Evaluation of morphofunctional signs in students by discriminant analysis in periods 1987-1992 and 2008-2010

Full Text

Исследования, проводимые в России, выявили отрицательную динамику в статусе здоровья студентов юношеского возраста [1-5]. Выборка по юношескому возрасту в онтогенетическом аспекте представляет собой период завершения биологического созревания человека, когда морфофункциональные показатели достигают своих дефинитивных размеров. Выборку групп представляют студенты (девушки и юноши), наиболее динамичная общественная группа, находящаяся в периоде формирования социальной и физиологической зрелости, вынужденная адаптироваться к комплексу факторов социального и природного окружения и вместе с тем подверженная риску нарушений в состоянии здоровья [6, 7]. В системе высшей школы студент-первокурсник, вчерашний школьник, оказывается перед новыми условиями и требованиями, адаптация к которым представляет собой слож- ный многоуровневый процесс со специфическими условиями пребывания в вузе [8, 9]. Индивидуальный метод работы в вопросах сохранения и прогнозирования здоровья студентов невозможен без тщательного обследования и оценки изменчивости морфофункционального статуса индивида. Интерес вызывают показатели физического развития как мужского, так и женского населения репродуктивного возраста, так как именно здоровье в этот период жизни определяет воспроизводство здорового поколения и может влиять на наметившуюся тенденцию снижения рождаемости в России [2, 6, 10, 11]. Таким образом интенсивные умственные, психоэмоциональные нагрузки в наибольшей степени приходятся на период студенчества, что является актуальным для осуществления контроля над состоянием здоровья студентов, в данной работе студентов-медиков Целью данной работы явилось изучение морфофункциональных характеристик у студентов, обследованных в периоды 1987-1992 и 2008-2010 гг. и выявление признаков, в наибольшей степени отражающих изменения, произошедшие в физическом развитии студентов юношеского возраста периода 20082010 гг. по сравнению с периодом 1987-1992 гг. Материал и методы Работа основана на результатах лонгитудинально- го сравнительного анализа морфофункциональных, антропометрических признаков у 1148 студентов юношеского возраста (девушки 16-20 лет, юноши 17-21 года) I и II курсов двух поколений с разницей в обследовании 20 лет ГБОУ ВПО «Красноярский ГМУ им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого» Минздрава России. Исследование проводили в рамках ежегодного обязательного медицинского обследования студентов. Все обследуемые являлись представителями европеоидной расы и проживали в равнозначных климатогеографических условиях - Красноярск и центральные районы Красноярского края. Измерения проводили на добровольной основе в первой половине дня в светлом помещении стандартным набором антропометрических инструментов и приборов (ростомер, весы, сантиметровая лента, ка- липер, толстотный циркуль, скользящий циркуль), прошедших метрическую поверку по общепринятым методикам, а также использовали номограммы [3, 9]. Были изучены антропометрические и морфофункциональные показатели студентов юношеского возраста мужского и женского пола двух периодов наблюдения - 1987-1992 и 2008-2010 гг. В период 1987-1992 гг. было обследовано 179 девушек и 315 юношей, в 2008-2010 гг. - 392 девушки и 262 юноши. Статистически значимых различий по возрасту среди обследованных студентов разных периодов наблюдения не отмечено. В сравниваемых группах исследовали рост, массу тела, жировую складку плеча спереди, жировую складку плеча сзади, жировую складку предплечья, жировую складку спины, жировую складку грудной клетки спереди, жировую складку живота, жировую складку бедра, жировую складку голени, обхват плеча, обхват предплечья, обхват запястья, обхват бедра, обхват голени, обхват голени над лодыжками, обхват грудной клетки, обхват ягодиц, дистальный диаметр плеча, дистальный диаметр предплечья, поперечный диаметр грудной клетки, переднезадний диаметр грудной клетки, поперечный диаметр плеч, поперечный диаметр таза, кистевую динамометрию. На основании полученных антропометрических показателей определяли параметры, характеризующие телосложение: индекс Риса-Айзенка для определения конституционального типа телосложения (астенический, нормостенический, пикнический), индекс Таннера для определения полового типа телосложения (гинекоморфный, мезоморфный, андро- морфный). Статистическая обработка полученных данных выполнялась при помощи программы SPSS, версия 19.0. Для определения переменных, позволяющих классифицировать студентов по принадлежности к изучаемым группам, применен метод дискриминантного анализа. Использовали пошаговый отбор информативных признаков на обучающей выборке с получением решающих правил в виде линейных классификаци- 8---------------------------------------------------------------- Таблица 1 Нормированные коэффициенты канонических дискриминантных функций для исследуемых групп юношей и девушек Девушки Юноши признак коэффициент признак коэффициент Рост -0,254 Жировая складка плеча спереди -0,761 Жировая складка плеча спереди -0,901 Жировая складка плеча сзади -1,066 Жировая складка плеча сзади -0,674 Жировая складка предплечья 0,829 Жировая складка предплечья 0,866 Жировая складка спины 0,385 Жировая складка грудной клетки 0,237 Жировая складка грудной клетки 0,433 Жировая складка живота -0,354 Жировая складка живота -0,472 Жировая складка бедра 0,646 Жировая складка голени 0,523 Жировая складка голени 0,352 Обхват плеча 0,395 Обхват голени 0,232 Обхват голени 0,179 Обхват ягодиц 0,398 Обхват ягодиц -0,537 Динамометрия правой кисти 0,195 Динамометрия правой кисти 0,422 Дистальный диаметр бедра -0,207 Дистальный диаметр плеча -0,197 Поперечный диаметр грудной клетки -0,220 Дистальный диаметр запястья -0,237 - - Диаметр таза 0,172 Таблица 2 Линейная модель дискриминантной функции для морфофункциональных признаков девушек-студенток периодов 1987-1992 и 2008-2010 гг. Признак Период обследования (группа) 1987-1992 гг. 2008-2010 гг. Рост 3,170 3,260 Жировая складка плеча спереди -1,963 -1,402 Жировая складка плеча сзади -0,126 0,182 Жировая складка предплечья -0,112 -0,734 Жировая складка грудной клетки 0,883 0,759 Жировая складка живота -0,554 -0,469 Жировая складка бедра -0,182 -0,396 Жировая складка голени -0,019 -0,177 Обхват голени 1,309 1,118 Обхват ягодиц 1,552 1,418 Динамометрия правой кисти -0,241 -0,289 Дистальный диаметр бедра 7,440 8,166 Поперечный диаметр грудной клетки 0,799 1,041 Константа -383,190 -388,783 D Таблица 3 Линейная модель дискриминантной функции для морфофункциональных признаков юношей-студентов периодов 1987-1992 и 2008-2010 гг. Признак Период обследования (группа) 1987-1992 гг. 2008-2010 гг. Жировая складка плеча спереди 0,120 0,487 Жировая складка плеча сзади -0,949 -0,408 Жировая складка предплечья -0,103 -0,679 Жировая складка спины -0,163 -0,331 Жировая складка грудной клетки -1,489 -1,721 Жировая складка живота -0,700 -0,583 Жировая складка голени 0,030 -0,220 Обхват плеча -0,319 -0,631 Обхват голени 0,347 0,270 Обхват ягодиц 3,787 3,992 Динамометрия правой кисти -0,237 -0,334 Дистальный диаметр плеча 11,016 11,826 Дистальный диаметр запястья 8,935 9,963 Диаметр таза 1,655 1,520 Константа -243,494 -253,911 онных функций и канонических дискриминантных функций. Качество выработанных правил оценивали сопоставлением результатов классификации с исходной классификацией объектов в обучающей матрице. Для каждой дискриминантной функции производили оценку роли ее составляющих при помощи сравнения матриц общих дисперсий и ковариаций с использованием F-критерия. Для проверки гипотезы об однородности ковариационных матриц исследуемых групп использовался многомерный М-критерий Бокса. Результаты и обсуждение На первом этапе исследования проводились меж- групповые сравнения средних значений изучаемых показателей в исследуемых группах юношей и девушек с оценкой статистически значимых различий по t-критерию Стьюдента. В результате были отобраны признаки, статистически значимо различавшиеся среди студентов сравниваемых групп, - 22 для девушек и 18 для юношей. При проведении процедуры дискриминантного анализа было отобрано 13 признаков для девушек и 14 признаков для юношей, позволивших задать канонические дискриминантные функции (табл. 1). При этом вклад в результат классификации показывает абсолютное значение нормированного коэффициента дискриминантной функции. Обращает на себя внимание, что наибольшее количество классификационных признаков принадлежит показателям жирового компонента - 7 из 13 у девушек (жировые складки плеча спереди и сзади, предплечья, грудной клетки, живота, бедра, голени) и 7 из 14 у юношей (жировые складки плеча спереди и сзади, предплечья, спины, грудной клетки, живота, голе- Таблица 4 Результаты классификации студентов исследуемых групп на основании дискриминантных функций Пол Период обследования Предсказанная принадлежность к группе Итого (группа) 1987-1992 гг. 2008-2010 гг. Девушки абс. 1987-1992 2008-2010 151 26 28 366 179 392 % 1987-1992 2008-2010 84,4 6,6 15,6 93,4 100,0 100,0 Юноши абс. 1987-1992 2008-2010 270 22 45 240 315 262 % 1987-1992 2008-2010 85,7 8,4 14,3 91,6 100,0 100,0 ни). Показатели мышечного компонента представлены у девушек двумя признаками обхватами голени и ягодиц, у юношей - тремя обхватами голени, ягодиц и плеча. Костный компонент представлен у девушек дистальным диаметром бедра и поперечным диаметром грудной клетки, у юношей - дистальными диаметрами плеча и запястья, диаметром таза. У обоих полов в число классификационных признаков вошел показатель динамометрии правой кисти, что является закономерным отражением выявленной тенденции снижения мышечной силы среди студентов 20082010 гг. по сравнению со студентами 1987-1992 гг. У девушек в число значимых классификационных признаков вошел рост, характеризующийся увеличением среди обследованных студенток 2008-2010 гг. Можно отметить совпадение девяти отобранных классификационных признаков у обоих полов. Наибольший вклад в результаты классификации как среди девушек, так и среди юношей внесли показатели жирового компонента. Наиболее значимыми признаками для девушек были размеры жировых складок плеча спереди и сзади, предплечья и бедра. Для юношей наибольшее значение для классификации имели жировые складки плеча спереди и сзади, предплечья, голени, обхват ягодиц. Для исследуемых групп юношей и девушек вычислены классифицирующие функции Фишера, представляющие собой линейные комбинации дискриминантных переменных. При этом матрицы ковариаций (дисперсий) в группах наблюдения статистически значимо отличались друг от друга (р < 0,001) как среди юношей, так и среди девушек. Линейная модель дискриминантного анализа может быть представлена в следующем виде: a0 + b .x. + b .x + ... + b x j0 j1 1 . 2 jp p где D - линейная дискриминантная функция; J - индикатор группы, j = 1..., k-1, k - количество групп; х. - дискриминантные переменные; i - индикатор переменной, i = 1..., р; р - количество дискриминантных переменных; aj0 - константа; b. - коэффициент i-й дискриминантной переменной для j-й группы. Линейные модели дискриминантной функции, включающие в себя классификационные признаки, которые характеризуют принадлежность обследованных юношей и девушек к определенному периоду наблюдения, представлены в табл. 2 и 3. Для классификации единиц наблюдения по признакам одного обследованного студента производится расчет линейных дискриминантных функций с коэффициентами каждой из групп. Обследованного относят к той группе, для которой дискриминантная функция принимает максимальное значение. На основании полученных дискриминантных функций проведена итоговая классификация студентов изучаемых групп, результаты которой представлены в табл. 4. Обращает на себя внимание несколько более высокая точность прогнозирования принадлежности к периоду 2008-2010 гг. Для периода 1987-1992 гг. предсказания принадлежности к данной группе наблюдения были точны на 84,4% для юношей и 85,7% для девушек. Для студентов, обследованных в 2008-2010 гг., точность предсказания для девушек составила 93,4%, для юношей - 91,6%. Таким образом, дискриминантный анализ позволил установить классификационные признаки, отражающие характерные изменения, произошедшие в морфофункциональном развитии студентов в 20082010 гг. по сравнению с 1987-1992 гг. С учетом полученных при межгрупповых сравнениях статистически значимых различий студенты- девушки 2008-2010 гг. характеризуются увеличением роста, уменьшением жирового компонента, что наиболее выражено в снижении размеров жировых складок предплечья, грудной клетки, живота, бедра и голени, уменьшением обхватов голени и ягодиц, снижением показателей динамометрии правой кисти, увеличением поперечного размера грудной клетки. Для юношей наиболее характерными изменениями являются увеличение жирового компонента, что выражается в увеличении размеров жировых складок плеча спереди и сзади, живота, при этом отмечалось уменьшение жировой складки голени. Также к числу значимых особенностей юношей 2008-2010 гг. относятся уменьшение обхватов плеча и голени на фоне увеличения обхвата ягодиц, снижение показателей динамометрии правой кисти, увеличение дистальных диаметров плеча и запястья и уменьшение диаметра таза. Заключение Таким образом, отмечается стойкая тенденция к антропологической инверсии пола в виде гинеко- морфного типа телосложения и снижению функциональных возможностей мышечной системы, что является проявлением ретардации уровня физического развития обследуемой группы студентов юношеского возраста за анализируемый 20-летний период. Выявленные изменения подтверждаются также более низкими значениями длины тела и снижением доли мышечного компонента у юношей начала XXI века. Полученные результаты требуют более углубленного изучения конституциональных особенностей современного мужского населения с целью установления причин секулярного тренда в данном направлении и разработки программ коррекции нарушений физического развития современного и последующих поколений мужчин юношеского возраста.

About the authors

Sergey V. Shteynerdt

E.A. Vagner Perm State Medical Academy

Email: shirurg@mail.ru
MD 614070, Perm, Russia Federation

E. E Achkasov

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University

119991, Moscow, Russia Federation

V. V Kozlov

V.G. Voyno-Yasenetsky Krasnoyarsk State Medical University, Ministry of Health of Russia Federation

660022, Krasnoyarsk, Russia Federation

V. G Cherkasova

E.A. Vagner Perm State Medical Academy

614070, Perm, Russia Federation

References

Supplementary files