В последние годы среди гигиенических факторов, влияющих на состояние здоровья молодежи, заметным становится фактор использования школьниками и студентами информационно-коммуникационных технологий (ИКТ), а именно различных электронных устройств (ЭУ) [1–8].
За последние два десятилетия ЭУ не только были интегрированы в образовательную среду, но и стали неотъемлемой частью досуга молодежи. Если в 2008 г. пользовались Интернетом только три четверти подростков и молодежи 12–24 лет, то уже спустя 10 лет это значение достигло 96,9%, причем доля суточной аудитории Интернета среди подростков и молодежи существенно превышает аналогичные показатели у взрослых пользователей. Такая активность увеличения интернет-аудитории связана в первую очередь с доступностью мобильных ЭУ, способных выходить в Интернет, в первую очередь — мобильного телефона [9, 10].

Использование ИКТ в системе образования имеет ряд серьезных преимуществ: более низкая стоимость образования, несмотря на значительные первоначальные капиталовложения; индивидуальная скорость работы с образовательными программами, которую можно менять в зависимости от успехов ученика; возможность выбора места обучения, отсутствие жестких требований пространственной ориентации; эффективный контроль над уровнем знаний обучающихся; доступ к любому учебному фрагменту для всех учащихся. Все эти факторы позволяют создать единую образовательную среду с возможностью для инклюзивного образования. Но, по мнению ряда авторов, цифровая среда существенно повышает риск ухудшения здоровья обучающихся при широкомасштабной компьютеризации образовательных организаций [11].
Нерациональное использование ЭУ молодежью может привести к негативным последствиям: уходу от реальности, жизни в виртуальном мире, отрицательному воздействию на функциональное и психоэмоциональное состояние здоровья и др. [12–15]. Так, при изучении интенсификации и информатизации обучения в образовательных организациях Иркутска было доказано, что повышенные уровни этих показателей снижают умственную работоспособность, замедляют интеллектуальное развитие, повышают уровни тревожности и гиперактивности у детей [16].

На сегодняшний день существует несколько нормативно-методических документов, устанавливающих требования к работе детей и подростков с электронными устройствами. Среди них: СанПиН 2.2.2/2.4 1340-03 «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы»; СанПиН 2.4.1.3049-13 «Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, содержанию и организации режима работы дошкольных образовательных учреждений»; СанПиН 2.4.2.2821- 10 «Гигиенические требования к условиям обучения в общеобразовательных учреждениях»; методические рекомендации «Гигиеническая оценка ридеров и их использование в образовательных организациях» и др. Однако большинство из них предназначены для работы со стационарными ЭУ, не учитывают использование мобильных, кроме того, ориентированы в основном на использование ЭУ в образовательном процессе и значительно меньше внимания уделяют использованию ЭУ в досуговой деятельности, что делает актуальным дальнейшие исследования по гигиенической регламентации суммарного использования ЭУ подрастающим поколением.
В 2015 г. правительством Российской Федерации принята Концепция информационной безопасности детей. Исходя из ее положений, необходимо создать такие условия информационной среды, которые обеспечивали бы позитивную социализацию и индивидуализацию, оптимальное социальное, личностное, познавательное и физическое развитие, сохранение психического и психологического здоровья и благополучия, а также формирование позитивного мировосприятия [17]. И если работы, посвященные влиянию использования ЭУ на психическое, психологическое и функциональное состояние организма молодежи, а также разработке гигиенических требований по использованию ЭУ, в литературе представлены, то изучение влияния использования ЭУ на физическое развитие подрастающего поколения ранее не проводили. В соответствии с этим для обеспечения оптимального физического развития, предусмотренного Концепцией, необходимо решить вопрос о регламентации использования ЭУ.
Целью работы было установить характер и степень влияния использования ЭУ на физическое развитие современной молодежи и дать рекомендации по регламенту использования ЭУ в режиме дня для профилактики возникновения отклонений в физическом развитии.

ПАЦИЕНТЫ И МЕТОДЫ

В исследовании, проводившемся в 2017–2018 гг. участвовали 460 старших школьников Московского региона и 598 студентов из Москвы, Воронежа, Архангельска. Критерии включения в исследование: старшеклассники или студенты любого пола; наличие подписанного информированного согласия; средний возраст школьников — 16 лет, средний возраст студентов — 20 лет, так как в этот возрастной период школьники и студенты планируют использование ЭУ в режиме дня самостоятельно, без внешних ограничений. Критерии исключения: иной возраст. Показатели физического развития обладают достаточной инертностью во времени, поэтому говоря о влиянии ЭУ, нужно учитывать «стаж» их использования, т. е. длительность действия фактора. Поэтому выбор именно этих возрастных групп обусловлен тем, что их представители имеют уже длительный «стаж» использования ЭУ (10 лет и более).
Многоцентровые исследования проводили в образовательных организациях, различающихся по своему типу (общеобразовательные, с углубленным изучением предметов, гимназии); вузах, различающихся по профилю подготовки (специальности «здравоохранение и медицинские науки» и «математика и механика») и расположенных в регионах с различными климатическими и другими условиями.
На первом этапе изучали физическое развитие школьников и студентов с помощью стандартной антропометрической методики и инструментария. Длину тела (см) измеряли с помощью штангового антропометра с точностью до 0,5 см; массу тела (кг) измеряли на медицинском анализаторе InBody 230 (Biospace; Южная Корея) c точностью до 100 г. Оценку физического развития проводили путем сравнения показателей, полученных у обследованного, с региональными шкалами регрессии массы тела по длине тела, имеющимися для регионов, в которых проводили исследование.

Учитывая, что для определения воздействия фактора на процессы роста и развития и особенно возникновения отклонений в физическом развитии не всегда бывает достаточно измерений только длины и массы тела с последующей их оценкой, был проведен анализ состава тела с помощью медицинского анализатора InBody 230 (Biospace; Южная Корея), который позволил получить данные о мышечной массе тела (кг), жировой массе тела (кг), индексе массы тела (кг/м2), а также рекомендации по контролю жировой и мышечной масс тела (сколько испытуемому рекомендуется сбросить/прибавить) (кг). Использовались референсные значения показателей для взрослых и детей, установленные для жителей «западных» стран и заложенные в программное обеспечение медицинского анализатора; для оценки индекса массы тела использовали стандарт ВОЗ, когда идеальными считают значения в пределах 18,5–24,9 кг/м2.
Формирование отклонений в физическом развитии часто связывают с соматотипами, поэтому исследование было дополнено определением конституционального типа по схеме В. Г. Штефко и А. Д. Островского в модификации С. С. Дарской [18]. Характеристика соматотипов представлена в табл. 1.
Для оценки психоэмоционального состояния студентов использовали тест Спилберга–Ханина [19].

На втором этапе исследования для оценки использования ЭУ проводили анкетирование с применением стандартизированных опросников, разработанных в НИИ гигиены и охраны здоровья детей и подростков ФГАУ «НМИЦ здоровья детей» [20]. Опросники позволяли оценить частоту использования каждого вида ЭУ и суммарного их количества в неделю, а также длительность использования в часах в день.
На третьем этапе полученные данные были подвергнуты статистической обработке с использованием Statistica 10.0 (StatSoft; США): рассчитывали средние арифметические величины (Mean), квадратические ошибки средних (Std. err. of mean), средние квадратические отклонения (Std. dev.); для оценки значимости различий средних величин использовали t-критерий Стьюдента; для описания статистической связи количественных показателей с непрерывной изменчивостью использовали критерий корреляции Пирсона; для описания статистической связи качественных показателей с небольшим числом дискретных вариантов использовали построение таблиц сопряженности, связи между показателями описывали с помощью коэффициента сопряженности Пирсона.

Для установления вероятности появления определенного исхода в статистической группе в зависимости от определенного фактора использовали расчет относительных рисков (RR). Были построены четырехпольные таблицы сопряженности, значения которых анализировали при помощи онлайн-калькулятора для медицинской статистики [21]. Рассчитывали 95%-е доверительные интервалы.
Проведенная статистическая обработка была направлена на подтверждение гипотезы о влиянии частоты и длительности использования ЭУ молодежью на их физическое развитие.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

На первом этапе были изучены основные показатели физического развития школьников и студентов — длина и масса тела, которые имели типичные возрастные и половые особенности, у студентов не было выявлено региональных различий (табл. 2). На основании оценки физического развития с помощью региональных шкал регрессии установлено, что только 60,6 ± 1,2% обследованных школьников (мальчиков) и 56,8 ± 2,4% студентов (юношей), 61,2 ± 2,7% школьниц и 63,3 ± 1,5% студенток имели нормальное (гармоничное) физическое развитие.
Среди школьников средний индекс массы тела (ИМТ) у мальчиков составил 21,1 ± 3,2 кг/м2, у девочек — 20,1 ± 3,3 кг/м2. Среди студентов у юношей этот показатель составил 23,04 ± 3,7 кг/м2, у девушек — 21,28 ± 3,5 кг/м2 соответственно. Согласно стандартам ВОЗ, для данных возрастных групп нормальными можно считать значения ИМТ, находящиеся в пределах 18,5–24,9 кг/м2. Среди студентов значение ИМТ выше 25 кг/м2 было выявлено у 20,3% юношей и у 15,6% девушек соответственно.

Было обнаружено большое количество отклонений в физическом развитии за счет как дефицита, так и избытка массы тела. Отклонения за счет дефицита массы тела среди школьников имели 24,2 ± 1,5% мальчиков и 30,6 ± 2,1% девочек, среди студентов — 10,5 ± 1,2% юношей, и 21,8 ± 2,3% девушек. Отклонения за счет избытка массы тела имели 12,2 ± 2,1% школьников, 6,2 ± 1,1% школьниц, 24,6 ± 1,2% студентов и 12,0 ± 1,5% студенток. У остальных выявлено ожирение различной степени. У школьников преобладали отклонения за счет дефицита массы тела, в то время как у студентов — за счет избытка массы тела.
Анализ состава тела показал, что с возрастом происходит достоверное (p < 0,05) увеличение средней жировой массы вне зависимости от пола, при этом длина тела остается стабильной. В то же время необходимо отметить, что с возрастом достоверного увеличения мышечной массы вне зависимости от пола не происходит. Таким образом, можно наблюдать негативную тенденцию: с возрастом не увеличивается число лиц, имеющих нормальное физическое развитие, за счет формирования мышечной массы у лиц с дефицитом массы тела. Масса тела с возрастом возрастает, но в основном за счет жировой массы. Поэтому лица, имеющие избыток массы тела, не только не теряют жировую массу, но и продолжают ее увеличивать. В результате, согласно анализу состава тела, как школьникам, так и студентам необходимо увеличить мышечную массу в среднем на 2–4 кг; студентам так же необходимо уменьшить жировую массу в среднем на 2,5 кг (табл. 2).

Исследование физического развития было дополнено определением соматотипов: относительно «слабые» типы (астеноидный и торакальный) составили примерно 40,0%, относительно «сильные» типы (мышечный и дигестивный) — 25,0%, у остальных школьников был неопределенный соматотип, что в целом типично для распределения в популяции. Была установлена сопряженность отклонений в физическом развитии за счет избытка массы тела с дигестивным соматотипом (коэффициент сопряженности Пирсона 0,72; р < 0,005).
Выявленное большое количество отклонений в физическом развитии школьников и студентов требует поиска причин и, в частности, определения роли использования ЭУ в формировании данной негативной тенденции.

На втором этапе в результате анкетирования школьников и студентов установлено, что они ежедневно используют различные ЭУ (в порядке убывания по популярности): мобильный телефон, ноутбук, планшет, компьютер. Лица, не использующие ЭУ, составили 0,5%. Достоверных различий между мальчиками и девочками, юношами и девушками, школьниками и студентами не выявлено, региональных особенностей также не установлено, что свидетельствует в пользу широкой распространенности явления в молодежной среде.
Представляется важным установленный факт ежедневного сочетанного использования различных электронных устройств — как минимум, двух. Из них обязательно используют мобильный телефон, относящийся к мобильным ЭУ. Вторым наиболее часто используемым ЭУ является стационарный компьютер или ноутбук (коэффициент сопряженности Пирсона для сочетания ежедневного использования мобильного телефона и компьютера или ноутбука составляет 0,5; р < 0,001).
Возможность сочетать мобильные и стационарные ЭУ позволяет школьникам и студентам долговременно пользоваться данными устройствами в течение дня. Суммарная средняя длительность использования стационарных и мобильных ЭУ в обычный учебный день в учебной и досуговой деятельности современных старшеклассников (и мальчиков, и девочек) составляет 7 ч; студентов — 8,5 ч, студенток — 10 ч; региональных особенностей не установлено.

На третьем этапе было рассмотрено, как частое (ежедневное) и длительное (в часах) использование ЭУ влияет на возникновение отклонений в физическом развитии за счет дефицита и избытка массы тела у школьников и студентов.
Был проведен анализ рисков. Выявление факторов риска и оценка их значимости позволят разработать методы снижения данных рисков и уменьшить связанные с ними неблагоприятные последствия — формирование отклонений в физическом развитии молодежи (табл. 3).
Для дефицита массы тела относительный риск составил 2,13 (DI: 2,01–2,21), т. е. фактор ежедневного использования стационарного ЭУ повышает риск формирования у школьников и студентов отклонений в физическом развитии за счет дефицита массы тела, а значит повышает частоту неблагоприятных исходов. Этиологическая составляющая достигает почти 24%; безусловно, действуют и другие факторы.

Для избытка массы тела относительный риск составил 1,59 (DI: 1,11–3,15), этиологическая составляющая — 9,8%.
Риск при использовании мобильных ЭУ и для использования ЭУ с другой частотой в неделю установлен не был. Можно предположить, что использование стационарных ЭУ приводит к снижению двигательной активности и тем самым влияет на возникновение отклонений в физическом развитии.
Однако анализ корреляционных связей между значением жировой массы и длительностью (в часах) использования как стационарных, так и мобильных ЭУ показывает, что существуют статистически значимые (p < 0,05) корреляционные связи между значением жировой массы и длительностью использования стационарного ЭУ (компьютера или ноутбука) (0,45), а также длительностью использования мобильного телефона (0,55). Можно предположить, что мобильный телефон, длительно используемый в зонах wi-fi, которые организованы в транспорте, торгово-развлекательных центрах и даже парках, превращают его в стационарное ЭУ, поскольку предполагается, что пользователь имеет возможность сидеть.

Далее был проведен анализ по установлению «суммарного» времени использования в течение дня стационарных и мобильных ЭУ, которое бы не оказывало негативного влияния на физическое развитие школьников и студентов (рис. 1–рис. 2).
Анализируя данные, можно констатировать, что безопасным является «суммарное» время использования ЭУ в учебной и досуговой деятельности старшеклассников и студентов, составляющее до 3 ч в день. Если учитывать, что в популяции всегда есть дети, подростки и молодежь, имеющие отклонения в физическом развитии, то отклонения за счет избыточной массы тела в 5,0% при использовании ЭУ в день до 4 ч можно было бы считать допустимым, если бы не резкое увеличение отклонений за счет дефицита массы тела при использовании 4 часа в день — до 21,0%.
Был также представлен анализ того, как формируются отклонения в физическом развитии школьников с разными соматотипами в зависимости от различной частоты использования стационарных ЭУ (компьютера и ноутбука) в неделю.
Так, при использовании школьниками ЭУ 1–2 раза в неделю отклонения за счет дефицита массы тела выявлены только у детей с астеноидным соматотипом (100%); при использовании 3–4 раза в неделю — у детей с астеноидным соматотипом (80%) и мышечным соматотипом (20%); при ежедневном использовании — у детей с астеноидным соматотипом (60%), мышечным соматотипом (20%) и торакальным соматотипом (20%). Таким образом, при ежедневном использовании ЭУ дефицит массы тела может возникнуть не только у лиц «слабого» соматотипа, для которого это характерно, но и у лиц «сильного» мышечного соматотипа, для которого это нехарактерно.

Что касается избытка массы тела, то при использовании школьниками ЭУ 1–2 раза в неделю он формируется у детей с дигестивным соматотипом (100%); при использовании 3–4 раза в неделю — у детей с дигестивным соматотипом (75%) и торакальным соматотипом (25%); при ежедневном использовании — у детей с дигестивным соматотипом (50%), торакальным соматотипом (25%) и мышечным соматотипом (25%). Таким образом, при ежедневном использовании ЭУ избыток массы тела может возникнуть даже у лиц «слабого» торакального соматотипа, для которого это нехарактерно.
Кроме того, после частого и длительного сочетанного использования стационарных и мобильных ЭУ школьники и студенты предъявляют жалобы на выраженную усталость (26% школьников и 58% студентов). Длительность использования ЭУ оказывает также влияние на формирование ситуативной тревожности у студентов. Для студентов, использующих ЭУ больше 5 ч в сутки, характерен высокий уровень тревожности (48,2 ± 2,6 баллов), для студентов, использующих ЭУ 3–5 ч, — умеренный уровень тревожности (42,1 ± 1,6 баллов) и у студентов, использующих ЭУ 1–3 ч, — тоже умеренный уровень тревожности (36,1 ± 1,2 баллов). Проведенный корреляционный анализ выявил статистически значимые связи между тревожностью и временем (в часах) использования ЭУ (r = 0,66; p < 0,05).

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

В популяции детей, подростков и молодежи всегда присутствовали лица, имеющие отклонения в физическом развитии. Так, в последнее десятилетие в мегаполисе Москве установлена тенденция к увеличению числа школьников 8–17 лет с избыточной массой тела до 11,5% и дефицитом массы тела до 22,3%, что согласуется с данными и других авторов [22, 23].
Наши результаты показывают, что число отклонений в физическом развитии возрастает. Нормальное физическое развитие выявлено нами в среднем только у 60% обследованных школьников и студентов, причем этот факт не связан с регионом проживания или типом образовательного учреждения. По данным популяционных исследований, проведенных до эпохи массового использования ЭУ молодежью, среднее число лиц с нормальным физическим развитием в популяции составляло 68% [22]. Выявленная негативная тенденция потребовала определить роль использования ЭУ в возникновении отклонений в физическом развитии молодежи.
Частое и длительное использование ЭУ существенно меняет образ жизни современных школьников и студентов, нарушая соотношение основных компонентов их образа жизни: снижает количество времени, отведенное на двигательную активность и ночной сон [24, 25].
Чрезмерное использование ЭУ студентами, увлечение современными ИКТ существенно меняет их благополучие. Изменения носят отрицательный характер, они негативно влияют на функциональное состояние организма, вызывают повышение уровня тревоги и нарушение сна [26, 27].

Результаты нашего исследования позволили установить характер и степень влияния использования ЭУ на физическое развитие современной молодежи. Показано, что ежедневное использование стационарных ЭУ увеличивает риск возникновения у подрастающего поколения нарушений в физическом развитии за счет дефицита массы тела на 24% и избытка массы тела на 10%. Поскольку риск при другой частоте использования стационарных ЭУ установлен не был, можно говорить о том, что эффективным профилактическим мероприятием может стать отказ от использования компьютера и ноутбука на 1 день в неделю, например в воскресный день, что позволило бы также выделить резерв времени для повышения двигательной активности.
В пользу такого предложения свидетельствует установленный в данном исследовании факт, что использование стационарных ЭУ 1–2 раза в неделю приводит к формированию отклонений в физическом развитии только у лиц со склонным к этому соматотипом: отклонения за счет дефицита массы тела формируются у школьников астеноидного соматотипа, а избытка массы тела — у дигестивного соматотипа. В то же время при использовании стационарных ЭУ ежедневно отклонения в физическом развитии могут возникнуть у лиц любого соматотипа.

Исследование показало, что использование ЭУ школьниками и студентами необходимо рассматривать как сочетанное и регламентировать именно суммарное время использования как стационарных, так и мобильных ЭУ в режиме дня как в учебной, так и в досуговой деятельности. Можно говорить о том, что эффективным профилактическим мероприятием могло бы стать ограничение использования в режиме дня стационарных и мобильных ЭУ до 3 ч в день. Однако необходимо помнить, что жесткая регламентация может вызвать негативную реакцию у молодежи, поэтому необходимо параллельно осуществлять работу по формированию ЗОЖ [28–30].
Поскольку показатели физического развития обладают некоторой инертностью, дополнительно было проведено исследование влияния использования ЭУ на более лабильные психоэмоциональные показатели. Установлено, что студенты, использующие стационарные и мобильные ЭУ до 3 ч в день, имеют более низкую ситуативную тревожность.
В объяснении полученных результатов ключевая роль принадлежит двигательной активности, а точнее ее дефициту, поскольку пользователи ЭУ часто вынуждены вести сидячий образ жизни. Дефицит двигательной активности препятствует, с одной стороны, формированию мышечной массы, а с другой стороны, способствует формированию жировой массы. Можно представить цепочку воздействия частого и длительного использования ЭУ на формирование отклонений в физическом развитии школьников и студентов следующим образом: частота и длительность использования ЭУ — увеличение занятий статического характера — снижение двигательной активности — снижение мышечной массы и увеличение жировой массы — формирование отклонений в физическом развитии.
Проведенное исследование, конечно, не охватывает всех возможных последствий частого и длительного использования ЭУ, так, например, возможно рассмотрение их влияния на показатели мышечной силы и жизненной емкости легких у подрастающего поколения.

ВЫВОДЫ

Частое и длительное использование ЭУ молодежью служит одним из факторов, способных вызвать отклонения в физическом развитии. Однако, с точки зрение гигиены, этот фактор является управляемым и может быть регламентирован. Профилактические мероприятия по снижению роста отклонений в физическом развитии молодежи включают отказ от использования стационарных ЭУ, компьютера и ноутбука, на 1 день в неделю (в выходной день) и ограничение суммарного времени использования всех видов ЭУ до 3 ч в течение дня. В целях работы по гигиеническому воспитанию молодежи ограничение использование ЭУ должно идти параллельно с формированием установок на ведение здорового образа жизни у детей, подростков и молодежи, направленных на формирование культуры использования ЭУ и понимание роли двигательной активности в профилактике ожирения и других заболеваний.