхательной системы свидетельствует о необходимости углубленного изучения базисных механизмов их формирования, так как возникновению патологии органов дыхания могут предшествовать изменении функциональных параметров внешнего дыхания. В связи с этим изучение функционального состояния системы внешнего дыхания у жителей приполярных регионов является весьма важным не только с теоретической, но и с практической точки зрения.

2. Морфофункциональные особенности дыхательной системы у северян

крайний север дыхательный дети

Адаптация респираторной системы к климатическим факторам Севера сопровождается изменениями функции внешнего дыхании, которая стабильно регистрируется в условиях температурного комфорта. Исследованиями показано повышение объемов легочной вентиляции у северян в состоянии покоя, выявлена гипервентиляция у жителей Севера при выполнении физических нагрузок.

Основой повышенного минутного объёма дыхания (МОД) является увеличение дыхательного объема (ДО). Величина ДО у северян по сравнению с жителями средней полосы повышена на 130-200 мл.

Известно, что эффективность деятельности системы внешнего дыхания во многом определяется состоянием воздухоносных путей. Исследования системы внешнего дыхания на Севере России выявили, что показатели проходимости бронхов у некоторых обследованных молодых людей в среднем на 30-50% превышали должные значения. Но в ряде других работ выявлено уменьшение проходимости воздухоносных путей у северян.

Детальное изучение механизмов изменения ФОЕ в различных условиях и при различных состояниях организма показало, что увеличение ФОЕ при действии различных факторов обусловлено раскрытием резервных ацинусов, которые включаются в вентиляцию и газообмен. Такие адаптивные сдвиги со стороны внешнего дыхания способствуют защите дыхательных путей от холодового поражения и экономичности энергозатрат в условиях охлаждения.

Существует мнение, что повышенный энергообмен в холодный период года достигается двумя разными механизмами: на 60°с.ш. преимущественно за счет повышения эффективности дыхания, а на 65°с.ш. главным образом, за счет повышения уровня вентиляции легких.

Известно, что система внешнего дыхания активно участвует в физической терморегуляции. Потери организмом тепла при низкой температуре внешней среды происходят в основном посредством теплообмена через поверхность кожи и за счет согревания вдыхаемого воздуха.

Исследованиями ученых установлено, что в норме респираторный теплообмен модулируется проходимостью дыхательных путей, температурой и влажностью воздуха и паттерном дыхания. По паттерну дыхания людей делят на тахи- и брадипноиков. Для первых характерна повышенная частота дыхания при сниженных дыхательном объеме и коэффициенте использования кислорода; для вторых, наоборот, - сниженная частота дыхания и более высокие дыхательный объем и коэффициент использования кислорода.

Увеличение влагопотерь с поверхности органов дыхания, сопровождающееся ростом теплопотерь путем испарения, приводит к усилению функции внешнего дыхания по типу гипервентиляции с гипокапнией, при уменьшении коэффициента использования кислорода.

У жителей Севера установлено наличие легочной гипертензии. Повышение давления в малом круге кровообращения и выраженные вентиляционные нарушения не только взаимосвязаны, но и взаимообусловлены. Умеренное повышение систолического давления в легочной артерии в пределах 40 мм рт. ст. направлено на обеспечение адекватного кровотока в легких и оптимизацию кислородтранспортной функции в условиях повышенного энергообмена. Установлена зависимость напряжений дыхательных газов в смешанной артериальной крови и смешанном альвеолярном воздухе от давления в малом круге. По мнению А.Г. Марачева и А.П. Милованова , длительная гипертензия в малом круге кровообращения у северных жителей могут служить фоном для развития патологических состояний. При длительном проживании на Севере, более 10-15 лет, частота легочной гипертензии может достигать 80%. Вместе с тем, возможность дальнейшего повышения морфофункциональных адаптационных резервов у этих людей оказывается уже достаточно исчерпана. Поэтому большие физические перегрузки, чрезмерное курение, простуда вызывают нарастание гипоксемии и развитие деструктивных изменений легочной ткани. Это в свою очередь, обусловливает частое возникновение и тяжелое течение острых и хронических патологических процессов в органах дыхания.

Наличие таких показателей как МОД 180% должной величины, ЖЕЛ - 95% должной величины, МВЛ - 65% должной величины, гипертрофия правого желудочка, систолическое давление в легочной артерии 30 мм рт. ст., повышенный центральный объем крови и снижение ударного объема являются основными диагностическими критериями циркумполярного гипоксического синдрома и лица, имеющие гипоксический синдром, а следовательно, сниженную общую резистентность организма, должны относиться к группе повышенного риска по заболеваемости, в частности, органов дыхания и кровообращения. Возникновению синдрома полярного напряжения у северян способствуют комплекс экологических и социально-производственных факторов.

Длительные субэкстремальные воздействия окружающей среды (низкая температура воздуха, химическое загрязнение, запыленность воздуха) повреждают как бронхиальное дерево, так и респираторные отделы легких.

Проведенные Г.С. Шишкиным, Н.В. Устюжаниновой исследования позволили установить три различных состояния функции внешнего дыхания:

1 - нормальное дыхание (нормальная эффективность вентиляции при разном ее уровне);

2 - компенсаторная гипервентиляция, при которой вентиляционный аппарат напряжен, что указывает на то, что в морфологической структуре респираторных отделов легких имеются какие-то изменения. Это состояние можно рассматривать как пограничное между нормой и патологией;

3 - глубокое высокоэффективное дыхание, оно не имеет каких-либо признаков напряжения функции или аппарата внешнего дыхания и его можно рассматривать как генофенотипический вариант нормы.

В настоящее время установлено, что при длительном пребывании на Севере у человека развивается комплекс характерных адаптационных морфологических изменений системы дыхания. Так у северян, по сравнению с жителями средней полосы России, респираторная поверхность больше в том же объеме паренхимы легких. Морфологические исследования позволили установить, что у жителей Севера альвеолярная поверхность легких увеличена на 16% но сравнению с москвичами, что закономерно сопровождается приростом и их капиллярной поверхности. Общая капиллярная поверхность легких у северян по сравнению с москвичами увеличена в среднем на 24%, а объем капилляров на 39%, что расценивается как приспособительные реакции, усиливающие газообмен. Увеличение площади альвеолярной и капиллярной поверхности легких приводит к повышению общей диффузионной способности легких.

Известно, что холод может непосредственно влиять на мембрану гладкомышечных клеток дыхательных путей. По данным морфологических исследований, у адаптированных жителей Севера в проксимальных микроструктурах ацинусов (в респираторных бронхиолах I, II и III порядков) частично или полностью закрываются или исчезают альвеолы. Таким образом, из вентиляции выключается наиболее охлаждаемая часть респираторной поверхности. Об уменьшении количества функционирующих ацинусов на Севере свидетельствуют работы Б.В. Норейко (1986), О.В. Гришина с соавторами (1990).

Исследованиями А.Г. Марачева (1980), Л.Н. Матвеева (1981), Л.Н. Матвеева и др. (1985) показано, что у практически здоровых жителей Севера структура и функции системы внешнего дыхания претерпевают значительную перестройку. Эта перестройка выражается в повышенной васкуляризации слизистой дыхательных путей, в гипертрофии и гиперплазии бокаловидных клеток и собственных желез трахеи и бронхов, гипертрофии мышечных, эластических и ретикулярных волокон бронхов и сосудов различных уровней ветвления, в регионарной перестройке бронхиол, артериол и венул. При этом повышаются «калориферная» и увлажняющая функция дыхательных путей, а также изменение их общей диффузионной способности за счет увеличения площади и истончения аэрогематического барьера.

При изучении морфофункционального состояния аэрогематического барьера у человека в условиях Крайнего Севера выявлено достоверное повышение сурфактанта в гистологически нормальных легких у лиц, проживших на Севере более 5 лет.

У значительной части северян, включая аборигенов, наряду с эффективной приспособительной перестройкой органов дыхания наблюдаются дизадаптационные реакции, которые проявляются в виде деструкции и атрофии мукоцилиарного, эластического и мышечного аппаратов респираторного тракта с постепенным развитием нарушения дренажной функции бронхов, повышения бронхиального сопротивления и динамической компрессии мелких бронхов, что приводит к увеличению не-равномерности альвеолярной вентиляции и снижению эффективности газообмена.

Морфологической основой, лимитирующей скорость воздушного потока у северян, может служить гиперплазия слизистой, выраженная ее складчатость, гипертрофия мышечных пучков, а также активация железистого аппарата трахеи и бронхов. По данным Г.С. Шишкина с соавторами (2001), структурным механизмом компенсаторных реакций в системе внешнего дыхания при различных длительных раздражителях является перестройка покровного эпителия. Пролиферативные реакции в этих условиях должны значительно перекрывать альтеративные процессы. В течение определенного времени происходит регенерация эпителиоцитов с полноценной его дифференцировкой. В дальнейшем многорядный цилиндрический эпителий, использовав несколько детерминированных программ, способствующих компенсации нарушенных функций, «вынужден» изменить направление дифференцировки, превращаясь в многослойный плоский. Это сопровождается минимизацией его функций. Относительная резистентность крупных бронхов с широкими формообразовательными потенциями носит приспособительный характер и является проявлением адаптации к определенным условиям существования, реализующимся на основе пластичности тканей. Метаплазию в данном случае можно рассматривать как своеобразную «плату» за адаптацию. Метаплазия бронхиального эпителия, возникающая при различных раздражениях органов дыхания, будучи регенераторной по существу, сопровождается нарушением функции бронхов и становится одним из существенных факторов, ответственных за возникновение и хроническое течение патологических процессов в легких.

Таким образом, характер морфофункциональных изменений дыхательной системы у северян позволяет считать их проявлением защитных реакций, направленных на ограничение контакта дыхательных путей с холодным воздухом и снижение теплопотерь.

3. Адаптация системы дыхания к условиям Крайнего Севера. «Полярная одышка»

Наибольшая часть исследований состояния здоровья населения на Крайнем Севере проведена для того, чтобы выявить, какие изменения происходят в организме человека, который попадает на Крайний Север. То, что в организме пришлого человека с первых дней пребывания на Крайнем Севере происходят определенные изменения, отмечали еще первые исследователи этой проблемы.

Исследовалось, прежде всего, влияние на организм человека холода, который длительное время считался наиболее важным неблагоприятным фактором. Надо иметь при этом в виду, что сильные ветры эквивалентны понижению температуры. Считается, что увеличение скорости ветра на 1 м/с эквивалентно понижению температуры воздуха на 2°С. Охлаждающее действие ветров зависит от разницы температур окружающего воздуха и тела человека.

В целом ряде исследований было установлено, что организм человека на первом этапе действия холода реагирует путем срочных и несовершенных механизмов. Если действие холода продолжается, а защита организма от него не обеспечена, то активизируются центры терморегуляции. Это приводит к повышению активности симпатической нервной системы, а также ее эрготропных влияний, которые имеют избирательный характер. Но активизация центров терморегуляции происходит в том случае, если повреждаются холодовые рецепторы. Увеличение производства тепла организма происходит только в том случае, если периферические участки тела (ноги, руки) будут переохлаждены. Новоселы Крайнего Севера часто жалуются на затрудни-тельное дыхание при небольшой физической нагрузке, или даже в состоянии покоя. Это явление врачам известно как «полярная одышка». Причины «полярной одышки» разные. (Компенсаторному увеличению легочной вентиляции у северян способствует развитие метаболического ацидоза в условиях высоких широт. По мнению Н.А. Агаджаняна с соавто-рами (1998), характерное для Севера даже в условиях равнины увеличение МОД, широко распространенное в литературе под названием «полярная одышка», объясняется не только метаболическим ацидозом, но и понижением аэроионизации воздуха.) - еще причина полярной одышки.

Ее основной причиной принято считать механическое сопротивление на вдохе и выдохе. Поэтому повышается тонус бронхов. В некоторых исследованиях сделано заключение, что возникновение «полярной одышки» является результатом изменения в кортико-висцеральных взаимоотношениях. Так же возникновение «полярной одышки» связывается с увеличением основного обмена и теплопродукции организма, а также с увеличением потребления кислорода в процессе адаптации к условиям Севера.

Кислород поступает в организм через дыхательную систему. Система дыхания во многом определяет возможность организма адаптироваться к экстремальным условиям внешней среды. Под действием холода резко снижается проходимость воздухоносных путей, а также напряжения дыхания. При действии охлажденного и сухого воздуха это происходит за счет рефлекторного сужения просвета, а также сокращения гладкомышечного каркаса бронхов. Об этом свидетельствует учащение дыхания на фоне уменьшения его глубины. Приспособительным для северян является большой остаточный объем легких. Он предохраняет легочную ткань от охлаждения холодным воздухом. Но наличие этого большого остаточного объема позволяет также при необходимости на продолжительное время увеличить дыхательный объем (пассив переход в актив).

Установлено, что у адаптированных к условиям Крайнего Севера людей жизненная емкость легких и их максимальная вентиляция несколько уменьшены по сравнению с легкими людей, проживающих в средних широтах. Но минутный объем дыхания существенно больше величин для средних широт. С увеличением северного стажа и возраста у северян форсированная жизненная емкость легких существенно уменьшается. Но зато увеличивается диаметр легочной артерии. А это сопровождается гипертрофией правого желудочка, а также блокированием правой ножки пучка Гиса.

Изменение качества внешнего дыхания в процессе адаптации на Крайнем Севере имеет свои последствия - изменяется газовый состав крови. У северян газообмен усилен. Это обеспечивается тем, что в процессе успешной адаптации происходит увеличение площади альвеолярной поверхности в среднем на 16%. Одновременно на 24% увеличивается общая капиллярная поверхность легких. В этом и проявляются механизмы адаптации, приспособительные механизмы. Установлено, что в артериальной крови насыщение кислородом и напряжение крови в высоких широтах такие же, как и в средних. Зато напряжение углекислоты повышено. Гиперкапния отмечена и в венозной крови (как у коренных северян, так и у приезжих). При этом артериовенозная разница по кислороду намного превышает норму средних широт. Это, собственно, и есть свидетельство того, что потребление кислорода на Севере увеличивается. Оно является отражением метаболической перестройки энергетических процессов.

У здоровых и больных жителей Крайнего Севера развивается состояние хронической гипоксии. Это является одним из характерных особенностей процесса адаптации к условиям Севера. Исследователи считают, что хроническая гипоксия имеет несколько составляющих. Это дыхательная составляющая, циркуляторная, гемодинамическая и тканевая. Реализоваться могут их различные сочетания. Причиной возникновения хронической гипоксии может быть нарушение окислительного фосфорилирования и высокий уровень свободнорадикального окисления. Причиной гипоксии является также недостаточный транспорт к тканям кислорода, в то же время как сохраняется высокий уровень функционирования тканей. Регуляция кислородного режима организма человека на Севере характеризуется большими затратами энергии. Установлено, что экзогенная флуктуирующая гипоксия связана с резкой изменчивостью атмосферного давления и температуры воздуха. Что же касается аборигенов, то у них напряжение кислородного режима организма выражено в меньшей степени. У них показатели экономичности и эффективности практически не отличаются от таковых у жителей средней полосы. Было введено понятие «циркумполярного гипоксического синдрома», который проявляется в скрытой или явной дыхательной недостаточности. Это характерно не только для новоселов, но и для северян со стажем. Синдром характеризуется увеличением минутного объема дыхания, снижением жизненной емкости легких, уменьшением максимальной вентиляции легких и снижением резервов функциональной остаточной емкости легких. Для него характерна гипертрофия правого желудочка сердца, повышение систолического давления в легочной артерии, снижение ударного объема сердца, выраженная интоксикация эритропоэза, сниженная антиокислительная активность липидов биологических мембран.

Из приведенного выше материала ясно, что дыхательная система в процессе адаптации претерпевает значительные изменения. Характерными изменениями являются уменьшение частоты дыхания у новоселов, снижение жизненной емкости легких, увеличение остаточного объема легких, увеличение минутного объема дыхания, которое прогрессирует с увеличением северного стажа. О снижении бронхиальной проводимости свидетельствуют увеличение минутной вентиляции, углубление дыхания, увеличение потребления кислорода. Уменьшение жизненной емкости легких и скорости струи воздуха при форсированном воздухе свидетельствуют о повышении напряжения в деятельности аппарата внешнего дыхания. Снижение эффективности использования кислорода является признаком затруднения дыхания на этапе «альвеолярный воздух - кровь легочных капилляров». Оно стабилизируется только к третьему году пребывания на Севере, а то и позднее.

4. Функциональное состояние системы внешнего дыхания у жителей приполярных регионов европейского севера

Одним из непременных условий правильной оценки функции внешнего дыхания является сопоставление полученных при ее исследовании фактических показателей с соответствующими должными величинами. В конце 80-х годов XX века в нашей стране были приняты единые европейские расчетные формулы должных величин. Должные величины определяют индивидуальную норму для человека с учетом возраста, антропометрических данных и основного обмена.

Статистическая обработка полученных результатов показала, что у здоровых уроженцев Европейского Севера в системе внешнего дыхания происходят функциональные перестройки, которые регистрируются в виде различных отклонений от должных величин. Так, при анализе статических легочных объемов и емкостей установлено, что фактические величины жизненной емкости легких (ЖЕЛ) превышают должные как у мужчин, так и у женщин. Необходимо заметить, что фактическая величина ЖЕЛ у мужчин превышает должную на 2,4% (р>0,05), а у женщин - на 10,7% (р<0,001).

В клинической пульмонологии принято считать, что фактическая величина ЖЕЛ не должна отклоняться от величины ДЖЕЛ более, чем на 15%.

Так как диффузионная способность легких пропорциональна их емкости, то величина ЖЕЛ является показателем, отражающим функциональные возможности системы внешнего дыхания в целом. Она косвенно указывает на максимальную площадь дыхательной поверхности легких, обеспечивающей газообмен и характеризует аэробные возможности системы внешнего дыхания.

В связи с этим можно заключить, что у жителей приполярных территорий Европейского Севера за счет увеличенной ЖЕЛ создаются условия для более эффективного приспособления легочной вентиляции к удовлетворению повышенных метаболических потребностей организма. Кроме этого, по мнению Н.Г. Варламовой с соавторами (2008), увеличение ЖЕЛ у северян является адаптивной реакцией, позволяющей улучшить параметры кондиционирования воздуха.

При фракционном анализе ЖЕЛ выявлено, что у мужчин и женщин, родившихся и постоянно проживающих в приполярном регионе Европейского Севера, фактические величины РОвд и РОвыд также превышают должные (р<0,001). При этом РОвыд в большей степени превышает должную величину, чем РОвд.

Известно, что величины РОвд и РОвыд тесно связаны с размерами тела и ЖЕЛ.

Физиологический смысл повышенных резервных объемов вдоха и выдоха у северян понятен, так как в этом случае имеется большая потенциальная возможность значительного увеличения легочной вентиляции за счет использования этих объемов, как в покое, так и при физической нагрузке, а значит, поступления кислорода в легкие и выведения углекислого газа из организма.

Одним из самых демонстративных показателей функции системы внешнего дыхания является величина дыхательного объёма (ДО). Установлено, что у жителей Европейского Севера фактические величины ДО у мужчин и у женщин превышают должные (р<0,001). Известно, что глубина дыхания влияет на объем альвеолярного мертвого пространства. Превышение фактических величин ДО над должными у молодых лиц трудоспособного возраста, проживающих в суровых условиях приполярных территорий, вероятно, способствует увеличению количества функционирующих альвеол.

Увеличение статических легочных объемов одни авторы объясняют включением резервных респираторных структур, другие - изменением биомеханики дыхания. По мнению О.В. Гришина, Н.В. Устюжаниновой (2006), механизмом включения резервных структур легких в процесс воздухообмена является увеличение функциональной остаточной емкости легких. В основе этого механизма лежит увеличение легочного кровообращения и раскрытия резервных капилляров в малом круге кровообращения, а пусковым звеном является гипоксический стимул. Однако необходимо заметить, что увеличение легочного кровообращения за счет раскрытия резервных капилляров обеспечивается рефлекторным повышением давления в легочной артерии. Этот фактор в последующем может играть важную роль в формировании хронической легочной патологии у северян.

Расчет процентного отношения ДО и ЖЕЛ показал, что при дыхании в состоянии покоя молодые мужчины, жители Европейского Севера, используют 14,1% абсолютной величины ЖЕЛ, а женщины- 13,2%.

Следовательно, 86-87% величины ЖЕЛ при спокойном дыхании у них находится в резерве.

По литературным источникам величина ДО у взрослого человека должна достигать примерно 15% ЖЕЛ, или 10-20% ЖЕЛ.

Поскольку резервный объем вдоха определяет способность дыхательной системы к увеличению количества вентилируемого воздуха, то можно заключить, что у жителей приполярных территорий Европейского Севера имеется большая возможность для увеличения легочной вентиляции.

Резервный объем выдоха у обследованных мужчин составил 40,4% ЖЕЛ, а у женщин 35,6%, что несколько меньше данных, приведенных для жителей Республики Коми: у мужчин в годовом цикле от 40,9% до 51,6% ЖЕЛ, и у женщин 20-29 лет - 50,3% от ЖЕЛ. По другим литературным данным величина РОвыд составляет 42- 43% от ЖЕЛ.

5. Влияние природно-климатических факторов на состояние системы внешнего дыхания

Для получения сравнительной информации о влиянии степени жесткости природно-климатических факторов на состояние системы внешнего дыхания проведено обследование уроженцев Крайнего Севера. Исследование функции внешнего дыхания осуществлено в зимний период (январь-февраль) у лиц, родившихся и постоянно проживающих на территории Заполярья в г. Кировске Мурманской области, который находится на 67°37' северной широты и 33°40' восточной долготы. В условиях теплового комфорта обследованы 26 мужчин (средний возраст 23,0±4,1 года) и 28 женщин (средний возраст 20,1±2,6 года).

При анализе полученных результатов у уроженцев Крайнего Севера установлено, что фактические величины ЖЕЛ превышают должные значения как у мужчин (р<0,01), так и у женщин (р<0,001).

Проведенные расчеты показали, что фактические величины ЖЕЛ больше должных у мужчин, уроженцев Крайнего Севера, на 16% (р<0,01), а у женщин на 26% (р<0,001), что на 14-16% превышает значения, полученные у жителей приполярных территорий Европейского Севера при сравнении их фактических показателей с должными. Так как величина ЖЕЛ косвенно указывает на максимальную площадь дыхательной поверхности легких, обеспечивающей газообмен, то можно сделать вывод, что у жителей Заполярья создаются условия для более эффективною приспособления легочной вентиляции к обеспечению повышенных метаболических запросов организма.

При анализе объемов, составляющих ЖЕЛ, выявлено, что как у мужчин, так и у женщин, родившихся и постоянно проживающих на Крайнем Севере, фактические величины РОвд и РОвыд превышают должные (р<0,001). При этом РОвыд, как и у уроженцев Европейского Севера, в большей степени превышает должную величину, чем РОвд.

Выявлено также, что у жителей высоких широт фактические величины ДО у мужчин (р<0,05) и у женщин (р<0,001) превышают должные. Расчет отношения ДО к ЖЕЛ показал, что при дыхании в состоянии покоя уроженцы Заполярья используют 16-17% абсолютной величины ЖЕЛ, следовательно, 83--84% ЖЕЛ при спокойном дыхании у них находится в резерве, что на 3% меньше, чем у жителей приполярных регионов Европейского Севера.

Традиционно в литературе проблема резервов дыхательной системы обсуждается в связи с вентиляционной функцией легких, которая оценивается, в том числе и по величине ЖЕЛ, поэтому можно заключить, что жители Заполярья, по сравнению с уроженцами приполярных территорий Европейского Севера, в большей степени используют резервы дыхания в состоянии покоя. Вероятно, это обусловлено более жесткими климатическими условиями Заполярья.

Величина РОвл по отношению к ЖЕЛ у жителей Заполярья составила 46,9% и 45,0% соответственно у мужчин и женщин и мало отличалась от показателей, полученных у уроженцев Европейскою Севера. Однако, отношение РОвыд к ЖЕЛ на 6-8% больше, чем у жителей Европейского Севера.

Увеличенные значения РОвд и особенно РОвыд у жителей Заполярья являются проявлением компенсаторно-приспособительных реакций внешнего дыхания, направленных на обеспечение повышенных энергозатрат и способствующих демпфированию экстремальных климатических факторов Заполярья.

Таким образом, у жителей северных регионов как уроженцев приполярных регионов Европейского Севера, так и Заполярья фактические величины статических легочных объемов и емкостей имеют значительные отклонения от должных значений: увеличены ЖЕЛ, РОвд, РОвыд, ДО и изменена структура ЖЕЛ. Жители Заполярья в состоянии покоя в несколько большей степени используют резервы дыхательной системы, чем жители Европейского Севера.

6. Морфофункциональные особенности дыхательной системы у детей, проживающих в условиях крайнего севера

В процессе адаптации организма ребенка к условиям Крайнего Севера происходят изменения и в системе транспорта и потребления кислорода. На эту систему влияют особенности питания, нарушения уровня витаминов, минеральный обмен и изменения в соотношении обмена жиров и углеводов. Изменения последних факторов также влияют на кислородный режим. Частые и резкие их изменения делают этот режим напряженным. При этом возникают реакции центральной нервной системы и ее вегетативного отдела, изменяется деятельность функциональных подразделений системы транспорта кислорода.

В холодное время на Севере слизистая оболочка верхних дыхательных путей подвергается раздражительному действию. Действует не только холодный и сухой воздух, но и загрязненность атмосферы. Результат этого проявляется следующим образом. У детей более частое, чем у взрослых дыхание. Поэтому у них больше охлаждается слизистая оболочка верхних дыхательных путей. Часто дети дышат ртом. Это усугубляет ситуацию. У многих детей имеются аденоидные вегетации. Дети жалуются на сухость и першение в горле. У них отмечается сухость губ и образование корочек в носу. Для многих характерно периодическое покашливание (особенно под утро). Иногда открывается кровотечение носом. В таком болезненном состоянии дети очень чувствительны к вирусной и бактериальной инфекции, часто болеют острыми респираторными инфекциями.

Проведенные учеными исследования показали, что у детей, проживающих на Севере, возникают определенные сосудистые реакции и динамика функциональной слизистой оболочки носа. Они свидетельствуют о напряжении адаптационных механизмов.

Под влиянием неблагоприятных факторов изменяются функции внешнего дыхания. У детей наблюдаются сезонные увеличения повышения минутного объема дыхания, повышение кислородной емкости крови, а также замедление скорости кровотока. Однако коэффициент использования кислорода у них снижен. Это значит, что дыхание менее экономично, менее эффективно. В период полярной ночи минутный объем дыхания снижен на 20-30%. Это вызвано увеличенной потребностью организма в кислороде у северян. При первых признаках дыхательной недостаточности минутный объем дыхания увеличивается как за счет углубления дыхания, гак и за счет его учащения. Гипервентиляция действует неблагоприятно при поверхностном дыхании. У детей минутный объем дыхания чаще увеличивается за счет увеличения частоты дыхания. В результате увеличивается удельный вес «мертвого» пространства. При этом вентиляция альвеол снижается.

У детей Севера жизненная емкость легких ниже, чем у жителей средней полосы. Эта граница больше к концу полярной ночи. Летом она несколько меньше, но все же она заметна. Происходят морфологические изменения в легких. Они проявляются в увеличении альвеолярной поверхности, расширении и укорочении капиллярных сегментов, повышении кровенаполнения легких. Коэффициент использования кислорода уменьшен примерно на треть. Это свидетельствует о затруднении диффузии кислорода через альвеолярно-капиллярную мембрану. Поэтому гипервентиляция недостаточно эффективна. Было установлено, что функция внешнего дыхания у детей в условиях Севера изменена, поскольку экстремальные условия увеличивают потребность организма в кислороде и затрудняют вентиляцию в морозные дни на улице. Поэтому деятельность аппарата внешнего дыхания усиливается, то есть внешнее дыхание происходит в более напряженном режиме. Это необходимо для того, чтобы обеспечить организм кислородом.

7. Болезни органов дыхания у детей крайнего севера

В условиях Севера имеется тенденция к хронизации патологических процессов. На уровни заболеваемости болезнями органов дыхания несомненное влияние оказывают острые респираторные инфекции. В Мурманске, среди детей посещающих дошкольные учреждения 81,5% из всех заболеваний приходится на болезни органов дыхания, из них 91% приходится на грипп и ОРВИ. Между распространенностью ОРВИ и пневмониями у детей имеется прямая корреляция, коэффициент которой составил 0,75. Урбанизация, сопровождающаяся ухудшением внешней среды, влияет на уровни заболеваемости хроническими неспецифическими заболеваниями легких. В Приморье установлена корреляционная зависимость возникновения приступов бронхиальной астмы с показателями барометрического давления, температур воздуха, скорости ветра, относительной влажности воздуха, с возмущенностью магнитного поля Земли.

Высокий удельный вес первичной заболеваемости обусловлен значительным распространением острых заболеваний.

+СТАТИСТИКА по Мурманску и области(дети и взрослое население)

Заключение

Суровый климат Севера, характеризующийся полиморфизмом целого ряда пульмонотропных факторов и определяемый многими исследователями как дискомфортный и даже как экстремальный, предъявляет повышенные требования ко всем системам организма человека и, в первую очередь, к системе дыхания, которая не может быть защищена от неблагоприятных воздействий надежным искусственным барьером. Любые попытки искусственного согревания и увлажнения холодного воздушного потока сопряжены с созданием для дыхания дополнительного мертвого пространства, которое приводит к нарушению процесса легочного газообмена.

При этом именно системе органов дыхания в силу ее анатомо-физиологических особенностей отводится особая роль по обеспечению организма кислородом для поддержания на соответствующем уровне окислительно-восстановительных процессов и постоянства кислотно-щелочного баланса. Кроме этого, «северные легкие», помимо осуществления функции дыхания, обеспечивают процессы усиленной теплопродукции, направленной на согревание и увлажнение поступающего холодного воздуха. При длительном проживании ребенка на Севере происходит перестройка не только на уровне функциональных систем, но и на молекулярном и генетическом уровнях. Что касается работоспособности детей на Севере, то она понижена по сравнению с таковой в средней полосе. В какой-то мере это можно корректировать путем адекватных дополнительных физических нагрузок.

Именно поэтому исследования дыхания на Севере остаются актуальными, и во многом еще не законченными, несмотря на значительный объем выполненных работ.

В связи с этим изучение функционального состояния системы внешнего дыхания у взрослых жителей и детей приполярных регионов Европейского Севера, является важным и с теоретической, и с практической точки зрения.

Условия Крайнего Севера являются экстремальными для проживания людей. Они экстремальны в нескольких отношениях:

Во-первых, на Крайнем Севере суровый климат с низкими температурами воздуха, с сильными ветрами - метелями, с повышенной относительной влажностью атмосферного воздуха.

Во-вторых, на Крайнем Севере нарушены условия фотопериодичности, нет нормальных суток, что имеет различные последствия. В-третьих, в высоких широтах из-за специфики в строении магнитного поля Земли находятся зоны повышенной геомагнитной активности.

Ко всем этим неблагоприятным условиям необходимо добавить загрязненность окружающей среды. Все это вместе отражается на здоровье населения.

Список литературы

1. Авцын А. П., Патология человека на Севере- 1985

2. Книга. Однотомник. Гудков А. Б., Человек в приполярном регионе Европейского Севера. эколого-физиологические аспекты- 2013

3. Ковалев И. В., Здоровье детей на Севере- 1999

4. Книга. Однотомник. Гудков А. Б., Внешнее дыхание школьников на Севере. [монография]- 2003

5. Книга. Однотомник. Гудков А. Б., Внешнее дыхание человека на Европейском Севере- 2009

6. Данишевский Г. М., Патология человека и профилактика заболеваний на Севере - 1968

7. Данишевский Г. М., Акклиматизация человека на севере. (С очерком краевой патологии и гигиены)- 1955

8. Хрущев В. Л., Здоровье человека на Севере: медицинская энциклопедия северянина- 2005

9. Книга. Однотомник. Бисярина В. П., Некоторые аспекты здоровья детей на Севере - 1978

10. Арсеньев Е. Н., Работоспособность и здоровье человека на Севере - 1993

Размещено на Allbest.ru