The physiological significance of body weight at birth for subsequent age periods of life

Full Text

В настоящее время проблеме развития организма уделяют значительное внимание как в теоретическом, так и в практическом аспекте [2, 4, 7]. В отечественной литературе, освещающей данную проблему, ранние периоды онтогенеза рассматривали как наиболее чувствительные к неблагоприятному и благоприятному воздействию факторов среды [2]. Многочисленные исследования в области физиологии и гигиены детей и подростков, посвящённые преимущественно влиянию неблагоприятных экологических факторов на детский организм, обоснованно показывают, что изменения здоровья детского населения носят важный индикаторный характер для определения экологического благополучия [2, 4, 7]. Вместе с тем, лишь немногие исследования направлены на анализ значимости особенностей раннего развития детского организма для последующих возрастных периодов [3, 5]. Концепция внутриутробного «программирования» обосновывает значимость особенностей раннего развития детского организма для последующих возрастных периодов [8, 9]. Показано, что характер внутриутробного развития, оценённый на основе размеров тела при рождении, способен влиять на риск заболеваний сердечно-сосудистой и эндокринной систем в течение продолжительного периода постнатального онтогенеза - вплоть до старческого возраста [10-12]. Целью настоящего исследования стало изучение значимости особенностей раннего развития детского организма, оценённых на основе антропометрических данных при рождении, для последующих возрастных периодов. В исследовании приняли участие практически здоровые студенты I-V курсов Чувашского государственного педагогического университета им. И.Я. Яковлева, 439 мужского и 112 женского пола. Средний возраст обследованного контингента составил 21,13±0,08 лет. Сведения об антропометрических данных при рождении обследуемых студентов и их родителей получены на основе анкетирования и данных первичных медицинских документов. В эксперименте участвовали студенты, у которых масса тела при рождении была в пределах нормы. Измерение систолического (САД) и диастолического (ДАД) артериального давления проводили с помощью автоматического тонометра «ВР ЗВТО-А» фирмы «Microlife» с учётом требований Минздравсоцразвития Российской Федерации [6]. Вариабельность сердечного ритма (ВСР) исследовали на компьютерном электрокардиографе «Поли-Спектр» фирмы «Нейрософт». Исследование и анализ показателей ВСР проводили в соответствии с общепринятыми рекомендациями [1]. При этом определяли следующие показатели ВСР: частота сердечных сокращений (ЧСС); доля (%) соседних синусовых интервалов R-R, которые различаются более чем на 50 мс (служит отражением синусовой аритмии, связанной с дыханием); среднеквадратичное различие (мс) между длительностью соседних интервалов R-R, служащее мерой ВСР с малой продолжительностью циклов; среднее квадратическое отклонение (мс), рассматриваемое как один из основных показателей ВСР (характеризует парасимпатическую регуляцию); индекс напряжения регуляторных систем (усл. ед.), отражающий степень централизации управления сердечным ритмом (SI); вариационный размах (мс), определяемый по разности между максимальной и минимальной продолжительностью сердечного цикла, отражающий суммарный эффект регуляции ритма вегетативной нервной системой, в значительной мере связанный с состоянием парасимпатического отдела вегетативной нервной системы (ΔХ); вегетативный показатель ритма (усл. ед.), который позволяет судить о вегетативном балансе с точки зрения оценки активности автономного контура регуляции; мощность спектра (мс2) в диапазоне очень низких частот (0,003-0,04 Гц), характеризующая влияние высших вегетативных центров на сердечно-сосудистый подкорковый центр; мощность спектра (мс2) в диапазоне низких частот (0,04-0,15 Гц), преимущественно отражающая колебания активности симпатического регуляторного звена сердечного ритма (LF); мощность спектра (мс2) в диапазоне высоких частот (0,14-0,4 Гц), обозначаемая HF; отношение низкочастотной составляющей спектра к высокочастотной (LF/HF). Изучение функциональных параметров системы внешнего дыхания (СВД) осуществляли посредством микропроцессорного спирографа СМП-21/01-«Р-Д». Оценивали основные лёгочные объёмы и проходимость различных отделов трахеобронхиального дерева на основании скоростных и временных характеристик форсированного выдоха. Определяли частоту дыхания, дыхательный объём, минутный объём дыхания, жизненную ёмкость легких (ЖЕЛ), форсированную жизненную ёмкость лёгких (ФЖЕЛ), объём форсированного выдоха за первую секунду (ОФВ1), индекс Тиффно (ОФВ1/ЖЕЛ), а также другие параметры спирометрии. Статистическую обработку данных проводили с использованием пакета профессиональной статистики «Statistica for Windows». Полученные объективные данные исследования были подвергнуты статистическому анализу. При этом изучали связи между параметрами длины тела и массы тела при рождении (МТР) с параметрами показателей ВСР и СВД, а также с параметрами физического развития - массой тела и ростом студентов. Опираясь на литературные данные, можно предположить, что показатели физического развития ребёнка зависят от генетических и фенотипических факторов родителей [2, 3], качества окружающей среды [4], порядкового номера беременности [5] и др. Для описания данной зависимости был проведён множественный регрессионный анализ, в котором в качестве независимой случайной переменной были использованы возраст и рост матери, пол новорождённого, порядковый номер родов, а в качестве зависимой - МТР. Вклад этих факторов оценивали по стандартизованному коэффициенту регрессии (β) и уровню значимости (p). Построенная модель множественной регрессии позволила установить значимую корреляционную связь между МТР и длиной тела (β=0,163; p=0,000) и возрастом матери (β=0,137; p=0,001), месяцем (сезоном) рождения (β=-0,2012; p=0,003) и полом (β=-0,1009; p=0,003) ребёнка. В научной литературе есть данные, свидетельствующие о влиянии этих факторов на МТР [5]. Из всех переменных множественного регрессионного анализа стабильными в онтогенезе остаются лишь наследственные особенности, включающие и пол ребёнка. В постнатальном периоде жизни параметры физического развития устойчиво и достоверно зависят от половой принадлежности [6]. Это представление в целом подтвердилось и в наших исследованиях. В силу этого обсуждение материалов исследования данной проблемы мы не рассматриваем. В то же время нам не удалось достоверно доказать, что МТР влияет на параметры физического развития в дошкольном и школьном возрастных периодах. Полученные данные выявляют достоверную зависимость значений этих показателей от качества окружающей среды [11]. У студентов обнаружена слабая связь между длиной тела при рождении и ростом на момент исследования (r=0,2; p=0,04) и тенденция к связи между МТР и массой тела взрослого студента (r=0,16; p=0,08). В соответствии с концепцией D.J.P. Barker [7] о том, что во внутриутробном периоде жизни человека происходит «программирование» функциональных систем, мы попытались ответить, имеет ли предикторное значение МТР для параметров отдельных функциональных систем в студенческом возрасте. В этой связи представляло интерес исследование особенностей параметров функционального состояния сердечно-сосудистой системы, ВСР и СВД у студентов в зависимости от МТР в разных психоэмоциональных условиях - в межсессионный и сессионный периоды. Обнаружена достоверная корреляция частоты дыхания и МТР как в межсессионный период (r=-0,2; p=0,05), так и во время экзамена (r=0,26; p=0,03). Это отражает повышение тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы во время экзамена у студентов с большим значением МТР. Об этом также свидетельствует достоверное (p <0,05) увеличение SI во время экзамена (149,40±10,2 усл. ед.) по сравнению с SI в межсессионный период (99,36±7,27 усл. ед.). У студентов с относительно низкой МТР отмечено увеличение дыхательного объёма (коэффициент корреляции между МТР и дыхательным объёмом составил -0,29 при p=0,046) при меньшем увеличении частоты дыхания (r=0,26; p=0,051) Кроме того, обращает на себя внимание следующий факт: у студентов во время экзаменов корреляция между ЖЕЛ, ФЖЕЛ и другими показателями СВД, с одной стороны, и МТР, с другой, уменьшается, что свидетельствует о выравнивании значений показателей СВД во время экзаменов за счёт большего прироста значений этих функциональных показателей у студентов, имевших относительно низкие значения МТР. В межсессионный период отсутствовала корреляция между МТР и САД (r=0,035; p=0,68) и между МТР и ДАД (r=0,014; p=0,968), однако во время экзамена возникала обратная корреляционная связь как между МТР и САД (r=-0,27; p=0,006), так и между МТР и ДАД (r=-0,15; p=0,3). Корреляционный анализ связи во время экзамена между показателями СВД и МТР у студентов показал следующее: МТР достоверно связана с ОФВ1/ЖЕЛ (r=-0,24; p=0,03), должной ФЖЕЛ (ДФЖЕЛ; r=0,34: p=0,01), ФЖЕЛ (r=0,23; p=0,01), ЖЕЛ (r=0,26; p=0,03). В то же время в межсессионный период эти связи имели несколько иной характер. Коэффициенты корреляции между МТР с приведёнными выше показателями СВД имели следующие значения: с ОФВ1/ЖЕЛ (r=-0,04; p=0,62), ДФЖЕЛ (r=0,333; p=0,005), ФЖЕЛ (r=0,16; p=0,06), ЖЕЛ (r=0,20; p=0,04). Следует также отметить, что в межсессионный период зарегистрирована достоверная связь между SI и МТР (r=-0,21; p=0,04). На основании выявленных выше зависимостей показателей функционального состояния организма от МТР нами проведён дифференцированный анализ значений этих показателей. В соответствии с литературными данными [2, 3], для изучения зависимости функциональных показателей студентов от МТР все обследованные были разделены на три группы: (1) МТР до 2500 г, (2) МТР от 2500 до 4000 г, (3) МТР более 4000 г. Статистическое описание изученных функциональных показателей у студентов с разным уровнем МТР приведено в табл. 1. Как видно из табл. 1, есть определённая тенденция в разнице средних показателей и стандартных ошибок: средние значения исследованных функциональных показателей у студентов с МТР от 2500 до 4000 г, как правило, отличаются от аналогичных данных у студентов с МТР менее 2500 г и ниже, чем у студентов с МТР более 4000 г. Наряду с общими тенденциями зависимости значений показателей необходимо отметить, что значения SI, ФЖЕЛ, ОФВ1, ОФВ1/ЖЕЛ, МОС25, МОС50, МОС75, СОС25-75 и время форсированного выдоха у студентов с МТР от 2500 до 4000 г достоверно (p <0,05) отличались от значений этих показателей в сравниваемых по МТР группах студентов. Такое статистически значимое различие в межсессионный период может быть расценено как значимость достигнутых в раннем онтогенезе фенотипических признаков (в данном случае МТР) для последующих периодов жизни [2, 3, 8, 9]. Вместе с тем, по отдельным показателям (ЧСС, САД, ДАД, LF/HF) достоверных различий между сравниваемыми по МТР студентами не выявлено. Однако обращает на себя внимание тот факт, что дисперсия этих показателей у студентов с МТР менее 2500 г и более 2500 г была больше, чем у студентов с МТР от 2500 до 4000 г, что указывает на большую индивидуальную вариабельность изменений у последних. Во время экзамена возникала обратная корреляционная связь как между МТР и САД (r=-0,27; p=0,006), так и между МТР и ДАД (r=-0,15; p=0,3). Корреляционный анализ связи между показателями СВД и МТР во время экзамена у студентов показал следующее: МТР достоверно связана с ОФВ1/ЖЕЛ (r=-0,24; p=0,03), ДФЖЕЛ (r=0,34; p=0,01), ФЖЕЛ (r=0,23; p=0,01), ЖЕЛ (r=0,26; p=0,03). В то же время в межсессионный период эти связи имели несколько иной характер. Коэффициенты корреляции между МТР с приведёнными выше показателями СВД имели следующие значения: с ОФВ1/ЖЕЛ (r=-0,04; p=0,62), ДФЖЕЛ (r=0,333; p=0,005), ФЖЕЛ (r=0,16; p=0,06), ЖЕЛ (r=0,20; p=0,04). В то же время во время экзамена возникала обратная корреляционная связь как между МТР и САД (r=-0,27; p=0,006), так и между МТР и ДАД (r=-0,15; p=0,3). Из этого следует, что у студентов, имевших более высокую МТР, во время экзамена происходит меньший прирост САД и ДАД, чем у студентов, у которых МТР была несколько ниже. В этой же связи необходимо обратить внимание на тот факт, что исходные значения САД у студентов имели прямую положительную связь с их массой тела на момент обследования (r=0,231; p=0,0064). Это указывает на необходимость индивидуального подхода к оценке функциональных показателей сердечно-сосудистой системы в покое и при реакции на стресс [9]. ВЫВОДЫ 1. Проведённый регрессионный анализ показал, что между МТР и рядом показателей СВД и сердечно-сосудистой системы у студентов существует определённая связь. 2. Во время экзамена усиливается корреляционная связь между МТР и значениями функциональных показателей (частоты дыхании, дыхательного объёма, САД и ДАД) у студентов. Это указывает на тот факт, что масса тела при рождении у обследованных студентов - предиктор функционального состояния СВД, сердечно-сосудистой и вегетативной нервной систем. Таблица 1 Результаты исследования некоторых показателей вариабельности сердечного ритма и системы внешнего дыхания в зависимости от массы тела при рождении Показатели Период исследования Масса тела при рождении Менее 2500 г От 2500 до 4000 г Более 4000 г Частота сердечных сокращений, в минуту Межсессионный 73,5±14,5 72,7±1,8 63,3±3,2* Сессионный 83,5±10,8 84,3±2,8# 81,3±8,1 Систолическое артериальное давление, мм рт.ст. Межсессионный 108,7±3,7 114,2±1,8 119,8±9,8 Сессионный 113,4±7,8 115,3±1,7 124,6±5,2 Диастолическое артериальное давление, мм рт.ст. Межсессионный 69,5±3,9 73,2±2,1 70,1±6,1 Сессионный 73,5±5,6 75,3±1,2 74,4±4,2 SI, усл. ед. Межсессионный 56,1±24,5* 101,4±14,3 61,8±23,6* Сессионный 103,6±24,5# 162,5±9,6# 167,±41,9# LF/HF Межсессионный 1,85±0,73 1,51±0,29 1,6±0,61 Сессионный 2,55±1,34 2,71±0,32# 2,15±0,96 Форсированная жизненная ёмкость лёгких (ФЖЕЛ), л Межсессионный 3,05±0,45 3,66±0,0,08 4,3±0,35* Сессионный 2,85±0,3 3,90±0,06# 3,7±0,92 Должная ФЖЕЛ, л Межсессионный 3,47±0,51 3,63±0,19 4,04±0,36 Сессионный 3,46±0,38 3,82±0,21 4,68±0,33* Объём форсированного выдоха за первую секунду (ОФВ1), л Межсессионный 2,64±0,13* 3,23±0,05 3,48±0,11* Сессионный 2,85±0,08* 3,47±0,04# 3,94±0,09* ОФВ1/ЖЕЛ, % Межсессионный 76,74±2,21* 80,67±1,29 76,17±1,42* Сессионный 78,37±1,49 86,66±1,93# 79,83±4,75 МОС25, л/c Межсессионный 4,68±0,67* 6,09±0,27 6,14±2,32 Сессионный 4,90±0,19 6,63±0,18# 6,73±2,16# МОС50, л/c Межсессионный 4,30±0,22* 4,83±0,09 4,84±0,15 Сессионный 4,35±0,27 5,10±0,12 5,34±0,19# МОС75, л/c Межсессионный 2,55±0,40 2,92±0,14 3,55±0,24* Сессионный 4,35±0,57# 5,01±0,18# 4,70±0,26 СОС25-75, л/с Межсессионный 3,76±0,26* 4,36±0,13 4,72±0,33 Сессионный 4,02±0,22# 4,74±0,15# 4,95±0,47 Время форсированного выдоха, с Межсессионный 1,42±0,13* 1,68±0,08 2,08±0,18* Сессионный 1,32±0,10 1,22±0,04# 1,51±0,07# Примечание: *достоверность различий (p <0,05) показателей студентов с массой тела при рождении (МТР) менее 2500 г и более 4000 г по отношению к показателям студентов с МТР от 2500 до 4000 г; #достоверность различий (p <0,05) показателей обследованных групп студентов в сессионный период по отношению их показателям межсессионного периода; SI - индекс напряжения регуляторных систем; LF - мощность спектра в диапазоне низких частот (0,04-0,15 Гц); HF - мощность спектра в диапазоне высоких частот (0,14-0,4 Гц); МОС - максимальная объёмная скорость выдоха (МОС25 - на уровне 25% ЖЕЛ; МОС50 - 50%; МОС75 - 75%); СОС25-75 - средняя объёмная скорость выдоха от 25 до 75% ФЖЕЛ.

About the authors

Yu D Karpenko

Scientific Research Institute of Ecology and Natural Resources Usage of the Ministry of Natural Resources and Ecology of the Chuvash Republic, Cheboksary, Russia

Email: ecology21@list.ru

References

Supplementary files