OXYGEN SATURATION AS A HYPOTOXIA INDICATOR FOR STUDENTS LIVING IN THE NORTHERN REGIONS

Abstract


The paper presents the results of the functional study held by the authors. During the study, the researchers examined the students of the Faculty of Natural Sciences and Geography at Nizhnevartovsk State University to identify hypoxic states of the human body. The study included an analysis of blood oxygen saturation, identification of the ways the autonomic nervous system regulates the cardiovascular system of the body, as well as identification of hypoxia risk factors for young people living in the Northern regions of Russia. The data on surveyed students of both sexes showed that the average values of blood oxygen saturation were within the norm, with no significant gender differences. After evaluating heart rate variability, the students were divided into three groups, including eutonic, sympathotonic and parasympathotonic students. As for the group of students with a predominant activity of the parasympathetic regulation of autonomic nervous system, the number of students with normal levels of blood oxygen saturation was higher in comparison with the group of sympathotonic students. The study helped to reveal the basic hypoxia risk factors for students living in the Northern regions, such as smoking, including passive smoking; genetic predisposition to respiratory diseases; anemia; chronic diseases and low resistance leading to additional load on the respiratory system; low physical activity; short period spent in the Northern conditions.

Full Text

В настоящее время весьма распространенными являются исследования, связанные с изучением механизмов адаптации организма человека, его устойчивости к неблагоприятным факторам окружающей среды, особую актуальность они приобретают в климатогеофизических условиях Приобского Севера. Большинство авторов публикуют информацию о тесной взаимосвязи между состоянием здоровья северян, «северным стажем» и активностью климатогелиофизических факторов Крайнего Севера и приравненных к нему территорий (Агаджанян и др. 1998; Погонышева, Погонышев 2015; Соловьев и др. 2008; Соловьев и др. 2010; Хаснулин и др. 2004). Природные условия Крайнего Севера и приравненных к нему территорий признаны экстремальными вследствие воздействия климатических, геофизических и космических факторов, которые могут приводить к появлению дезадаптации и стрессовых состояний организма человека. К экстремальным экологическим условиям севера относят: низкие температуры, метаболическую гипоксию, резкие перепады метеоэлементов погоды, измененный фотопериодизм, загрязнение окружающей среды, специфическую гелиогеомагнитную обстановку, недостаток витаминов и важных для жизнедеятельности организма микроэлементов. Все это вызывает в организме человека напряжение адаптационных механизмов, в результате чего ряд органов и систем органов функционируют на пределе своих возможностей (Соловьев и др. 2008; Соловьев и др. 2010; Хаснулин и др. 2004). На уровне физиологических процессов стресс сопровождается развитием гипоксических состояний. Состояние гипоксемии может возникать при уменьшении поступления кислорода, при снижении парциального давления или при нарушении транспорта кислорода, что характерно для жителей северных территорий (Агаджанян и др. 1998; Нестеров 2004; Чуб и др. 2014; Ишеков, Мосягин 2009). Гипоксия на Севере носит характер метаболический и связана со снижением активности дыхательных ферментов под действием экстремальных климатогеофизических факторов (Хаснулин и др. 2004). Большое значение при кратковременной компенсации, а также при адаптации к продолжительному воздействию гипоксических состояний имеет деятельность кардиореспираторной системы. Важная роль в регуляции и приспособлении сердечно-сосудистой системы (ССС) к гипоксическим условиям принадлежит вегетативной нервной системе (ВНС) (Ишеков, Мосягин 2008; Ноздрачев 1991; Нестеров 2004). Такая регуляция со стороны ВНС обеспечивает адекватное воздействию гипоксии кровообращение. К механизмам адаптации организма к кислородной недостаточности является и увеличение интенсивности мозгового кровотока (Бурых и др. 2002; Нестеров 2004), направленное на компенсацию падения уровня насыщения гемоглобина кислородом. Исследование особенностей функционирования кардиореспираторной и вегетативной нервной систем в условиях метаболической гипоксии представляется актуальным и имеет теоретическое и практическое значение в рамках экологической физиологии. На добровольной основе с использованием информированного согласия были обследованы практически здоровые студенты естественно-географического факультета Нижневартовского государственного университета в количестве 140 человек (67 юношей и 73 девушки). Основными направлениями исследования являлись изучение сатурации крови кислородом, типа регуляции ССС со стороны ВНС и факторов риска гипоксических состояний у молодых людей в условиях Севера. Уровень насыщения гемоглобина артериальной капиллярной крови кислородом (SpO2) измерялся прибором пульсоксиметром ОП-31.1 «Тритон». С помощью модуля «Поли-Спектр-Ритм/РЕО» фирмы «Нейрософт» исследовали вегетативный тонус и вегетативную реактивность методом анализа вариабельности ритма сердца. Статистическая обработка данных осуществлялась с использованием пакета программ Microsoft Excel, раздел «Анализ данных». Средние значения сатурации крови кислородом представлены в виде M±m, где M - среднее выборочное, m - стандартная ошибка среднего. Полученные показатели проверялись на нормальность распределения с помощью критерия Колмогорова-Смирнова. Так как было выявлено нормальное распределение исходных данных, оценку достоверности различий для сравниваемых групп проводили по t-критерию Стьюдента. Вычисляли уровень значимости (p). Достоверными считали различия между сравниваемыми средними величинами со степенью доверительной вероятности 95% и выше (p<0,05). Среднее значение сатурации крови кислородом у студенток было равно 96,5±0,21%, у их ровесников мужского пола - 97,2±0,16%, статистически значимых гендерных различий выявлено не было. Сатурация крови кислородом менее 94% была выявлена у 4,5% юношей и 2,8% девушек, что свидетельствует о наличии гипоксических состояний у обследуемых. Уровень насыщения крови кислородом 95%, являющийся нижней границей нормы содержания кислорода, отмечался у 22,4% студентов и 20,5% их ровесниц, они находились в группе риска по возникновению гипоксемии. Среди обследуемых молодых людей 71,6% юношей и 68,5% девушек имели нормальный уровень сатурации крови кислородом (SpO2 = 96-98%). У 8,2% девушек и 1,5% юношей насыщение крови кислородом было выше среднего уровня (SpO2 = 99%) (рис. 1). Рис. 1. Сатурация крови кислородом у студентов НВГУ, % По результатам оценки вариабельности сердечного ритма обследуемые студенты были разделены на три группы: эутоники, симпатотоники и парасимпатотоники. На втором этапе исследования анализировались параметры сатурации 2 групп молодых людей: парасимпатотоников (ваготоников), в количестве 47 человек и симпатотоников - 89 обследуемых. Так как выборка эутоников в количестве 4 человек была статистически незначительна, их параметры не учитывались. Среднее значение сатурации крови кислородом у молодых людей-симпатотоников было равно 95,9±1,07%, у парасимпатотоников - 97,8±1,32%. Нормальный уровень сатурации крови кислородом отмечался у 66,3% симпатотоников и 85,2% ваготоников. Гипоксемия (SpO2=94%) была выявлена у 5,6% симпатотоников, среди парасимпатотоников таковых не отмечалось. Риск гипоксии (SpO2=95%) диагностирован у 14,8% ваготоников и 28,1% симпатотоников. Было проведено анкетирование с целью выявления факторов риска гипоксии у студентов, проживающих в гипокомфортных экологических условиях окружающей среды. Результаты анкетирования представлены на рисунке 2. Курение является одним из основных факторов риска дисфункций системы органов дыхания. Среди обследуемых студентов 27% юношей и 22% девушек курили, а 31,3% студентов и 31,5% студенток являлись пассивными курильщиками. Хронические заболевания респираторной системы наблюдались у 18% юношей и 22% девушек. У 15% студентов и 29% их ровесниц обнаружена наследственная предрасположенность к заболеваниям системы органов дыхания. У 16,4% юношей и 37% девушек отмечались хронические заболевания других органов, создающие дополнительную нагрузку на деятельность кардиореспираторной системы. У 19,4% студентов и 34,3% студенток обнаружено снижение неспецифической резистентности организма (рис. 2). Рис. 2. Факторы риска гипоксических состояний у студентов НВГУ, % Среди обследованных молодых людей 5,9% юношей и 21,9% девушек медицинскими работниками неоднократно ставился диагноз - анемия, что является доказанным фактором риска гипоксии. У 53,7% юношей и 45,2% их ровесниц наблюдалась гиподинамия. У обследованных студентов фиксировался стаж проживания в условиях Севера. В ходе исследования было выявлено, что 47,8% студентов и 57,5% студенток родились на Севере, у 52,2% юношей и 42,5% девушек северный стаж был менее 15 лет, что является фактором риска гипоксических состояний у лиц, не адаптированных к гипокомфортным условиям северных территорий (рис. 2). Таким образом, в группе молодых людей с преобладанием активности парасимпатического отдела регуляции ВНС было больше студентов с нормальным уровнем сатурации крови кислородом по сравнению с выборкой обследуемых с преобладанием тонуса симпатического отдела ВНС, что может свидетельствовать о большей устойчивости к гипоксемии молодых людей-парасимпатотоников. Выявлены основные факторы риска гипоксии у студентов, проживающих в условиях Севера: курение, в том числе пассивное; наследственная предрасположенность к заболеваниям респираторной системы; анемия; хронические заболевания других органов и снижение неспецифической резистентности организма, создающие дополнительную нагрузку на систему органов дыхания; низкая двигательная активность; северный стаж менее 15 лет.

About the authors

Irina Aleksandrovna Pogonysheva

Nizhnevartovsk State University

Nizhnevartovsk
Candidate of Biological Sciences (PhD), Associate Professor at the Department of Ecology

Denis Aleksandrovich Pogonyshev

Nizhnevartovsk State University

Nizhnevartovsk
Candidate of Biological Sciences (PhD), Associate Professor at the Department of Ecology

References

  1. Агаджанян Н. А., Жвавый Н. Ф., Ананьев В. Н. 1998. Адаптация человека к условиям Крайнего Севера: Эколого-физиологические механизмы. Москва: Крук.
  2. Бурых Э. А, Нестеров С. В, Сороко С. И, Волков Н. Ю. 2002. Взаимоотношение динамики мозгового кровотока и биоэлектрической активности мозга у человека при острой экспериментальной гипоксии // Физиология человека 6, 24-31.
  3. Ишеков А. Н., Мосягин И. Г. 2008. Динамика адаптационного процесса кардио-респираторной системы к нормобарической гипоксической гипоксии // Успехи современного естествознания 5 // http://cyberleninka.ru/article/n/dinamika-adapta tsionnogo-protsessa-kardio-respiratornoy-sistemy-k-normobaricheskoy-gipoksicheskoy-gi poksii (Дата обращения 05.03.2016).
  4. Ишеков А. Н., Мосягин И. Г. 2009. Динамика показателей кардиореспираторной системы у студентов при адаптации к нормобарической гипоксической гипоксии на европейском Севере России // Экология человека 1, 38-42.
  5. Нестеров С. В. 2004. Влияние острой экспериментальной гипоксии на мозговое кровообращение и вегетативную регуляцию сердечного ритма у человека: Дис.. канд. мед. наук. Санкт-Петербург.
  6. Ноздрачев А. Д. 1991. Автономная нервная система и адаптивные реакции организма // Стресс, адаптация, дисфункции: Сб. тез. четвертого Всесоюзного симпозиума. Кишинев, 70.
  7. Погонышева И. А., Погонышев Д. А. 2015. Факторы риска снижения устойчивости к кислородной недостаточности у студентов в условиях Среднего Приобья // Вестник Нижневартовского гос. ун-та 3, 78-84.
  8. Соловьев В. С., Погонышева И. А., Овечкина Е. С., Погонышев Д. А. 2008. Экология человека. Ханты-Мансийск: Полиграфист.
  9. Соловьев В. С., Погонышева И. А., Погонышев Д. А. 2010. Адаптация человека в условиях Ханты-Мансийского автономного округа - Югры. Ханты-Мансийск: Печатное дело.
  10. Хаснулин В. И., Вильгельм В. Д., Воевода М. И., Зырянов Б. Н., Селятицкая В. Г., Куликов В. Ю., Хаснулин П. В., Егорова Г. М. 2004. Медико-экологические основы формирования, лечения и профилактики заболеваний у коренного населения Ханты-Мансийского автономного округа. Новосибирск: СО РАМН.
  11. Чуб И. С., Милькова А. В., Елисеева Н. С. 2014. Состояние кардиореспираторной системы у студентов с различной степенью устойчивости к гипоксии // Бюллетень физиологии и патологии дыхания 52 // http://cyberleninka.ru/article/n/sostoyanie-kardiorespiratornoy-sistemy-u-studentov-s-razlichnoy-stepenyu-ustoychivosti-k-gipoksii (Дата обращения 05.03.2016).

Statistics

Views

Abstract - 0

Article Metrics

Metrics Loading ...

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies