Дайвинг с автономным подводным дыхательным аппаратом (аквалангом) стал популярным видом активного отдыха во всем мире. Число юных аквалангистов (дайверов), систематически пребывающих под водой, с каждым годом увеличивается. Поэтому в научной литературе дискутируется вопрос о безопасности для здоровья ребенка занятий дайвингом.
Экспериментальные исследования показали, что организм ребенка особенно подвержен воздействию неблагоприятных факторов водной среды. У детей и подростков в 2,5 раза чаще, чем у взрослых дайверов, отмечаются случаи артериальной газовой эмболии легких [12]. Погружение под воду могут быть опасными для здоровья детей и тогда, когда практикуются погружения в экстремальных условиях и на большие глубины.
Бронхиальная астма принадлежит к числу распространенных (от 10 до 15 %) аллергических болезней в детском возрасте. За последние годы во всем мире, в том числе и в России, отмечается тенденция к увеличению заболеваемости бронхиальной астмой детей. Бронхиальная астма у детей в силу их анатомо-физиологических особенностей имеет своеобразный клинический образ и представляет значительные трудности для диагностики. Поэтому в клинической практике диагноз бронхиальной астмы в этом возрасте устанавливают не всегда своевременно [4].
В последнее время все больше детей с генетической предрасположенностью к бронхиальной астме совершают подводные погружения с аквалангом, несмотря на то, что врачи не дают им разрешение на занятия дайвингом. Проблема также заключается и в том, что дайверы часто отрицают наличие у них бронхиальной астмы при заполнении медицинской анкеты.
Известно, что при занятиях дайвингом на организм человека влияет комплекс факторов, основными из которых являются: изменение гравитации, психоэмоциональный стресс, физические нагрузки, воздействие дыхательных газов и гипотермия. Комплекс этих факторов требует от организма напряжения защитно-приспособительных механизмов, высокой физиологической и физической устойчивости [5, 6, 7].
Скорость потока воздуха, проходящего через дыхательные пути в легкие, зависит от плотности вдыхаемой газовой смеси. При увеличении глубины погружения плотность воздуха возрастает, что приводит к повышению нагрузки на функцию легких дайвера. Дыхание холодной, сухой и плотной газовой смесью через регулятор давления второй ступени акваланга приводит к увеличению сопротивления на вдохе и выдохе, повышению мощности работы дыхательной мускулатуры. Большинство здоровых людей обладают значительными резервами системы дыхания и редко замечают изменения ее функции до достижения глубины 30 метров или увеличения давления до 4 атмосфер. Теоретически можно предположить, что данные факторы могут провоцировать бронхоспазм у людей больных бронхиальной астмой. Это, в свою очередь, повышает риск развития баротравмы легких [8]. Однако проведенные исследования показали, что при удовлетворительном состоянии здоровья люди, страдающие бронхиальной астмой, могут быть сертифицированы для подводного плавания с аквалангом [9]. Поэтому представляется актуальным исследование функции внешнего дыхания у юных дайверов.
Цель исследования
Целью исследования явилось изучение показателей системы внешнего дыхания у детей при однократном подводном погружении с аквалангом в условиях плавательного бассейна.
Материал и методы исследования
В исследовании приняли участие 28 здоровых мальчиков в возрасте 12-13 лет (средние значения роста 153,5±2,5 см; массы тела 43,4±1,4 кг; индекса массы тела 17,7±0,5кг/м2), допущенных к занятиям дайвингом по состоянию здоровья. Критерии включения испытуемых в исследование: отсутствие психических, соматических и инфекционных заболеваний; соответствие показателей биоэлектрической активности, гемодинамики головного мозга, физического и нервно-психического развития возрастной физиологической норме; предоставление справки от врача о возможности заниматься дайвингом; отсутствие жалоб на состояние здоровья в период, непосредственно предшествующий занятиям дайвингу; наличие письменного согласия родителей на участие детей в исследовании.
Исследования проводились в крытом плавательном бассейне «Альбатрос» Сибирского государственного университета физической культуры и спорта города Омска. Погружение осуществлялось в сопровождении инструктора. Курс обучения состоял из 10 занятий (подводных погружений с аквалангом). Занятия и обследование проводились по разработанной нами методике [2], длительность каждого занятия составляла 30,0±5,0 минут. Подводное плавание с аквалангом осуществлялось на глубине 4,5 м, при температуре воды 27 °C. В баллонах находился чистый сжатый воздух под давлением 150 атм.
Спирографию у детей проводили в лабораторных условиях непосредственно до и повторно, через 10 мин после дайвинга, при помощи портативного программно-аппаратного комплекса «Спиро-Спектр», (Нейрософт, Россия) по общепринятой методике в стандартных условиях (при температуре 22-24 ºC, в тихой комнате в спокойной обстановке). Во время исследования ребенок находился в удобном кресле в расслабленном состоянии. Исследованы динамические легочные объемы: жизненная емкость легких (ЖЕЛ), форсированная ЖЕЛ (ФЖЕЛ), объем форсированного выдоха за 1-ю секунду (ОФВ1), частота дыхания и расчетные показатели.
Первичная статистическая обработка экспериментальных данных включала в себя сравнение групп по показателям и проводилась методами непараметрической статистики с использованием критерия Вилкоксона. Перед проведением анализа осуществлялось формирование базы данных исходных показателей, проверка выборок на однородность и наличие нормального распределения с помощью критерия Шапиро - Уилка [3]. При всех подсчетах минимально достоверными считали различия при P<0,05. Расчет статистических показателей производился с помощью программы «Statistica - 10.0 for Windows».
Результаты исследования и их обсуждение
Результаты исследования показали, что у детей в покое до плавания с аквалангом частота дыхания составляла в среднем 15,4±2,7 в 1 мин. Известно, что жизненная емкость легких отражает состояние дыхательной мускулатуры, бронхиальных путей и дают возможность оценить функциональные возможности системы внешнего дыхания. Установлено, что жизненная емкость легких у юных дайверов в покое до подводного погружения составляла в среднем 2700±400 мл. Необходимо отметить, что указанные показатели внешнего дыхания детей соответствовали их возрастной физиологической норме.
Известно, что подводное плавание с аквалангом в связи с возникающим при этом повышением давления воды на организм вызывает изменение в функционировании системы дыхания. Дальнейшие исследования показали, что после подводного погружения данные показатели у юных дайверов достоверно не изменились. Частота дыхания среднем составляла 14,7±3,5 в 1 мин, а жизненная емкость легких - 2600±500 мл. Установлено, что в покое на глубине 4,5 м дыхание у детей урежалось до 9,7±2,4 в мин (табл. 1).
Таблица 1
Фоновые значения частоты дыхания, жизненной емкости легких у юных дайверов, занимающихся подводным плаванием с аквалангом (n=28, M±m)
|
Показатели |
До дайвинга |
Во время дайвинга |
После дайвинга |
|
Частота дыхания, дых/мин |
15,4±2,7 |
9,7±2,4 |
14,7±3,5* |
|
Жизненная емкость легких, л |
2700±400 |
- |
2600±500 |
* Р <0,05 по сравнению с до погружения.
Вместе с тем, анализируя параметры функции внешнего дыхания после дайвинга, можно отметить, что у детей в условиях относительного покоя ряд спирометрических переменных изменялся. Так, отмечалось достоверное (p < 0,05) снижение показателя механических свойств аппарата вентиляции (ОФВ1), отражающего бронхиальную проводимость, в среднем на 5 %. Установлено также достоверное (Р<0,05) снижение после дайвинга динамических параметров выдоха MEF 75 %, MEF 50 % и MEF 25 % в среднем на 7 % (табл. 2). В этом случае можно предположить, что дайвинг вызывает снижение суммарной проходимости воздухоносных путей, эластических свойств легких и грудной клетки. Из данных литературы [1] известно, что уменьшение указанных трех показателей в отдельности или в совокупности обусловлено сужением просвета бронхов на уровне мелких, средних и крупных бронхов. При этом необходимо отметить, что у всех детей клинически значимых явлений обструкции дыхательных путей не наблюдалось.
Таблица 2
Фоновые значения системы внешнего дыхания у юных дайверов, занимающихся подводным плаванием с аквалангом (n=28, M±SD)
|
Параметр |
До дайвинга |
После дайвинга |
|
Максимальная объемная скорость в момент выдоха 75 % ФЖЕЛ, оставшейся в легких (%) |
80±15
|
74±11* |
|
Максимальная объемная скорость в момент выдоха 50 % ФЖЕЛ, оставшейся в легких (%) |
85±16 |
77±19* |
|
Максимальная объемная скорость в момент выдоха 25 % ФЖЕЛ, оставшейся в легких (%) |
87±20 |
82±15* |
* Р <0,05 по сравнению с до погружения.
Сравнительный анализ результатов исследования функции внешнего дыхания у взрослых дайверов показал, что сразу после погружения на небольшие глубины у водолазов не отмечается существенных изменений функции легких [10]. Этот факт можно объяснить функциональной зрелостью органов дыхания у людей зрелого возраста и высокими адаптационными резервами системы внешнего дыхания.
Полученные нами данные свидетельствуют о том, что после однократного подводного погружения с аквалангом на глубину до 5 метров у детей отмечается умеренное сужение дыхательных путей, что согласуется с данными иностранных авторов [11]. Учитывая анатомо-физиологические особенности органов дыхания у детей, более узкий просвет дыхательных путей, а также дыхание под водой сухой, плотной и охлажденной воздушной смесью, можно предположить, что дайвинг способствует сужению бронхов у юных дайверов, а при неблагоприятных условиях может привести к бронхиальной обструкции. Поэтому необходимо строго руководствоваться рекомендациями CMAS о максимально допустимой глубине погружения под воду с аквалангом для детей: 8-9 лет - 3 м, 10-11 лет - 5 м, 12-14 лет - 10 м.
Выводы
Таким образом, результаты исследования позволяют сделать заключение, что после однократного подводного погружения с аквалангом у детей отмечается умеренное сужение просвета мелких бронхов. Можно рекомендовать всем детям перед началом занятий дайвингом пройти обследование у врача-специалиста по гипербарической медицине и провести исследование функции внешнего дыхания.
Дальнейшие исследования в этом направлении необходимы для оценки рисков развития бронхоспазма у юных дайверов с наличием диагноза бронхиальная астма. Решить эту проблему позволят данные, полученные после погружений детей под воду на большую глубину в условиях открытой воды.
Данное исследование предоставляет доказательства того, что подводное плавание с аквалангом может быть успешно и безопасно проводиться детьми 12-летнего возраста при условии, что дайвинг осуществляется в жестко контролируемой среде. В то же время при наличии у детей бронхиальной астмы даже без клинических симптомов, по нашему мнению, является противопоказанием для погружения под воду с аквалангом на глубину более 5 метров. Учет полученных данных обеспечит профилактику возможных осложнений и развития заболеваний при дайвинге, сделает плавание с аквалангом безопасным.
Рецензенты:
Чернышев А.К., д.м.н., профессор кафедры «Детской хирургии», государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Омская государственная медицинская академия», Министерство здравоохранения Российской Федерации, г. Омск;
Бочарников Е.С., д.м.н., профессор, кафедры «Детской хирургии», государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Омская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации, 644043, г. Омск.