ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ

А.А. Баранов, В.Р. Кучма, Н.А. Скоблина, О.Ю. Милушкина, Н.А. Бокарева
Научный центр здоровья детей РАМН, Москва, Российская Федерация
Основные закономерности морфофункционального развития детей и подростков в современных условиях
В современных социально-экономических и эколого-гигиеническихусловиях крупного города отмечается существенное изменение морфофункционального состояния детей и подростков в возрастных группах от 8 до 15лет по сравнению со сверстниками 60-х и 80-х гг. прошлого столетия. Серьезные опасения вызывает резкое снижение мышечной силы кистей рук на фоне тотального увеличения размеров тела и ускорения биологического развития. Подобная картина наблюдается в других регионах страны, в разных возрастных группах. Дальнейший поиск причин этого явления — один из основных вопросов, стоящих перед исследователями.
Ключевые слова: лонгитудинальные наблюдения, физическое развитие детей и подростков.
Введение
Физическое развитие детей — один из важнейших критериев состояния здоровья детской популяции, поскольку оно является условной мерой физической дееспособности, определяющей запас жизненных сил растущего организма. Физическое развитие характеризуется комплексом морфофункциональных признаков, обусловливающих функциональные качества организма. Представление о важности изучения физического развития человека в науке сложилось к середине XIX в. благодаря работам французского ученого П. Брока и бельгийского исследователя Л.А. Кетле [1].
В России первые работы, посвященные физическому развитию детей, появились в 90-х гг. XIX столетия. В 1879 г. Ф.Ф. Эрисман начал изучать физическое развитие и состояние здоровья детей, проживающих в пос. Глухово Московской области. Под его руководством также проводились исследования учащихся различных учебных заведений г. Москвы. Ф.Ф. Эрисман подошел к решению теоретических вопросов школьной гигиены: были установлены закономерности роста детей в зависимости от пола и условий воспитания, разработан оценочный показатель физического развития — индекс Эрисмана. В этот период исследования физического развития
проводили генерализующим методом (поперечные 35 срезы), суть которого заключается в одномоментных измерениях основных антропометрических показателей на контингентах определенных возрастных групп. Выполняли измерения ограниченного числа параметров: чаще всего роста, реже — роста и веса, почти отсутствовали измерения грудной клетки. Кроме того, отсутствовала система и единая методика измерений.
В исследованиях не соблюдалось правило достаточной насыщенности возрастно-половых групп, что существенно влияло на достоверность получаемых результатов. Способ обработки данных был чаще всего просто арифметическим. Впервые математическая обработка данных была внедрена В.В. Бунаком, что позволило ему выявить ряд самых общих закономерностей роста человека [2].
Однако применение генерализующего метода не давало возможности установить возрастные эволюционные проблемы физического развития, его особенности в процессе формирования организма.
Впоследствии появился индивидуализирующий метод (продольные наблюдения) изучения состояния здоровья и физического развития, предусматривающий осмотр и обследование одних и тех же контингентов в динамике.
Первым его предложил А.О. Карницкий в 1926 г. [1].
A.A. Baranov, V.R. Kuchma, N.A. Skoblina, O.Ju. Milushkina, N.A. Bokareva
Scientific Center of children’s health of the Russian Academy of medical sciences, Moscow, Russian Federation
The main mechanisms of morphofunctional development of children and adolescents in modern conditions
In modern social economic and ecologo-hygienic conditions of big cities all age groups of children and adolescents aged 8—15 years present a significant decrease of functional indicators (muscle force of the right hand) in comparison with their peers of 60s and 80s of the XX century. The similar findings occur in other regions and age groups. The analysis of the reasons of this phenomenon is one of key problems for researches.
Key words: longitudinal studies, physical development of children and adolescents.
36
В 1925 г. в свет вышел сборник инструкций «Методика антропометрических исследований», а в 1926 г. при Государственном институте социальной гигиены Наркомздрава было организовано Центральное антропометрическое бюро (ЦАБ). В нем при участии известных антропологов и медиков В.В. Бунака, Л.А. Сыркина, В.Г Штефко, А.В. Молькова начали закладываться научные основы стандартизации антропометрических исследований: пропагандировались принципы статистической обработки данных, проводилась работа по созданию единого инструментария. Обобщающим результатом этой огромной работы стало руководство «Антропометрия», опубликованное в начале 1941 г. и на сегодняшний день не утратившее своего значения [2, 3].
Следующим этапом в процессе повышения качества изучения физического развития и расширения характеризующих его критериев является включение в схему обследования функциональных показателей. Впервые функциональные показатели (артериальное давление и мышечную силу) включили в изучение физического развития в 1927 г. (В.Г Штефко) [1]. В настоящее время динамометрия широко используется в массовых антропометрических исследованиях физического развития, клинических исследованиях, при оценке физкультурнооздоровительной и спортивной деятельности как в нашей стране, так и за рубежом [4—7].
Сотрудниками НИИ гигиены и охраны здоровья детей и подростков ФГБУ «НЦЗД» РАМН проводятся и поперечные, и продольные наблюдения за физическим развитием детей и подростков. Уникальными являются серии лонгитудинальных исследований физического развития школьников. Первое исследование проводилось с 1960 по 1969 г. (144 мальчика, 148 девочек), второе — с 1982 по 1991 г. (121 мальчик, 125 девочек), третье, текущее — с 2003 по 2013 г. (179 мальчиков, 169 девочек). По третьему лонгитудинальному исследованию обработаны результаты, полученные в период 2003—2011 гг.
Цель данного исследования — выявить современные тенденции роста, развития и созревания детей и подростков, рассмотреть изменения популяции школь-
ников младших и средних классов мегаполиса Москвы во времени, сравнив материалы исследования с материалами ранее проведенных двух серий лонгитудинальных исследований.
Пациенты и методы
Участники исследования
Исследования выполняли в одних и тех же 11 образовательных учреждениях г. Москвы (1960-е, 1980-е и 2000-е гг.). Выбор учреждений осуществлялся из числа тех, в которых было получено одобрение детей, классных руководителей и родительских комитетов на участие в исследовании. Выполненная работа не ущемляет прав и не подвергает опасности благополучие субъектов исследования и соответствует требованиям биомедицинской этики.
Методы исследования
В процессе работы оценивали показатели массы и длины тела, окружности грудной клетки, пропорции и диаметры тела, толщину четырех подкожно-жировых складок, биологическое развитие, мышечную силу правой кисти, жизненную емкость легких [8].
Статистическая обработка данных
Были рассчитаны средние арифметические величины (M), ошибки средних (m), наименьшие и наибольшие значения (min и max), среднеквадратические отклонения (а) основных антропометрических и функциональных показателей, для оценки статистической значимости результатов применялся t-критерий Стьюдента.
Результаты и обсуждение
Сравнительный анализ показателей физического развития школьников г. Москвы в возрасте 8—15 лет разных десятилетий показал, что современные школьники превосходят своих сверстников по основным антропометрическим показателям, при этом увели-
196C-e
198C-e
2CCC-e
Рис. 1. Длина тела московских школьников в возрасте 8—15 лет по результатам лонгитудинальных исследований в разные десятилетия
-—1960-е
1980-е
2000-е
Рис. 2. Масса тела московских школьников в возрасте 8—15 лет по результатам лонгитудинальных исследований в разные десятилетия
37
чение размеров происходит синхронно (рис. 1, 2). Параллельно обнаружены изменения пропорций строения тела современных школьников, наиболее четко проявляющиеся в увеличении длины ноги. Установлены особенности биологического развития современных московских школьников: развитие вторичных половых
признаков начинается у мальчиков с 10 лет, у девочек — с 8. Статистически значимо увеличилась толщина подкожно-жировых складок и окружность талии у девочек (табл. 1). Толщина подкожно-жировых складок у девочек 8—15 лет в 2000-х гг. оказалась в 1,1—2,5 раза больше, чем у их сверстниц в 1980-х гг.
Таблица 1. Толщина подкожно-жировых складок и окружность талии у девочек в возрасте 8—15 лет в разные десятилетия (лонгитуди-нальные наблюдения)
Возраст, лет Год наблюдения п Жир. скл., лопатка, мм Жир. скл. плечо, мм Жир. скл., талия, мм Жир. скл., живот, мм Окружность талии
8 1982 254 6,4 4,8 6,8 8,6 -*
2003 169 7,0 7,9 9,4 8,6 55,5
1982-2003 - <1,1 <1,6 <1,4 =
9 1983 254 6,8 5,0 7,2 9,5 -*
2004 207 8,4 8,3 10,5 10,2 57,2
1983-2004 - <1,2 <1,7 <1,5 <1,1
10 1984 254 7,2 5,2 7,4 10,6 -*
2005 203 9,1 11,1 9,5 10,2 59,1
1984-2005 - <1,3 <2,1 <1,3 = -
11 1985 254 8,2 5,3 7,9 11,7 52,3
2006 172 12,4 13,1 11,8 12,99 61,4
1985-2006 - <1,5 <2,5 <1,5 <1,1 р <0,001
12 1986 125 8,8 5,4 8,8 13,0 56,5
2007 156 14,4 11,9 14,1 13,0 63,7
1986-2007 - <1,6 <2,2 <1,6 = р <0,001
13 1987 125 9,5 5,6 9,3 13,4 60,3
2008 132 11,5 10,2 13,9 15,8 66,0
1987-2008 - <1,2 <1,8 <1,5 <1,2 р <0,001
14 1988 125 10,3 6,1 10,3 14,3 61,6
2009 119 12,2 10,3 15,2 16,3 66,7
1988-2009 - <1,2 <1,7 <1,5 <1,1 р <0,001
15 1989 125 11,4 6,2 10,2 16,0 62,7
2010 119 13,0 10,5 16,4 18,3 67,7
1989-2010 - <1,1 <1,7 <1,6 <1,1 р <0,001
Примечание. * — измерения не проводились.
Таблица 2. Мышечная сила правой кисти рук у школьников Москвы в возрасте 8—15 лет в разные десятилетия (лонгитудинальные наблюдения)
38
Возраст, лет Год Мальчики Девочки
M, кг m а M, кг m а
8 1960 12,8 0,2 2,5 10,4 0,2 2,7
1982 15,6 0,3 2,9 13,3 0,2 2,6
2003 6,5 0,2 2,4 5,4 0,2 2,0
р 1982-2003 <0,01 - - <0,01 - -
9 1961 16,8 0,2 3,0 13,2 0,2 2,7
1983 18,1 0,3 3,1 15,8 0,3 2,8
2004 8,3 0,2 2,6 6,4 0,2 2,4
р 1983-2004 <0,01 - - <0,01 - -
10 1962 17,8 0,3 3,5 13,9 0,2 2,8
1984 19,9 0,3 3,3 17,3 0,3 2,6
2005 11,0 0,3 3,5 9,3 0,2 3,2
р 1984-2005 <0,01 - - <0,01 - -
11 1963 21,6 0,3 3,8 17,0 0,3 3,3
1985 20,5 0,4 4,2 18,1 0,3 3,4
2006 14,8 0,3 3,2 13,4 0,2 2,9
р 1985-2006 <0,01 - - <0,01 - -
12 1964 24,4 0,3 4,1 21,2 0,3 3,6
1986 21,9 0,4 3,9 20,4 0,4 4,1
2007 16,3 0,4 3,7 14,7 0,3 3,7
р 1986-2007 <0,001 - - <0,01 - -
13 1965 30,0 0,6 6,8 25,9 0,4 5,2
1987 26,1 0,4 4,3 23,3 0,4 4,3
2008 19,0 0,7 6,8 16,7 0,4 4,6
р 1987-2008 <0,01 - - <0,001 - -
14 1966 37,1 0,7 8,5 29,4 0,5 5,6
1988 28,5 0,3 3,4 24,8 0,4 3,9
2009 24,8 0,8 6,8 20,9 0,5 4,4
р 1988-2009 <0,01 - - <0,01 - -
15 1967 45,5 0,8 9,3 31,4 0,4 5,4
1989 35,3 0,7 7,5 25,9 0,4 4,2
2010 30,9 0,9 8,0 21,9 0,4 3,9
р 1989-2010 <0,01 - - <0,01 - -
Девочки
лет
1960-е 1980-е А 2000-е
Рис. 3. Мышечная сила правой кисти рук московских школьников в возрасте 8—15 лет (девочки) при лонгитудинальных наблюдениях в разные десятилетия
По лученные данные об изменении тотальных размеров тела московских школьников и ускорении биологического развития свидетельствуют о положительных сдвигах в физическом развитии и, воз-
можно, о «новом витке» активности процесса акселерации [9]. Можно было бы предположить, что такие же изменения коснутся и силовых возможностей школьников.
Возрастная динамика статистических параметров силы сжатия кисти детей разных десятилетий представлена в табл. 2.
В ходе лонгитудинальных наблюдений 2003—2011 гг. было установлено достоверное снижение функциональных показателей во всех возрастных группах. В исследованиях 1980-х гг. снижение мышечной силы правой кисти рук (динамометрии) у московских школьников было зафиксировано в начале пубертатного периода — в 11—12 лет. Именно с этого момента школьники по приросту мышечной силы стали отставать (р <0,01—0,05) от ровесников 1960-х (рис. 3, 4).
Наибольшее различие в снижении силовых возможностей у современных школьников по сравнению с их ровесниками в 1960-е гг. обнаруживается в 9 и 13—15 лет. У мальчиков показатели ниже на 11,0—14,6 кг, у девочек — на 8,5—9,5 кг. По сравнению со сверстниками 1980-х гг., силовые возможности современных школьников существенно ниже в возрасте 8—10 лет: у мальчиков — на 8,9—9,8 кг, у девочек — на 7,9—9,4 кг.
Мальчики
лет
——1960-е —— 1980-е —*—2000-е
Рис. 4. Мышечная сила правой кисти рук московских школьников в возрасте 8-15 лет (мальчики) при лонгитудинальных наблюдениях в разные десятилетия
Девочки
лет
общеобразовательные школы ш— школы с расширенным двигательным режимом
Рис. 5. Мышечная сила правой руки девочек в возрасте 7-16 лет в учреждениях с различным двигательным режимом
В 1960-е гг. и у мальчиков, и у девочек к 12-му году жизни показатели динамометрии удваивались по сравнению с показателями в 8 лет, в середине 1980-х у мальчиков удвоение показателя достигалось только к 15 годам, а у девочек — даже позже. У современных школьников обоих полов удвоение показателей динамометрии происходит уже к 11 годам на фоне общего низкого уровня этих показателей.
По мнению Ю.А. Ямпольской (2003), снижение функциональных показателей у школьников в 1980-е гг. было сопряжено с сужением границ дисперсионного разброса этого показателя [3]. Как известно, вариационное разнообразие говорит о состоянии развития контингента. Если бы тенденция к известной однородности, снижению разнообразия вариантов сопровождалась возрастанием средней величины мышечной силы, его можно было бы расценить как факт положительный, обусловленный улучшением условий жизни, исключением негативных влияний, сглаживанием социальных различий. В сочетании с уменьшением средней величины он может считаться отрицательным, связанным с ограничением функциональных возможностей, ухудшением физиологических характеристик растущего организма. По результатам 2000-х гг., разброс показателей достаточно широк во всех возрастных группах (коэффициент вариации V колеблется в пределах от 17,8 до 31,8).
Данные по снижению физиометрических показателей детей, подростков и молодежи в XXI в. подтверждаются исследованиями в разных регионах России (Нижний Новгород, Архангельск, Киров) и в разных возрастных группах [10-13].
Снижение силовых возможностей связывают с отсутствием интереса к активным занятиям спортом, малоподвижным образом жизни, широким внедрением в жизнь технических средств, нарушением режима питания, ухудшением экологической обстановки [11, 12, 14].
Для установления связи показателей мышечной силы и общей двигательной активности школьников было проведено сравнительное исследование динамометрии правой кисти у школьников в возрасте 7-16 лет в обычных школах и школах с расширенным двигательным режимом (рис. 4, 5).
Сравнительный анализ функциональных показателей позволил получить достоверные различия (р <0,05-0,001) во всех возрастно-половых группах, за исключением девочек 11 лет и мальчиков 14 лет. В когорте мальчиков 7, 8, 9, 10, 13 и 15 лет различия статистически значимы
Мальчики
общеобразовательные школы -— школы с расширенным двигательным режимом
Рис. 6. Мышечная сила правой руки мальчиков в возрасте 7-16 лет в учреждениях с различным двигательным режимом
(р<0,001). Так, в возрасте 7 лет у мальчиков из обычных школ средние значения мышечной силы правой кисти составляют 5,6±0,2 кг, в школах с расширенным двигательным режимом — 8,2±0,3 кг; у девочек — 4,1±0,3 и 6,8±0,2 кг, соответственно. В возрасте 12 лет у мальчиков — 16,3±0,4 и 19,0±0,8 кг, у девочек — 14,7±0,3 и 16,7±0,9 кг, соответственно. В возрасте 16 лет у мальчиков — 33,6±0,9 и 38,2±2,0 кг, у девочек — 21,4±0,4 и 23,2±0,7 кг, соответственно.
Заключение
Таким образом, изучение физического развития школьников в современных условиях продолжает оставаться одним из ключевых разделов гигиены детей и подростков. Продольные и поперечные наблюдения за физическим развитием позволяют своевременно выявлять особенности морфофункционального состояния детей, разрабатывать и пересматривать нормативы физического и биологического развития, а также функциональных показателей, устанавливать степень и силу влияния медико-социальных факторов и факторов окружающей среды на здоровье подрастающего поколения.
39
лет
ЛИТЕРАТУРА
40
1. Сердюковская Г.Н. Проблема изучения состояния здоровья школьников в СССР. Автореф. дисс. ...докт. мед. наук. М. 1970. 33 с.
2. Бунак В.В. Антропометрия. М., 1941. 367 с.
3. Ямпольская Ю.А. Физическое развитие в исследованиях НИИ гигиены детей и подростков. Подходы к стандартизации исследований и оценки. Физическое развитие детей и подростков во второй половине XX века: актовая речь. М. 2003. 39 с.
4. Хомякова И.А., Година Е.З., Задорожная Л.В. Особенности роста и развития детей г. Архангельска за последние 20 лет. Мат-лы XV Конгресса педиатров России с международным участием: «Актуальные проблемы педиатрии». М.: НЦЗД РАМН. 2011. 922 с.
5. Macfarlane T.S., Larson C.A., Stiller C. Lower extremity muscle strength in 6- to 8-year-old children using hand-held dynamometry. Pediatr. Phys. Ther. 2008; 20 (2): 128-136.
6. Stark T., Walker B., Phillips J.K. Fejer R, Beck R. Hand-held dynamometry correlation with the gold standard isokinetic dynamometry: a systematic review. PMR. 2011; 3 (5): 472-479.
7. Bohannon R.W. Reference values for extremity muscle strength obtained by hand-held dynamometry from adults aged 20 to 79 years. Arch. Phys. Med. Rehabil. 1997; 78 (1): 26-32.
8. Баранов А.А., Кучма В.Р., Скоблина Н.А. Физическое развитие детей и подростков на рубеже тысячелетий. М. 2008. 216 с.
9. Кучма В.Р., Скоблина Н.А., Милушкина О.Ю., Бокарева Н.А., Ямпольская Ю.А. Характеристика морфофункциональных показателей московских школьников 8-15 лет (по результатам лонгитудинальных исследований). Вестн. Московского университета. Серия XXIII. Антропология. 2012; 1: 76-83.
10. Богомолова Е.С. Гигиеническое обоснование мониторинга роста и развития школьников в системе «здоровье — среда обитания». Автореф. дисс. ...докт. мед. наук. Н. Новгород. 2010. 44 с.
11 Криволапчук И.А. Возрастная динамика и адаптационные изменения функционального состояния детей 5-14 лет под влиянием занятий физическими упражнениями. Автореф. дисс. ... докт. биол. наук. М. 2008. 49 с.
12. Мишкова Т.А. Морфофункциональные особенности и адаптационные возможности современной студенческой молодежи в связи с оценкой физического развития. Автореф. дисс. . канд. биол. наук. М. 2010. 24 с.
13. Чагаева Н.В., Попова И.В., Токарев А.Н., Кашин А.В., Беляков В.А. Сравнительная характеристика физиометрических показателей физического развития школьников. Гигиена и санитария. 2011; 2: 72-75.
14. Лобачева А.В., Исламова Е.А., Фурман Г.Л., Свищева Е.М. Рациональное питание и его роль в формировании здорового образа жизни. Мат-лы науч.-практ. конф. смеждунар. участием: «Фармакотерапия и диетология в педиатрии». 2011. 114 с.
КОНТАКТНАЯ ИНФОРМАЦИЯ Баранов Александр Александрович, доктор медицинских наук, профессор, академик РАН и РАМН, директор ФГБУ «Научный центр здоровья детей» РАМН Адрес: 119991, Москва, Ломоносовский пр-т, д. 2, к. 1 Тел.: (495)967-14-20 E-mail: baranov@nczd.ru
Кучма Владислав Ремирович, доктор медицинских наук, профессор, член-корр. РАМН, заместитель директора ФБГУ
«НЦЗД» РАМН, директор НИИ гигиены и охраны здоровья детей и подростков ФБГУ «НЦЗД» РАМН
Адрес: 119991, Москва, Ломоносовский пр-т, д. 2, к. 1
Тел.: (495) 917-48-З1
E-mail: kuchmavr@nczd.ru
Скоблина Наталья Александровна, доктор медицинских наук, доцент, заведующая отделом комплексных проблем гигиены детей и подростков НИИ гигиены и охраны здоровья детей и подростков ФБГУ «НЦЗД» РАМН Адрес: 119991, Москва, Ломоносовский пр-т, д. 2, к. 1 Тел.: (495) 917-90-45 E-mail: skoblina@niigd.ru
Милушкина Ольга Юрьевна, кандидат медицинских наук, доцент кафедры гигиены ВПО ГБОУ «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России, старший научный сотрудник отдела комплексных проблем гигиены детей и подростков НИИ гигиены и охраны здоровья детей и подростков ФБГУ «НЦЗД» РАМН Адрес: 119991, Москва, Ломоносовский пр-т, д. 2, к. 1 Тел.: (495) 4З4-44-ЗЗ
E-mail: milushkina_o@rsmu.ru, milushkina_o@rsmu.ru
Бокарева Наталия Андреевна, кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник отдела комплексных проблем гигиены детей и подростков НИИ гигиены и охраны здоровья детей и подростков ФБГУ «НЦЗД» РАМН Адрес: 119991, Москва, Ломоносовский пр-т, д. 2, к. 1 Тел.: (495) 917-90-45
E-mail: nabokareva@mail, runabokareva@mail.ru