Разработка способа оценки резервных возможностей организма детей и подростков

Введение

Политика нашего государства в области обеспечения безопасности детей обусловливает выявление и предотвращения угроз, определение приоритетности и обеспечение эффективности мер для принятия решений органами государственной власти местного самоуправления¹.

Ряд территорий Российской Федерации подвержены антропотехногенному загрязнению окружающей среды, которая негативно влияет на здоровье и адаптационный потенциал детей и подростков [1–3]. Свой «вклад» вносят условия воспитания и обучения в современных образовательных учреждениях [4–6]. Различаются адаптационные возможности и в зависимости от климатогеографических особенностей территорий регионов России [7–9]. Это актуализирует разработку единого методического подхода по оценке адаптации организма подрастающего поколения, которая является интегральной характеристикой здоровья [10]. Таким показателем может служить уровень адаптационных возможностей организма человека, который учитывает поддержание гомеостаза и степень напряжения регуляторных механизмов [11]. Его оценка может быть использована в качестве интегрального критерия для определения состояния здоровья при первичном скрининге населения [12–16].

Актуальность разработки методов оценки резервных возможностей организма (РВО) в настоящее время ещё более актуализируется в связи с необходимостью обеспечения повышения эффективности «превентивной и персонализированной медицины, обеспечивающих здоровое долголетие населения»².

Цель исследования — разработка способа оценки РВО детей и подростков при проведении скрининговых и популяционных исследований.

Материалы и методы

Разработку способа оценки РВО провели на примере обследования 5034 учащихся 1–11-х классов (2332 мальчика и 2702 девочки) общеобразовательных школ в 2020–2021 гг. Критерии включения в когорту обследования — I–II группы здоровья по результатам комплексной оценки. Критерии исключения — сверстники с органическими поражениями, период декомпенсаций хронических заболеваний.

Наблюдаемые были разделены на три репрезентативные возрастные группы: младшую (7–10 лет; n = 1653), среднюю (11–14 лет; n = 1972) и старшую (15–17 лет; n = 1409)³. Исходя из генеральной совокупности школьников наблюдаемого города репрезентативный объём выборки составил 815 человек, в том числе в возрасте 7–10 лет — 225 человек, 11–14 лет — 286, 15–17 лет — 304.

Оценивали показатели антропометрии и физиометрии: массу тела (МТ), жизненную ёмкость лёгких (ЖЕЛ), мышечную силу кистей (МС), время задержки дыхания на вдохе (проба Штанге) и выдохе (проба Генчи). Провели расчёты жизненного индекса (отношение ЖЕЛ к МТ), силового индекса (отношение МС к МТ) правой и левой кистей⁴.

Статистическую обработку провели с использованием программы Statistica v. 6.0, позволившей провести расчёты по электронным таблицам Excel. После определения нормальности распределения первичных данных, рассчитывали средние значения (М) и стандартные отклонения (σ), доли в структуре оценки РВО, достоверность различий по t-критерию Стьюдента. Анализировали как групповые (разного возраста), так и индивидуальные показатели; оценивали их динамику.

Результаты

Для создания математической модели использовали показатели ЖЕЛ (П₁), МС правой (П₂) и левой (П₃) кистей, проб Штанге (П₄) и Генчи (П₅), жизненного индекса (П₆: П₁/МТ), силового показателя правой (П₇ = П₃/МТ) и левой (П₈ = П₃/МТ) кистей. Определяли принадлежность к центильным интервалам значений показателей П_i для возрастных норм соответствующего региона (ЦИ(П_i)), присваивая ЦИ(П_i) значение центильного интервала согласно региональным нормативам. Это позволило определять индекс РВО по формуле (1):

Индекс РВО = ∑log₈ЦИ(П_i) / 8,                 (1)

где: П_i — функциональный показатель.

По показателям индекса РВО определяли резервные возможности организма. Критерии оценки РВО: > 0,81 — отличные; > 0,6–≤0,81 — хорошие; > 0,43–≤0,6 — удовлетворительные; < 0,43 — неудовлетворительные.

Для определения нижней границы значения РВО «отличный» исходили из того, что по 50% показателей соответствуют центильным интервалам 5 и 6 (0,817815099, граничное значение «более 0,81»). Для определения нижней границы «удовлетворительный» использованы данные, когда по 50% показателей соответствуют центильным интервалам 2 и 3 (0,430827083, граничное значение «более 0,43»), а верхней — когда по 50% показателей соответствуют центильному интервалу 3 и 4 (0,59749375, граничное значении «менее 0,6»). Отсюда хорошие РВО оценивали в интервале 0,43–0,60, а неудовлетворительные — < 0,43 балла.

При оценке значимости разработанного способа в наблюдаемой когорте школьников оказалось, что в каждой возрастной группе показатели РВО имели статистически значимые различия. Снижение РВО по критерию «неудовлетворительно» было определено в средней возрастной группе, но в старшей значимых различий не было. По критерию «хорошо» достоверное уменьшение значения в баллах определено и в средней, и в старшей группах относительно младшей. Наиболее показательным было уменьшение значения по критерию «отлично»: оно от возрастной группы к группе снижалось (табл. 1).

В долевом отношении среди школьников каждой возрастной группы превалировали лица с хорошими и отличными РВО. Однако уже в средней группе нарастали доли лиц с неудовлетворительными, удовлетворительными и хорошими РВО за счёт снижения доли отличных РВО. В старшей группе доля лиц с неудовлетворительными РВО была меньше, чем в средней, но всё же больше, чем в младшей. С хорошими РВО доля лиц была больше в средней группе, но в старшей нарастание доли не произошло. Наиболее характерные изменения происходили по показателям «удовлетворительные» и «отличные» РВО: первый возрастал от группы к группе, а второй — уменьшался. Так, рост доли неудовлетворительных РВО составил, соответственно, 2,99 и 5,39%, а снижение доли хороших РВО — соответственно, 6,34 и 6,7% (табл. 2).

РВО всех детей и подростков в группах по половой принадлежности в целом оценивались как хорошие, без статистически значимых различий. Вместе с тем в группе мальчиков и подростков оценочные показатели, оцениваемые как удовлетворительно и хорошо, были меньшими, чем среди девочек и подростков. Имелись различия и в структуре по оцениваемым категориям. Так, у лиц мужского пола были больше доли лиц с неудовлетворительными (4,94% против 4,63%) и хорошими РВО (56,73% против 54,96%), но, наоборот, меньшими — доли с удовлетворительными (18,05% против 19,83%) и отличными РВО (20,28% против 20,58%). Доли лиц с неудовлетворительными и удовлетворительными РВО у лиц мужского пола составили 22,99% против 24,46%, а с хорошими и отличными — 77,01 и 75,54% у лиц женского пола (табл. 3).

Выявлены особенности и в динамике оценочных показателей состояния РВО в группах мужского и женского пола по возрастным группам. Среди школьниц в младшей и средней группах они статистически значимо не различались, но в старшей группе были на 11,4% выше, чем в младшей, и на 14,7% выше, чем в средней. Среди школьников, наоборот, было выявлено снижение показателей РВО: они были ниже, чем в младшей группе, в средней группе на 4,2%, а в старшей — на 5,6% (табл. 4).

Обсуждение

В популяционных и скрининговых исследованиях актуальной остаётся задача объективной характеристики РВО в различных возрастных группах, обобщения и сравнения данных в динамике [17–20]. Известны технологии оценки РВО, которые применяются для донозологической диагностики при влиянии факторов среды обитания на человека, состояния здоровья больных на этапах лечения и реабилитации [21–24] с оценкой функционального состояния основных систем организма и психоэмоционального статуса, физического состояния, самооценкой здоровья [25–28]. Используются методы количественной оценки РВО на основе предварительного анализа функционального состояния человека, например по электрокардиограмме, оценке частоты сердечных сокращений и артериального давления [29]. Вместе с тем для популяционных и скрининговых исследований в различных возрастно-половых группах остаётся актуальным разработка интегрального способа оценки РВО.

В настоящем исследовании для оценки РВО, а значит, адаптации организма использованы интегральные показатели состояния организма: антропометрические и физиометрические. Так, МТ соответствует степени анатомического развития и физиологической зрелости организма от тканевого до организменного уровня в целом. ЖЕЛ характеризует развитость и функциональную негазообменную компетентность трахиобронхиального дерева на всех уровнях генераций воздухоносных путей, зависит от пола, возраста, размера тела, тренированности; физиологической активности инспираторных и экспираторных центров, тонуса межрёберного мышечного комплекса. МС кисти показывает функциональные возможности сгибателей кисти верхних конечностей, уровень их физического развития, выносливости, в том числе когнитивной, имеют возрастно-половую, массо-ростовую зависимости [20, 24].

Физиологическая норма величины жизненного индекса зависит от возраста, пола, степени тренированности организма человека — она тем выше, чем более функционально активнее человек. Силовой индекс показывает степень обеспеченности силовыми способностями организма человека в целом и силой сгибателей кистей рук, носит возрастно-половой антропометрический характер, реагирует на унифицированные внутрипопуляционные пространственно-временны́е процессы [21, 23]. Функциональные пробы Штанге и Генчи позволяют определить функциональный потенциал организма, устойчивость к гипоксии, динамичность утилизации кислорода и косвенную адекватность оксигенации артериальной крови человека [9, 28].

Гармоничность морфофункционального развития детей и подростков, зависящая от влияния факторов среды обитания, позволяют оценить региональные центильные шкалы⁴.

Таким образом, комплексная оценка показателей роста и развития детей и подростков дала основу для интегральной балльной оценки РВО — его адаптации к среде обитания⁵. Использованный способ оценки позволил выявить их особенности:

1)в динамике возрастного развития. В период обучения в старшей группе по сравнению с младшей нарастали доли лиц с неудовлетворительными и удовлетворительным РВО за счёт снижения долей с хорошими и отличными — на 6,26%; наиболее значимо за счёт отличных. Это указывало на влияние среды обитания, в том числе школьной среды на их здоровье;

2)в динамике возрастно-полового развития. При незначительных долевых различиях в оценочных значениях критериев неудовлетворительные и удовлетворительные РВО, а также хорошие и отличные у лиц мужского пола снижались в средней группе на 4,2%, а в старшей — на 5,6% относительно младшей группы; у лиц женского пола в старшей группе были на 11,4% выше, чем в младшей, на 14,7% выше, чем средней.

Ограничения исследования: здоровые школьники, разделённые на возрастные группы 7–10, 11–14 и 15–17 лет.

Заключение

Результатом разработанного способа является расширение арсенала способов оценки РВО человека при безопасном проведении исследований в скрининговых популяционных исследованиях. Способ может использоваться для оценки адаптации организма детей и подростков, проживающих в различных климатогеографических условиях, условиях антропотехногенной нагрузки, а также на микротерриториях, отличающихся по степени загрязнения, с использованием региональных центильных шкал на конкретной территории страны.

¹ Указ Президента РФ от 17.05.2023 № 358 «О Стратегии комплексной безопасности детей в Российской Федерации на период до 2030 года».

² Указ Президента РФ от 18.06.2024 № 529 «Об утверждении приоритетных направлений научно-технического развития и перечня важнейших наукоемких технологий».

³ Методические рекомендации MP 2.3.1.0253-21 «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации» (утв. Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека 22.07.2021).

⁴ Оценочные (центильные) таблицы нормативов физического развития, физиологических показателей, детей и подростков Нижегородской области (утв. Приказом министра здравоохранения Нижегородской области от 18.04.2022 № 315-398/22П/од; Приказом министерства образования и молодежной политики Нижегородской области от 30.05.2022 № 316-01-63-1292/22).