Уровень развития физических качеств индивида отражает морфофункциональное состояние организма, адаптационные возможности различных систем. Согласно нормативным документам РФ (постановления Правительства № 916 от 29.12.01) оценка физической подготовленности включена в перечень обязательно учитываемых показателей при анализе здоровья детей и их диспансеризации.

Рост и развитие детей, проживающих в крупных промышленных городах, зачастую происходит в условиях техногенного химического давления, в результате которого возможны разного рода отклонения — изменение скорости физического развития, его дисгармонизация [1—3]. Данные явления могут привести к нарушениям формирования физических качеств индивида, которые можно расценивать как функциональную составляющую общего индивидуального развития.

Учет экологических факторов территорий проживания может позволить выделить особенности изучаемых показателей и на этой основе реализовать дифференцированный подход к оздоровлению детей, организации двигательной активности [3]. В связи с этим представлялось целесообразным провести анализ показателей физической подготовленности детей, проживающих в условиях химического загрязнения.

Магнитогорск — промышленный центр черной металлургии, он ежегодно входит в перечень 15 российских городов с повышенным уровнем химического загрязнения атмосферы. На его территории находится Магнитогорский металлургический комбинат (ММК) — преобладающий источник химического загрязнения окружающей среды (81% от всех источников выбросов). Выбросы ММК обеспечивают идентичность спектра поллютантов на всей территории города. Геохимические и климатические особенности города неблагоприятны для рассеивания в атмосфере техногенных выбросов и способствуют постоянному химическому загрязнению окружающей среды. Ранее проведенные исследования среди детей дошкольного возраста, проживающих в Магнитогорске, выявили зависимость показателей физического развития от уровня химического загрязнения атмосферного воздуха районов проживания [1].

Цель исследования — оценить показатели физической подготовленности у детей дошкольного возраста, проживающих в районах города, отличающихся уровнем химического загрязнения атмосферы.

Выборка включала 2635 организованных детей 5—7 лет 1-й и 2-й группы здоровья. Соотношение числа мальчиков к числу девочек составило 1:0,95, что соответствует общепопуляционному значению для детей данного возраста (1351 мальчиков и 1284 девочек). Выбор возрастной группы обусловлен высокой чувствительностью к химическим факторам. Показатели физической подготовленности оценивались у детей из дошкольных образовательных учреждений (ДОУ), поскольку их это позволяет изучить показатели физической подготовленности на больших контингентах на основе общих принципов.

На территории Магнитогорска выделены две зоны. Первая зона прилегает к ММК — преобладающему источнику выбросов в атмосферу, вторая зона удалена от него примерно на 10—15 км. Выбранные зоны обладали схожими характеристиками по ряду важных признаков — природно-климатических, геохимических, по доступности медицинской помощи, плотности населения, благоустройству жилья.

На более загрязненной территории (в зоне 1) обследованы 873 (33,13%) ребенка, на менее загрязненной (в зоне 2) — 1762 (66,87%).

Физическая подготовленность изучалась по результатам следующих тестов: бег на 30 м, прыжок в длину с места, поднимание туловища из положения лежа на спине (количество за 30 с). Индекс физической подготовленности определяли путем вычисления среднеарифметического значения баллов, полученных за каждый тест (от 1 до 5) [4].

При исследовании уровня химического загрязнения атмосферного воздуха установлено, что в зоне 1 по сравнению с зоной 2 выявлен более высокий уровень загрязнения: по металлам — хрому в 7,5 раза, цинку в 4 раза, никелю в 3,5 раза, меди в 2,8 раза, кадмию в 2,33 раза, свинцу в 1,95 раза, марганцу в 1,8 раза, железу в 1,65 раза; по взвешенным веществам в 1,41 раза, этилбензолу в 1,37 раза, фенолу в 1,35 раза, толуолу в 1,33 раза, 3,4-бенз (а)пирену в 1,32 раза, ксилолу в 1,29 раза, диоксиду азота в 1,19 раза, диоксиду серы в 1,16 раза. В целом концентрации 16 веществ из 20 (80%) статистически значимо были выше в 1-й зоне (р<0,05). Комплексный показатель загрязнения Ксум (М±σ), рассчитанный по пяти основным поллютантам (многокомпонентной пыли, фенолу, оксиду углерода, диоксиду серы, диоксиду азота), в 1-й зоне составил 11,84±8,42, что в 1,27 раз выше, чем во 2-й — 9,28±5,51 (t = 4,08; р=8·10^–5).

Анализ химического состава питьевой воды показал, что усредненные концентрации всех ингредиентов соответствуют принятым гигиеническим нормативным значениям. Зафиксированы лишь единичные превышения предельно допустимых концентраций (ПДК) веществ, которые относятся к 3-му классу опасности и нормируются по органолептическому признаку вредности. В частности, наблюдалось превышение в двух зонах города концентраций железа (до уровня 5,13 ПДК), в зоне 1 — марганца (до уровня 1,3 ПДК), в зоне 2 — соединений хлора (свободного хлора до уровня 1,08 ПДК и общего остаточного хлора до уровня 1,21 ПДК). Следует отметить, что усредненные комплексные показатели, которые отражают загрязнение питьевой воды по химическим веществам, нормируемым по санитарно-токсикологическому признаку вредности, не превышали уровень единицы и составляли 0,45±0,12 в зоне 1 и 0,46±0,14 в зоне 2 (р>0,05). В отдельных пробах питьевой воды отсутствовало превышение нормативных значений суммарных показателей. Следовательно, на территории выбранных зон наблюдались схожие условия водопользования, а также имелась невысокая вероятность влияния качества питьевой воды на здоровье и физические данные детей.

Таким образом, Магнитогорск можно признать адекватной моделью для изучения влияния химического загрязнения окружающей среды на физическую подготовленность детей дошкольного возраста. Наличие одного мощного превалирующего источника загрязнения окружающей среды обеспечивает относительное постоянство спектра поллютантов на территории города. В нем выделяются две зоны, различающиеся уровнем химического загрязнения атмосферного воздуха. Главным объектом окружающей среды, который претерпевает техногенное влияние, является атмосферный воздух.

Оценка показателей физической подготовленности показала, что в среднем по каждому тесту и в каждой половозрастной группе результаты тестирования соответствовали нормативным значениям (см. таблицу).

При сравнении результатов тестирования у мальчиков и девочек установлено, что по абсолютным показателям тестов имелись статистически значимые различия в отношении скоростного бега за счет лучших значений у мальчиков. Однако анализ интегральных показателей по половозрастным нормативам свидетельствует о более высоком относительном уровне развития физических качеств у девочек. Интегральные показатели физической подготовленности у девочек в 5 лет на 11,68% выше по сравнению с мальчиками, в 6 лет — на 15,87%, в 7 лет — на 4,27%.

Сравнение параметров физической подготовленности в двух зонах проживания, различающихся уровнем химического загрязнения атмосферы, выявило худшие значения в более загрязненной зоне 1 и статистически значимые различия с зоной 2 в группах мальчиков в беге на 30 м и подъеме туловища из положения лежа в 6 лет, а также в беге на 30 м в 7 лет.

У девочек результаты двигательных тестов в двух зонах были аналогичны, что может свидетельствовать о меньшей чувствительности двигательных качеств лиц женского пола, их функциональных показателей процессов роста и развития к химическому загрязнению окружающей среды.

Интегральные показатели (индексы общей физической подготовленности) у мальчиков в зоне 1 были ниже, чем в зоне 2, хотя статистически значимые различия выявлены лишь в 6 лет. Использование индексов позволяет объединить мальчиков различного возраста в одну группу. Средний индекс физической подготовленности в более загрязненной зоне 1 оказался на 4,6% ниже, чем в зоне 2 — 2,99±0,83 и 2,85±0,82 соответственно (р<0,01). Из трех изучаемых тестов у мальчиков зависимость от зоны проживания выявлена в отношении скорости бега на 30 м и подъеме туловища из положения лежа на спине. Первый тест отражает скоростные характеристики мышц, второй связан как с силой мышц, так и со скоростной выносливостью. Относительное их снижение у детей 6 лет, проживающих в более загрязненной зоне, свидетельствует об уменьшении максимальной анаэробной мощности организма в данных условиях среды [3].

Выявленные проявления физических качеств у мальчиков свидетельствуют о снижении развития как скоростных характеристик мышц нижних конечностей, так и выносливости и динамической силы нижнего отдела брюшного пресса и мышц спины. Различия результатов двигательных тестов мальчиков в двух районах города нельзя связать с особенностями двигательной активности, поскольку в ДОУ, включенных в исследования, использовали единые образовательные программы по физическому воспитанию. Можно предположить, что данные отклонения формируются благодаря нарушениям гормональной регуляции процессов роста и развития, которые часто наблюдаются на химически загрязненных территориях и приводят к изменениям продукции гормонов, ответственных за обмен веществ, рост и развитие [3, 5]. Полученные данные свидетельствуют о сопряженности двигательного развития с экологическим состоянием территорий проживания у детей, что проявляется увеличением доли лиц, отстающих от сверстников по уровню физической подготовленности, и согласуются с результатами других исследователей [6].

Таким образом, гигиенический анализ химического загрязнения атмосферы районов проживания детей показал, что на территории Магнитогорска имеются две зоны, в которых идентичен состав химического загрязнения воздушного бассейна на фоне существенных количественных различий концентрации соединений.

Выявлено снижение скоростных способностей мышечных групп нижних конечностей по тесту «бег на 30 м» у мальчиков 5 лет, проживающих в условиях более выраженного химического загрязнения среды, по сравнению со средними нормативными значениями по РФ.

Установлено, что показатели физической подготовленности в отношении скорости бега на 30 м и подъема туловища из положения лежа на спине, а также среднего индекса физической подготовленности у мальчиков 5—7 лет были ниже в зоне с более выраженным химическим загрязнением окружающей среды. Данные факты указывают на зависимость процессов формирования физических качеств мальчиков, их скоростных и силовых характеристик от химического загрязнения среды.

У девочек 5—7 лет результаты двигательных тестов не зависели от химического состояния районов проживания, что можно трактовать как большую устойчивость физических качеств женского организма по сравнению с мужским в данный возрастной период.

Выявленные особенности физической подготовленности детей, посещающих детские дошкольные учреждения, диктуют необходимость оздоровительных мероприятий по укреплению физического здоровья детей. Для нивелирования отрицательного влияния химических факторов среды на процессы роста и развития необходима разработка комплексной программы, включающей динамическое и комплексное наблюдение за физическими качествами, за показателями функциональных и гормональных систем организма, которые их определяют. Для реализации такой программы требуются усилия как педагогов детских дошкольных образовательных учреждений, так и медицинских работников.

Участие авторов:

Концепция и дизайн — Е.Н.К., Н.К.

Сбор и обработка материала, написание текста — Е.Н.К.

Статистическая обработка данных — Е.Н.К., Н.К.

Редактирование — Е.Н.К., Н.К., Е.В.К., Р.К., В.А.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Сведения об авторах

Котышева Екатерина Николаевна — д.м.н., проф. [Ekaterina N. Kotysheva, MD, PhD, Professor]; адрес: Россия, 455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38 [pr. Lenin, 38, Magnitogorsk, 455000, Russia]; https://orcid.org/0000-0002-5627-4452; eLibrary SPIN: 2651-2124; e-mail: fkism@magtu.ru

*Котляр Наталья Николаевна — к.м.н., доцент [Natalia N. Kotlyar, PhD, Assoc. Prof.]; https://orcid.org/0000-0002-5116-4828, eLibrary SPIN: 3011-6611, e-mail: kotlyar.mgn@ mail.ru

Козлов Роман Алексеевич — к.п.н., доцент [Roman A. Kozlov, PhD, Assoc. Prof.]; https://orcid.org/0000-0002-5686-4823; eLibrary SPIN: 3154-6204, e-mail: fkism@magtu.ru

Коробейников Евгений Васильевич — к.ф.н., доцент [Yevgenii V. Korobeynikov, PhD, MPc, Assoc. Prof.]; https://orcid.org/0000-0002-9919-4460, e-Library SPIN: 4989-4616, e-mail: evgvk_17@mail.ru

Алонцев Вячеслав Васильевич — к.п.н., доцент [Vyacheslav V. Alontsev, PhD, Assoc. Prof.]; https://orcid.org/0000-0002-7509-2371; eLibrary SPIN: 6802-7680; e-mail: fkism@magtu.ru