Влияние курения на состояние кислородтранспортной системы крови юношей в зависимости от уровня их двигательной активности

Введение. Физические нагрузки различной интенсивности оказывают благотворное влияние на многие показатели состояния здоровья человека и являются неотъемлемым атрибутом здорового образа жизни. Лучшим профилактическим средством для поддержания здоровья является отказ от вредных привычек, а также физическая культура и спорт. В литературе отмечается положительный эффект физических нагрузок для профилактики ряда заболеваний и психических расстройств [2, с. 30]. Однако полезная роль физической активности может нивелироваться табакокурением. Табачные токсины наносят повреждения практически всем органам и тканям организма и являются причиной возникновения широкого спектра заболеваний и патологических изменений у человека: в первую очередь, это болезни респираторной системы, а также сердечно-сосудистые заболевания, злокачественные новообразования и др. Окись углерода негативно влияет на стенки кровеносных сосудов, поэтому у курящих нередко встречается облитерирующий эндартериит и ряд других заболеваний (стоматит, хронический бронхит, бронхиальная астма, рак легкого и др.) [5, с. 124]. Курение лиц с хроническим бронхитом увеличивает вероятность развития хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) [3, с. 100].

Важную роль в адаптации организма к физическим нагрузкам играет поддержание необходимого баланса процессов, участвующих в поглощении, транспорте и отдаче кислорода тканям. В свою очередь кислородтранспортная система крови является наиболее чувствительной к воздействию компонентов табачного дыма [4, с. 522]. В связи с этим целью нашей работы стало изучение влияния курения на показатели кислородтранспортной функции крови у юношей в зависимости от уровня их двигательной активности.

Методика. В работе принимали участие 94 юноши 21–23-летнего возраста, признанные здоровыми по результатам ежегодного медицинского осмотра. Участники были разделены на 4 группы по результатам анонимного анкетирования: курящие юноши с низкой двигательной активностью (НДА) (физическая активность менее 150 мин в неделю) и с высокой двигательной активностью (ВДА) (физическая активность 150-300 мин в неделю), некурящие юноши с НДА и ВДА. У всех юношей определяли показатели общего анализа крови (RBC - количество эритроцитов (10¹²/л); HGB - концентрация гемоглобина (г/л); HCT – гематокрит (%); MCHC - средняя концентрация гемоглобина в эритроците (г/л)) на гематологическом анализаторе «ADVIA 60» производства «BAYER» (Германия); показатели кислородной сатурации (satO₂) и гемоглобинового профиля (O₂Hb, COHb, MetHb), парциальное давление газов крови (рСО₂, рО₂) - на анализаторе Point of Care Testing.

Статистическую обработку результатов проводили с помощью программы Statistica (версия 8.0.725, Statsoft, 2012). Для выявления достоверности различий между сравниваемыми группами использовали t-критерий Стьюдента для независимых переменных (t-test, independent, by variables). Двухфакторный дисперсионный анализ проводили методом Factorial ANOVA.

Результаты и их обсуждение. С помощью дисперсионного анализа установлено, что ДА как отдельный фактор оказывает влияние на концентрацию эритроцитов, содержание гемоглобина и гематокрит (р<0,003, р<0,002, р<0,01, соответственно), а также на показатели газового состава крови: парциальное давление газов (pCO₂, pO_2, р< 0,03, р<0,004, соответственно). Курение независимо от ДА отражается на фракционном составе гемоглобина (O₂Hb, COHb, р<0,001, р<0,001, соответственно).

В результате сравнения среднегрупповых значений рассматриваемых показателей без учета фактора курения установлен достоверно более высокий уровень суммарных параметров красной крови и pO2 у юношей, систематически занимающихся физической культурой, чем у лиц, ведущих малоактивный образ жизни (таблица 1). Это согласуется с представлениями о роли физических нагрузок в усилении функциональных возможностей систем кислородообеспечения организма. Возрастание как численности эритроцитов, их наполненности гемоглобином - носителем кислорода, так и диффузии кислорода из легких в кровь (рост парциального давления O2) свидетельствует об увеличение общей дыхательной поверхности крови.

Таблица 1

Показатели кислородтранспортной системы крови в группе юношей с НДА и ВДА

Показатель	НДА	ВДА
RBC (1012/л)	4,68±0,07	5,05±0,06*
HGB (г/л)	137,8±0,03	147,7±0,72*
HCT (%)	41,0±0,63	43,5±0,53*
MCHC (г/л)	33,70±0,09	33,91±0,10
pCO2 (мм рт.ст.)	40,7±0,56	42,9±0,59*
pO2 (мм рт.ст.)	76,3±0,09	83,3±0,84*
satO2(%)	95,0±0,19	95,3±0,35
O2Hb (%)	93,6±0,24	93,2±0,47
COHb (%)	2,21±0,18	3,10±0,37
MetHb (%)	0,42±0,03	0,42±0,04

Примечание: * – статистически значимые различия (p < 0,05)

Аналогичное сравнение параметров КТС крови проведено между курящими и некурящими юношами в смешанных группах с разным уровнем ДА. Видно, что вне зависимости от занятий физической культурой табакокурение угнетает функциональную активность красной крови, а также вызывает сдвиг гемоглобинового профиля в сторону накопления COHb (таблица 2).

Полученные данные позволяют заключить, что физическая активность и курение оказывают противоположное действие на эритроцитарное звено крови, в силу чего у курящих тренированных юношей сохраняется приемлемый уровень суммарных параметров красной крови. Вместе с тем негативное влияние курения отчетливо сказывается на фракционном составе гемоглобина независимо от уровня ДА.

Таблица 2

Показатели кислородтранспортной системы крови в группе некурящих и курящих юношей

Показатель	Некурящие	Курящие
RBC (1012/л)	5,1±0,06	4,83±0,09*
HGB (г/л)	144,2±1,63	140,4±1,87
HCT (%)	44,7±0,51	42,49±0,74*
MCHC (г/л)	33,47±0,10	33,96±0,08
pCO2 (мм рт.ст.)	42,08±0,76	41,32±0,50
pO2(мм рт.ст.)	80,7±1,84	78,2±1,24
satO2(%)	95,5±0,29	94,9±0,23
O 2 Hb (%)	94,6±0,35	92,7±0,28*
COHb (%)	1,11±0,11	3,54±0,23*
MetHb (%)	0,39±0,03	0,38±0,23

Примечание: * – статистически значимые различия (p < 0,05)

Двухфакторным дисперсионным анализом, учитывающим вклад двух средовых факторов, установлено их достоверное совместное влияние на долю отдельных фракций гемоглобина (O2Hb, COHb), парциальное напряжение газов крови (pO2, pCO2), кислородную сатурацию (satO2).

Наиболее чувствительным звеном, реагирующим на табакокурение, являются молекулы гемоглобина, способные связывать не только кислород, но и другие газы. Так, монооксид углерода - компонент табачного дыма, поступая в организм в процессе курения, связывается при повышенных концентрациях с гемсодер-жащими белками, в первую очередь с гемоглобином с образованием карбоксигемоглобина [1, с. 78]. Сродство гемоглобина к СО почти в 300 раз выше, чем к кислороду, что позволяет окиси углерода соединяться с гемоглобином даже при его достаточно низких концентрациях. В свою очередь, СО может стимулировать эритропоэз, увеличивать вязкость крови и тем самым ухудшать гемодинамику [6, с. 177].

Из рисунка 1 видно, что доля COHb у юношей, не потребляющих табак, значительно ниже, чем у курящих юношей, при этом уровень ДА практически не влияет на величину показателя. Вместе с тем при повышенных физических нагрузках у курящих юношей уровень COHb существенно возрастает (1,00±0,08 и 4,40±0,40; р<0,001, соответственно у некурящих и курящих). Более того, относительная доля карбоксигемоглобина у курящих тренированных юношей достоверно выше, чем у физически малоактивных юношей, потребляющих табак (3,0±0,12, р<0,05). Таким образом, физическая активность не только не снижает отрицательное влияние курения на организм, но и усугубляет вызываемое им негативное действие.

5,5

5,0

4,5

4,0

3,5

3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

0,5

0,0

НДА        ВДА

Некурящие

Курящие

Двигательная активность

Рисунок 1. Влияние ДА и курения на COHb (раздельное влияние курения, р<0,001, сочетанное ДА и курения, р<0,016)

о н CL

S ^ см

О

98,0

97,5

97,0

96,5

96,0

95,5

95,0

94,5

94,0

93,5

НДА

ВДА

Двигательная активность

НекурящиеКурящие

Рисунок 2. Влияние ДА и курения на satO2 (p<0,004)

НДА        ВДА

НекурящиеКурящие

Двигательная активность

Рисунок 3. Влияние ДА и курения на O2Hb (p<0,002)

Выраженные различия в группах курящих и некурящих юношей с высокой интенсивностью ДА продемонстрированы на примере кислородной сатурации крови, учитывающей вклад в транспорт кислорода разных фракций гемоглобина. Из рисунка 2 видно, что уровень satO2 у курящих юношей с ВДА значительно ниже, чем у некурящих с аналогичной ДА (94,62±0,47 против 96,59±0,28; р<0,01). Очевидным является и факт, что физическая активность у юношей с вредной привычкой в отличие от некурящих не вызывает адекватного потребностям организма возрастания кислородтранспортной способности гемоглобина.

Еще более заметное влияние курения на процесс транспорта О2 у юношей, испытывающих повышенные физические нагрузки, обнаружено по отношению к O2Hb (рисунок 3).

Причем возрастание двигательной активности у некурящих юношей способствует увеличению доли фракция оксигемоглобина, тогда как физические нагрузки и воздействие табака сопровождаются резким ослаблением степени насыщения гемоглобина кислородом (95,66±0,43 против 91,81±0,51; р<0,001). Следует заметить, что у физически малоактивных юношей значимых различий уровня O2Hb у курящих и некурящих лиц не наблюдается.

о

О

НДА

ВДА

Двигательная активность

Некурящие

Курящие

Рисунок 4. Влияние ДА и курения на pO2(p<0,016)

Поскольку насыщение Hb кислородом зависит не только от особенностей гемоглобинового профиля, но и от интенсивности диффузии газа из альвеол в кровь, представляет интерес изучение газового состава крови. Рисунок 4 демонстрирует ухудшение поглощения кислорода кровью у курящих лиц с ВДА.

Несмотря на то что в целом у физически тренированных юношей рO2 выше, чем у малоактивных, отчетливо проявляется негативное влияние курения. Если при низких физических нагрузках курение практически не влияет на величину рО2, то у физически активных юношей выявляются заметно более низкие величины рО2 у курящих юношей по сравнению с некурящими (80,54±0,22 против 88,53±0,81; р<0,05). Видно также, что повышенная двигательная активность, сочетающаяся с курением, не приводит к адекватному физическим нагрузкам увеличению показателя рО2, наблюдающемуся у юношей, ведущих здоровый образ жизни.

Выводы. Проведенное исследование показало, что курение существенно ослабляет кислородтранспортную функцию крови, главным образом благодаря накоплению в крови карбоксигемоглобина, неспособного транспортировать кислород. При этом курение, сочетающееся с высокой двигательной активностью, вызывает кислородное голодание тканей в большей степени, нежели при отсутствии повышенных физических нагрузок. В этом смысле утверждение «курение и спорт несовместимы» получает реальное подтверждение.