Географически Волгоградская область расположена на юге Российской Федерации. Область характеризуется засушливыми климатическими условиями с аномальными проявлениями погодных факторов: суховеев, дефицита осадков. С точки зрения экономического потенциала Волгоградская область является развитым промышленным регионом с густой сетью автомобильных и речных транспортных магистралей. Несмотря на то, что в последние годы объемы промышленного и агропромышленного производства находятся на невысоком уровне, по сравнению с концом 20 столетия, все же уровень техногенного загрязнения воздушной среды остается высоким. Существенный вклад в общее химическое загрязнение атмосферы оказывает городской транспорт, количество которого с каждым годом растет. В результате в настоящее время актуальна проблема загрязнения атмосферного воздуха специфическими загрязняющими веществами, главными среди которых являются монооксид углерода, оксиды азота, фтористый водород, сульфид водорода, фенол и ряд других токсических ингредиентов [1]. Так как человек живет в наземно-воздушной среде, то гигиеническое качество воздуха имеет первоочередное значение для его нормального самочувствия и физического развития. Поэтому важно установить, какие именно токсиканты влияют на параметры снижения здоровья населения городов.
В работах М.В. Ларионова и соавт. отмечается, что неудовлетворительное качество окружающей среды может являться непосредственной причиной угнетения живых организмов и различных болезненных состояний и дисгармоничного развития организма у людей, населяющих техногенно загрязненные районы [2–12, 14, 15]. Кроме того, на состояние здоровья людей могут в значительной степени влиять социально значимые, медико-биологические, а также разнообразные случайные причины.
Функциональное состояние периферических кровеносных сосудов (капилляров) можно анализировать визуально с помощью вазомоторных функций кожи, так как автономная (вегетативная) нервная система (ВНС) регулирует в ней кровоток.
Цель исследования
Анализ влияния токсикантов в составе атмосферных выбросов на периферический тонус кровеносных сосудов (капилляров) с помощью вычисления коэффициента корреляции наличия / отсутствие зависимости данных веществ с вазомоторными реакциями кожных покровов студентов медицинских колледжей Волгоградской области (гг. Урюпинск, Камышин, Михайловка).
Материалы и методы исследований
У молодых людей и девушек, являющихся обучающимися медицинских колледжей указанных районов, анализировалось состояние отделов ВНС с помощью штриховых механических воздействий сверху вниз на наружные кожные покровы рукояткой неврологического молоточка. Соответствующий цвет дермографических реакций (местной реакции дермографизма) демонстрирует преимущественное воздействие на микроциркуляцию сосудов симпатического / парасимпатического отделов ВНС [13].
Фактическое психоэмоциональное состояние молодых людей тесно связано с их социальным статусом и психологическими особенностями их личности. Поэтому в анализе указанные состояния учтены как социально-психологические факторы, совокупность которых включает материальную обеспеченность семей, условия проживания, доступность медицинской помощи, подверженность различным стрессовым реакциям, особенности поведения. Собирались и учитывались сведения из личных карт обучающихся, проводились соответствующие собеседования с ними и их родителями.
Корреляционный анализ выполнен с использованием работы В.Б. Любимова и соавторов [12]. Экспериментальные исследования и определение коэффициентов корреляции выполнялись в 95-процентном доверительном диапазоне (p < 0,05) и при значениях критерия Стьюдента, соответственно, выше табличного (t > 3).
Результаты исследования и их обсуждение
В табл. 1 отражены результаты экспериментального исследования и последующего анализа вазомоторных реакций у девушек.
Исследования показали, что среди вазомоторных реакций у девушек, обучающихся в медицинских колледжах, расположенных в антропогенно загрязненных районах (гг. Камышин, Михайловка), преобладают ваготонические реакции микроциркуляции крови (местный дермографизм красного цвета), реакции промежуточного типа между ваготоническими и симпатикотоническими проявлениями и нормальные реакции (дермографизм бледно-розового цвета). Максимальный процент лиц с нормальной дермографической реакцией (46,5 %) установлен в г. Урюпинске с низким уровнем техногенного химического загрязнения воздуха. Проценты симпатикотоников в целом невысоки, за исключением района с незначительным загрязнением атмосферы (15,4 %).
В табл. 2 содержатся результаты исследования ответных вазомоторных реакций у юношей-студентов.
Таблица 1
Изучение вазомоторных реакций кровеносных сосудов кожи девушек-студенток (2009–2014 гг.)
|
Районы исследования |
Урюпинск (экол. ранг тер. I) |
Камышин (экол. ранг тер. II) |
Михайловка (экол. ранг тер. III) |
|
Вазомоторные проявления кожи: |
n = 269 |
n = 253 |
n = 335 |
|
Физиол. норма, % |
46,5 |
28,2 |
23,5 |
|
Ваготоники, % |
25,6 |
15,4 |
18,9 |
|
Симпатикотоники, % |
4,3 |
29,6 |
28,4 |
|
Промежут. типа, % |
23,6 |
26,8 |
29,2 |
Примечание. Показатель статистической достоверности различий в группах и значения критерия Стьюдента: p < 0,05, t > 3.
Таблица 2
Изучение вазомоторных реакций кровеносных сосудов кожи молодых людей (2009–2014 гг.)
|
Районы исследования |
Урюпинск (экол. ранг тер. I) |
Камышин (экол. ранг тер. II) |
Михайловка (экол. ранг тер. III) |
|
Вазомоторные проявления кожи: |
n = 128 |
n = 155 |
n = 136 |
|
Физиол. норма, % |
57,2 |
31,8 |
34,3 |
|
Ваготоники, % |
19,4 |
24,5 |
27,9 |
|
Симпатикотоники, % |
6,7 |
15,3 |
16,5 |
|
Промежут. типа, % |
16,7 |
28,4 |
21,3 |
Примечание. Показатель статистической достоверности различий в группах и значения критерия Стьюдента: p < 0,05, t > 3.
В экологически чистом районе (Урюпинск) у парней (57,2 %) преобладают вазомоторные реакции в пределах нормы. Здесь стоит добавить, что в остальных исследованных районах данные показатели превысили отметку в 30 %. Также в Урюпинске у юношей отчетливо проявляется парасимпатическая иннервация капилляров. Проценты лиц с симпатической иннервацией периферического кровотока наиболее высоки (15,3 и 16,5 %) в районах, испытывающих нагрузку со стороны аэротехногенных токсикантов (Камышин, Михайловка). Максимум лиц-ваготоников (24,5 и 27,9 %) соответствует гг. Камышину, Михайловке, что объясняется агрессивным влиянием на их организм загрязняющих веществ в составе атмосферного воздуха.
Влияние экологических факторов на отклонения в работе ВНС и периферической кровеносной системы оценивалось при помощи вычисления коэффициентов корреляции. В итоге установлено: на отклоняющиеся дермографические реакции кожи студентов медицинских колледжей Волгоградской области среди специфических загрязняющих веществ в атмосферном воздухе оказывает влияние сульфид водорода (дигидросульфид).
Графическое отражение выполненных расчетов представлено на рис. 1.
Рис. 1. Гистограмма коэффициентов корреляции между отклоняющимися параметрами кожных вазомоторных реакций и среднегодовых значений загрязненности атмосферы сульфидом водорода
В группах студентов мужского пола получены следующие данные. В районе с высокой техногенной нагрузкой (Михайловка) сульфид водорода тесно коррелирует с изучаемым физиологическим параметром кожи у ваготоников: r = 0,59. В этом же районе установлена средняя положительная корреляция между сравниваемыми показателями в группе симпатикотоников: r = 0,41. В экологически чистом районе (Урюпинск) значение корреляции незначительное, хотя она прямая и характерна для смешанного типа местных дермографических реакций: r = 0,26. В районе с незначительной степенью загрязнения атмосферы средние положительные показатели корреляции характерны для групп парней с проявлением ваготонии (r = 0,42) и симпатикотонии (r = 0,33).
В группах обследуемых студенток ‒ несколько иная картина. В техногенно загрязненном районе – Михайловке – прямая корреляция установлена для групп лиц с проявлением ваготонии (r = 0,28) и переходных реакций между контрастными вазомоторными реакциями на механическое воздействие на кожные покровы (r = 0,51), причем в последнем случае корреляция более отчетливая. В Урюпинске сульфид водорода слабо коррелирует с парасимпатическим типом иннервации капилляров (группа ваготоников): r = 0,25. В Камышине прямая корреляция установлена между данным токсикантом и обеими контрастными реакциями местного дермографизма: ваготонии (r = 0,36) и симпатикотонии (r = 0,52). В последнем случае корреляция более тесная.
Для повышения объективности представленных экспериментальных данных и для полноты картины измерений и наблюдений проведен корреляционный анализ возможности влияния социально-психологических факторов риска здоровью на тонус периферической кровеносной системы. Гистограммы данного корреляционного анализа отображены на рис. 2.
Графические изображения на представленных рисунках показывают, что в отдельных районах социально-психологические факторы имеют приоритетное значение для дисфункций ВНС в группах студенческой молодежи.
В группах студенток (ваготоников) во всех трех районах исследования проявлены парасимпатический тип иннервации капилляров визуально в форме ярко-красных штриховых полосок на кожных покровах. Коэффициенты корреляции составили 0,71, 0,58, 0,65 (соответственно для Урюпинска, Камышина, Михайловки). Средняя положительная корреляция статистически связывает смешанный тип вазомоторных реакций кожи с совокупностью социально-психологических факторов: r = 0,53.
Рис. 2. Гистограмма корреляции между отклоняющимися параметрами дермографизма и социально-психологическими факторами риска здоровью
Группы студентов-юношей имеют свои особенности. Социально-психологические факторы достоверно коррелируют с реакциями кожи ваготонического типа (бледная, белая окраска штриховых линий), что свидетельствует о регуляции периферического кровотока парасимпатическим отделом ВНС: r = 0,53 (Урюпинск), r = 0,65 (Камышин). В районе с высокой загрязненностью воздуха (Михайловка) решающее значение в регуляции кровообращения в кожных капиллярах имеет симпатическая ВНС (группа симпатикотоников): r = 0,56.
Заключение
Полученные высокие значения процентов выявленных студентов со смешанным типом реагирования кожи на механическое раздражение, демонстрирующие определенную дисфункцию симпатического и парасимпатических отделов вегетативной нервной системы, в целом характерны для всех рассмотренных урбанизированных районов, причем в городах со средней и высокой антропогенной нагрузкой эти параметры достигают максимумов. Объективно это сводится к четырем важнейшим причинам:
1) возрастным;
2) половым;
3) экологическим;
4) социально-психологическим.
Корреляционный анализ наглядно показывает, что экологический фактор в форме определенного уровня техногенного загрязнения атмосферы обусловливает конкретный тип регуляции ВНС кровотока в периферических сосудах в зависимости от пола студентов.
В группе студенток техногенный фактор вызывает проявление симпатикотонии и смешанных вазомоторных функций, т.е. при повышении уровня химического загрязнения воздуха вектор работы ВНС в данной группе лиц смещается в сторону симпатического типа иннервации периферических кожных кровеносных сосудов и, соответственно, стимуляции циркуляции (усиления давления) крови в них. В результате у студенток наблюдается активизация двигательной активности и жизнедеятельности, повышенная эмоциональность, частые невротические состояния, что соотносится также с их половозрастными особенностями физиологии в данный период онтогенеза.
Для студентов мужского пола иннервация периферических кровеносных сосудов с ростом степени аэротехногенной загрязненности воздуха идет преимущественно с помощью парасимпатического отдела ВНС (группа ваготоников), что проявляется в относительном замедлении двигательной активности, снижении эмоционального напряжения.
Социально-психологические факторы (точнее, совокупность этих показателей) также играют важное значение в формировании тонуса периферической сосудистой системы, так как его показатели коррелируют с исследованными отклоняющимися параметрами реакций местного дермографизма дифференцированно району проживания обучающихся колледжей и их полу. Данная группа факторов дисгармоничного развития организма в определенной мере определяет снижение частоты сердцебиений, общий низкий уровень подвижности и работоспособности и в то же время вызывает падение раздражимости и нервозности как для лиц женского, так и мужского пола. Исключение составляют молодые люди (симпатикотоники), обучающиеся в медицинском колледже г. Михайловки, характеризующиеся повышенной физиологической и двигательной способностью, раздражимостью и неустойчивостью эмоционального психологического фона.
Необходимо добавить: рассогласование вазомоторных реакций кожи и кожных сосудов молодежи в данном студенческом возрасте ярко проявляется еще и потому, что их организм находится в стадии взросления, физического становления, активной физиологической адаптации, формирования психоэмоциональной сферы и социализации личности.
В целом приближающиеся к высоким значениям коэффициенты корреляции (от r = 0,7 и выше) показывают в большей мере не первостепенное значение какого-то в отдельности фактора, а все же комплексность внешних агрессивных воздействий на организм студентов.
Рецензенты:Лысенко И.О., д.б.н., доцент, зав. кафедрой экологии и ландшафтного строительства, ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет», г. Ставрополь;
Волкова И.В., д.б.н., доцент, профессор кафедры «Гидробиология и общая экология» Института рыбного хозяйства, биологии и природопользования, ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный технический университет», г. Астрахань.
Работа поступила в редакцию 06.03.2015.