A Single-Stage Population-Based Study of the Relationship between Cognitive and Somatic Health Parameters in Children of Secondary School Age

Full Text

Обоснование

Вопросы когнитивного здоровья детского населения традиционно рассматриваются с позиций превенции, диагностики и лечения различных нервно-психических заболеваний, включая легкие и тяжелые когнитивные нарушения, расстройства психиатрического круга, а также врожденных и приобретенных поражений центральной нервной системы различного генеза [1–3]. В действительности эти состояния вносят значимую долю в различные когнитивные дисфункции детского возраста. В этих условиях остается в тени другая составляющая когнитивного здоровья — формирование когнитивного фенотипа в процессе индивидуального онтогенеза под воздействием тех или иных неорганических факторов. Особенности формирования когнитивного фенотипа важны с точки зрения когнитивного потенциала будущих взрослых и общества в целом, также они рассматриваются в качестве значимого преморбидного фона манифестации патологических состояний [3]. Таким образом, изучение основных тенденций и закономерностей формирования когнитивного фенотипа является еще одной актуальной задачей в области исследований когнитивного здоровья детей.

Четыре группы факторов определяют формирование когнитивного фенотипа: генетические [4–6], экологические [7, 8], семейно-социальные [9, 10] и факторы соматического здоровья [11, 12]. В данной работе предметом изучения явилось потенциальное воздействие факторов соматического здоровья на когнитивное функционирование и академическую успеваемость детей, так как именно в отношении этого аспекта в настоящее время сохраняется целый ряд основательных пробелов. С одной стороны, достаточно доказательств о вкладе питания и отдельных микронутриентов в когнитивное здоровье ребенка и функционирование организма в целом [13–15], а также о роли хронических соматических заболеваний в когнитивном функционировании детей [16–18]. Однако, с другой стороны, эти сведения базируются в основном на экспериментальных данных, при этом исследования с участием детей носят разрозненный характер и представляют связь когнитивно-познавательной сферы лишь с каким-то одним фактором — заболеванием, микронутриентом или параметром здоровья. Таким образом, существует дефицит конкретных доказательств влияния соматических факторов (включая клинические и лабораторные параметры) на когнитивное здоровье детей. Данная ситуация обусловлена в том числе отсутствием до настоящего времени и в мире, и в России популяционных исследований, изучающих у детей связь когнитивных функций и широкого спектра соматических факторов. Подобные исследования способны отразить общие и частные закономерности подобных связей, предоставив возможность цельного восприятия проблемы. Проведенная работа призвана восполнить дефицит подобных исследований.

Цель исследования — определить основные закономерности в связях между когнитивно-академическими и соматическими факторами в когорте российских детей — учащихся 5-х классов.

Данное исследование является частью популяционного изучения параметров когнитивной деятельности детей среднего возраста [19].

Методы

Дизайн исследования

Использовались данные скринингового (одномоментного) обследования российских школьников, проведенного в период с декабря 2016 по апрель 2018 г. в рамках реализации совместного проекта Российской Федерации и Европейского регионального бюро Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) [20, 21]. Выборку базового исследования составили школьники муниципальных образований, представлявших города всех федеральных округов России: Дальневосточного (ДФО), Сибирского (СФО), Уральского (УФО), Приволжского (ПФО), Центрального (ЦФО), Северо-Западного (СЗФО), Южного (ЮФО), чтобы отразить все вероятные географические, климатические, социально-экономические и этнические различия населения, для повышения воспроизводимости данных в УФО было принято решение провести скрининговое обследование в двух городах (далее — УФО1 и УФО2). Муниципальные образования в каждом субъекте РФ были выбраны случайным образом местными органами управления образованием. На основании региональных запросов после завершения представленного скринингового обследования группой специалистов была дополнительно проведена оценка углубленного когнитивного тестирования участников исследования, в том числе анализ взаимосвязей с результатами академической успеваемости, а также дополнительно были изучены связи между этими параметрами и данными скринингового соматического обследования.

Критерии соответствия

Критерии включения:

• учащиеся 5-х классов средних общеобразовательных школ;
• возраст на момент обследования — >10 лет 6 мес 1 дня, < 12 лет 5 мес 29 дней.

Критерии невключения:

• сильная головная боль и другие симптомы ухудшения самочувствия в день обследования, зарегистрированные во время осмотра участников неврологом;
• острое инфекционное заболевание или обострение основного заболевания в день обследования (определялось на основании задокументированного заключения, предоставленного школьным врачом);
• наличие тяжелых двигательных и сенсорных нарушений, зарегистрированных во время осмотра неврологом.

Условия проведения

Исследование проводили в указанных городах на базе государственных средних общеобразовательных школ — в каждом городе от 3 до 5 школ. Выбор школ осуществлен при участии местных департаментов образования, которые получали от местных органов здравоохранения подготовленное исследовательским коллективом письмо — приглашение к участию в исследовании. Условиями включения школ было: обучение школьников по стандартной среднеобразовательной программе и расположение школ в различных районах города. В каждой включенной школе приглашали принять участие в исследовании отдельные классы с наибольшей долей устно согласившихся на участие в исследовании родителей. Приглашение в виде электронного письма вместе с формами информированного добровольного согласия пересылалось родителям администрацией школ. Запланированное время на ответ — 1 нед, повторная рассылка не проводилась. К исследованию в школе допускались дети, чьи законные представители предоставили информированное добровольное согласие в бумажной форме.

Продолжительность исследования

Обследование участников в школах проводили в учебный период с апреля 2017 по апрель 2018 г. одной и той же группой исследователей. В течение одного дня обследовали по 1–2 класса. В одной школе обследование проводили в течение 1–3 дней в зависимости от количества включенных классов. Статистическая обработка данных и подготовка публикации проводились в 2022 г.

Исходы исследования

Основной исход исследования: корреляции между параметрами соматических и когнитивно-академических факторов у участников исследования.

Дополнительные исходы исследования: пороговые значения соматических факторов, связанных с когнитивной и академической успешностью; изучение сочетанного вклада в когнитивную и академическую успешность установленных независимых факторов.

Анализ в подгруппах

Для определения связей с кластерами интегративной успешности сформировались две подгруппы детей — «успешный» и «неуспешный» когнитивные кластеры. Для определения связей с различным количеством субтестов, выполненных на уровне легких когнитивных нарушений, сформировалось семь подгрупп с 0, 1, 2, 3, 4, 5 и 6 субтестами, выполненными на уровне легких когнитивных нарушений (ЛКН). Также были сформированы две подгруппы — выполнившие менее 3 субтестов и 3 субтеста и более на уровне ЛКН. Отдельно анализ связей осуществлен в двух подгруппах — с ведущей правой и ведущей левой рукой.

Для качественного анализа изучаемых параметров с академической успеваемостью взаимосвязи изучали в четырех подгруппах для дисциплины «математика» и в трех подгруппах для каждой из дисциплин «русский язык» и «литература».

По каждому из качественных соматических признаков образовались по две подгруппы — норма и отклонение от нее.

По количественным соматическим признакам сформировали подгруппы (ниже нормы, норма, выше нормы) для каждого из признаков в зависимости от предусмотренных двух (верхней и нижней) или одной (только нижней или только верхней) референсных границ норм.

Методы регистрации исходов

Проводилась оценка следующих когнитивных и академических факторов:

• результаты выполнения 6 субтестов отдельных когнитивных функций — количественные показатели (%), отражающие точность выполнения каждого субтеста. Все субтетсты входят в состав различных психометрических методик и валидированы для применения у детей и подростков: для оценки краткосрочной слухоречевой памяти использовался субтест «Запоминание 10 слов» (из нейропсихологической диагностики по Лурия), для оценки наглядно-образного мышления — субтест «Понимание сюжетных картинок» (из Wechsler Intelligence Scale for Children (WISC-I)), для оценки вербально-логического мышления — субтест «Простые аналогии» (из нейропсихологической диагностики по Лурия), для оценки конструктивного праксиса — субтест «Кубики Кооса» (из WISC-I), для оценки зрительно-пространственного восприятия / памяти — субтест «Мнемотест» (из компьютерного психофизиологического комплекса «Психомат»), для оценки произвольного внимания — субтест «Внимание по расстановке чисел» (из компьютерного психофизиологического комплекса «Психомат»);
• принадлежность участника к одному из двух когнитивных кластеров по уровню интегративной когнитивной успешности — качественный (категориальный) показатель принадлежности к группе более успешного или менее успешного когнитивного кластера;
• количество субтестов, выполненных участником на уровне ЛКН, — качественный порядковый показатель от 0 до 6 (минимум — 0 субтестов, выполненных на уровне ЛКН, максимум — 6 субтестов, выполненных на уровне ЛКН);
• принадлежность участника к группе выполнивших менее 3 субтестов на уровне ЛКН или выполнивших 3 и более субтеста на уровне ЛКН — качественный показатель принадлежности к одной из двух подгрупп;
• академическая успеваемость по каждой из трех дисциплин (математика, русский язык, литература) — в баллах от 2 до 5 по итогам ближайшей к моменту обследования завершенной учебной четверти/семестра;
• оценка ведущей руки — результат в виде принадлежности участника к одной из двух подгрупп («ведущая правая рука» и «ведущая левая рука»);

Подробная методология оценки когнитивно-академических факторов изложена в первой части исследования [19].

Индекс массы тела (ИМТ) определяли по формуле

I = m/h²,

где m — масса тела, кг; h — рост, м (измерял педиатр во время физикального осмотра).

Показатель ИМТ анализировали как количественный параметр в относительных единицах. К случаям ожирения относили участников, у которых соотношение «ИМТ/возраст» превышало медианное значение, указанное в стандартных показателях физического развития детей (ВОЗ), более чем на два стандартных отклонения [22].

По результатам физикального осмотра педиатром регистрировались категориальные параметры: отсутствие или наличие патологии кожи; по аускультативным данным — отсутствие или наличие аритмии, отсутствие или наличие сердечных шумов.

По результатам физикального осмотра и на основании сведений медицинской карты аллергологом регистрировались категориальные параметры: отсутствие бронхиальной астмы или наличие легкой интермиттирующей / легкой персисистирующей бронхиальной астмы.

Оценка состояния осанки осуществлялась ортопедом при физикальном осмотре. Регистрировались категориальные показатели: отсутствие патологии или наличие кифотического/кифосколиотического/сколиотического нарушения осанки.

Остроту зрения, состояние аккомодации и органа зрения определял офтальмолог с помощью стандартной диагностической процедуры с применением проектора офтальмологических знаков HUVITZ, оправы пробной универсальной ОПУ-01, набора пробных очковых линз Ship Nippon, автокераторефрактометра Topcon KR-800, щелевой лампы Keeler KSL-Z с набором диагностических линз. Остроту зрения определяли для каждого глаза в количественных относительных единицах от 0 до 1 (минимум — 0, максимум — 1). Регистрировались категориальные показатели: отсутствие патологии или наличие астигматизма / гиперметропии / миопии / очковой коррекции.

Клинический анализ крови проводился c помощью автоматического гематологического анализатора Sysmex XN-1000 (Sysmex Corporation, Япония), определяли содержание гемоглобина (г/л), количество эритроцитов (×10¹²/л), средний объем эритроцита (MCV — фемтолитры, фл), распределение эритроцитов по ширине (RDW-CV, %), относительное содержание ретикулоцитов (%), содержание гемоглобина в ретикулоцитах (RET-He — пикограммы, пг).

Биохимические параметры крови определяли автоматическим биохимическим анализатором Cobas C 311 (Roche Diagnostics, Швейцария): содержание общего белка (г/л), С-реактивного белка (СРБ, мг/л), глюкозы (ммоль/л), гликированного гемоглобина (%) и железа (мкмоль/л). В качестве референсных интервалов использовали: для уровня гемоглобина — 120–160 г/л; количества эритроцитов — 4,5–5,3×10¹²/л; MCV — 78–100 фл; RDW-CV — 12–15%; относительного содержания ретикулоцитов — 0,2–1,3%; RET-He — 28,4–35,6 пг; общего белка — 60–80 г/л; СРБ — 0–5 мг/л; глюкозы — 3,3–5,5 г/л; гликированного гемоглобина — < 5,2%; железа — > 12,5 мкмоль/л.

Оценку функции внешнего дыхания (ФВД) проводили с помощью портативного спирографа MasterScreen (Германия). Показатели ФВД — количественные (%). Критериями оценки показателей «умеренное снижение форсированной жизненной емкости легких» (ФЖЕЛ) являлось снижение функциональной жизненной емкости легких менее 80% от должного, «значительное снижение ФЖЕЛ» — снижение функциональной жизненной емкости легких менее 65% от должного.

Электрокардиографию (ЭКГ) проводили с помощью электрокардиографа Mortara Eli 150 (США). Единицы измерения частоты сердечных сокращений (ЧСС) — удары в минуту (уд./мин), единицы измерения интервалов PQ, QRS, QT — миллисекунды (мс). Критерием «наличие сердечной аритмии» являлась разница между минимальной и максимальной ЧСС на рутинной ЭКГ более 30 уд./мин. Критерием «нарушение ритма сердца — суправентрикулярная экстрасистолия» являлось наличие на ЭКГ суправентрикулярной экстрасистолы (1 и более). Критерием «нарушение ритма сердца — желудочковая экстрасистолия» являлось наличие на рутинной ЭКГ желудочковой экстрасистолы (1 и более). Критерием «удлинение интервала QT» являлось удлинение интервала QT на рутинной ЭКГ на фоне средней ЧСС более чем 450 мс.

Оценка структурного состояния щитовидной железы (ЩЖ) проводилась с помощью прибора ультразвуковой диагностики Esaote Mylab α (Италия). Регистрировались следующие категориальные параметры: отсутствие или наличие изменений ЩЖ; отсутствие или наличие аномалии развития ЩЖ / диффузных паренхиматозных изменений ЩЖ / кистозных изменений ЩЖ / увеличения объема ЩЖ / диффузных паренхиматозных изменений и увеличения объема ЩЖ / кистозных изменений и увеличения объема ЩЖ / фокальных образований ЩЖ.

Этическая экспертиза

Проведение базового исследования, частью которого является данное исследование, было одобрено локальным независимым этическим комитетом [20, 21]. План непосредственно данного фрагмента исследования с этическим комитетом не согласовывали в связи с наличием информированных добровольных согласий законных представителей на использование результатов обследования в медицинских, научных и образовательных целях с сохранением врачебной тайны.

Статистический анализ

Принципы расчета размера выборки. Размер выборки рассчитывали на основе формулы Кохрейна [23] (представлено в публикации первой части исследования [19]). Результаты расчета показали, что для 5%-й погрешности размер выборки должен составлять от 45 (в случае предполагаемой распространенности легких когнитивных нарушений 3%) до 139 (в случае предполагаемой распространенности легких когнитивных нарушений 10%) участников.

Методы статистического анализа данных. Анализ данных выполнен с помощью пакета статистических программ IBM SPSS Statistics, версия 26.0 (IBM, США). Также статистический анализ выполнялся с использованием модулей matplotlib, scipy, pandas и numpy в Python версии 3.9 и R версии 4.1.3. Описание количественных показателей выполнено с указанием среднего значения, среднеквадратичного отклонения и медианы (25-й; 75-й перцентили).

Проверка на нормальность распределения по одновыборочному критерию Колмогорова–Смирнова показала в целой выборке значимые различия (p < 0,001) с нормальностью распределения большинства гематологических параметров. В связи с этим анализ различий по данным результатам между подгруппами осуществлялся с помощью непараметрических статистических критериев.

Сравнение независимых подгрупп проводили при помощи критерия Манна–Уитни (в случае сравнения двух выборок) и критерия Краскела–Уоллиса (3 выборки и более). Для сравнения категориальных признаков в таблицах 2 × 2 использовали критерий хи-квадрат Пирсона и точный критерий Фишера. Также для сравнения количественных параметров применялся корреляционный анализ по Спирмену (ввиду ненормальности распределения), этот же анализ применялся для сравнения количественных и категориальных параметров.

Для количественных соматических параметров, показавших значимую связь с когнитивными и академическими факторами, определяли точку разделения, применяя модель классификации «дерево решений» с использованием модулей scipy, sklearn, pandas и numpy в Python версии 3.9.

Для определения вероятности отнесения к успешному или неуспешному когнитивному кластеру по соматическим факторам проводился бинарный логистический регрессионный анализ с использованием ROC-кривых.

Для оценки суммарного вклада факторов в когнитивную успешность и успеваемость был проведен линейный регрессионный анализ.

Результаты исследования

Объекты (участники) исследования

Устное согласие на проведение исследования было получено от 1212 родителей детей, обучавшихся в 5-х классах, из них подписанные информированные согласия предоставили 1108 родителей. В день обследования присутствовали 1088 детей (20 детей не явились на обследование), из них в исследование включено 1067 детей (у 11 детей к моменту начала обследования отмечены признаки острой респираторной инфекции, у 10 детей выявлены двигательные и сенсорные нарушения, не совместимые с выполнением тестов). Завершили исследование 1036 детей (14 детей исключили по причине недомогания (головной боли, боли в животе, слабости), 17 детей — по причине неготовности завершить начатое обследование). В анализ включены данные 1036 участников, завершивших исследование. Из них все прошли когнитивное тестирование, оценку представленности ведущей руки, физикальные осмотры педиатра, аллерголога, ортопеда, офтальмологическое обследование, исследование ФВД, ЭКГ, УЗИ ЩЖ, данные об успеваемости были предоставлены на 988 детей. Лабораторная диагностика изучаемых параметров крови была проведена 729 участникам, родители которых дали согласие на процедуру взятия крови, из них по техническим причинам пригодные для анализа результаты лабораторной диагностики были получены от 698–729 участников в зависимости от параметров.

Размер выборки, рассчитанный для максимально ожидаемой 10%-й распространенности легких когнитивных нарушений, превышал почти в 7,5 раза минимально требуемое количество в случае допустимой погрешности 5%.

Основные характеристики когнитивной деятельности, школьной успеваемости и представленности ведущей руки у участников обследованной выборки представлены в соответствующем разделе публикации первой части исследования [19].

Средние показатели крови соответствовали референсным значениям, отмечались гендерные различия по содержанию эритроцитов и ретикулоцитов, объему эритроцитов и распределению эритроцитов по ширине (табл. 1).

 

Таблица 1. Показатели крови участников исследования

	Показатель	Гемоглобин, г/л	Эритроциты, 1012/л	MCV, фл	RDW-CV, %	Ретикулоциты, %	RET-He, пг	Белок общий, г/л	С-реактивный белок, мг/л	Глюкоза, ммоль/л	Железо, мкмоль/л	Гликированный гемоглобин, %
Девочки	N	369	365	369	368	368	368	381	387	384	382	221
	m	133,18	4,81	85,45	13,11	11,58	30,96	72,93	0,91	4,96	16,64	5,03
	δ	8,16	0,34	3,91	0,76	3,53	1,80	4,51	0,76	0,52	6,07	0,38
	Ме	134,0	4,80	85,50	13,0	11,20	31,10	72,97	1,0	4,93	16,30	5,0
Мальчики	N	332	331	332	331	330	330	338	342	338	337	201
	m	133,73	4,88	83,81	13,29	10,68	30,76	73,19	1,02	4,98	16,20	5,07
	δ	8,07	0,32	3,45	0,73	3,29	1,74	4,27	0,75	0,48	6,06	0,30
	Ме	134,0	4,87	83,95	13,20	10,40	30,85	73,05	1,0	4,98	15,70	5,0
Всего	N	701	696	701	699	698	698	719	729	722	719	422
	m	133,44	4,84	84,67	13,19	11,16	30,86	73,05	0,96	4,97	16,44	5,05
	δ	8,12	0,34	3,78	0,75	3,44	1,77	4,40	0,76	0,50	6,06	0,35
	Ме	134,0	4,82	84,70	13,10	10,90	31,0	73,02	1,0	4,95	16,0	5,0
р		0,368	0,003	0,000	0,001	0,000	0,131	0,433	0,057	0,619	0,332	0,271

Примечание. N — количество; m — среднее значение; δ — среднеквадратичное отклонение; Ме — медиана; р — значимость различий между девочками и мальчиками.

 

Были выявлены гендерные различия как по ИМТ, так и по остроте зрения (табл. 2).

 

Таблица 2. Индекс массы тела и острота зрения участников исследования

	Показатель	Индекс массы тела	Острота зрения
			левый глаз	правый глаз
Девочки	N	387	387	387
	m	18,13	0,68	0,69
	δ	3,76	0,38	0,39
	Ме	17,60	0,90	1,00
Мальчики	N	342	342	342
	m	19,12	0,80	0,80
	δ	4,62	0,33	0,34
	Ме	18,03	1,00	1,00
Всего	N	729	729	729
	m	18,60	0,74	0,74
	δ	4,21	0,37	0,37
	Ме	17,74	1,00	1,00
р		0,002	0,000	0,000

Примечание. N — количество; m — среднее значение; δ — среднеквадратичное отклонение; Ме — медиана; р — значимость различий между девочками и мальчиками.

 

Определена частота различных соматических расстройств в обследованной выборке (табл. 3).

 

Таблица 3. Частота соматических расстройств у участников исследования

Показатель	Категории показателя	Девочки		Мальчики		Всего		p	Частота отклонений в выборке, %
		N	%	N	%	N	%
Патология кожи при осмотре	Нет	432	49,4	442	50,6	874	100	0,439	6,8
	Да	35	54,7	29	45,3	64	100
Наличие легкой интермитирующей бронхиальной астмы	Нет	528	51,2	504	48,8	1032	100	0,364	0,4
	Да	1	25,0	3	75,0	4	100
Наличие легкой персистирующей бронхиальной астмы	Нет	528	51,2	503	48,8	1031	100	0,208	0,5
	Да	1	20,0	4	80,0	5	100
Умеренное снижение ФЖЕЛ	Нет	522	51,2	498	48,8	1020	100	0,620	1,5
	Да	7	43,8	9	56,3	16	100
Значительное снижение ФЖЕЛ	Нет	528	51,1	505	48,9	1033	100	0,617	0,3
	Да	1	33,3	2	66,7	3	100
Наличие сердечной аритмии	Нет	448	52,1	412	47,9	860	100	0,164	13,5
	Да	61	45,5	73	54,5	134	100
Нарушение ритма сердца СВЭС	Нет	507	51,1	485	48,9	992	100	0,500	0,2
	Да	2	100,0	0	0,0	2	100
Нарушение ритма сердца ЖЭС	Нет	505	51,2	482	48,8	987	100	1,000	0,7
	Да	4	57,1	3	42,9	7	100
Удлинение интервала QT	Нет	503	50,9	485	49,1	988	100	0,031	0,6
	Да	6	100,0	0	0,0	6	100
ССС: аускультативно аритмия	Нет	527	51,0	507	49,0	1034	100	0,50	0,2
	Да	2	100,0	0	0,0	2	100
ССС: аускультативно патологические шумы	Нет	528	51,0	507	49,0	1035	100	1,00	0,1
	Да	1	100,0	0	0,0	1	100
Изменения ЩЖ	Нет	468	50,1	467	49,9	935	100	0,09	9,6
	Да	58	58,6	41	41,4	99	100
Аномалии развития ЩЖ	Нет	529	51,2	505	48,8	1034	100	0,23	0,2
	Да	0	0,0	2	100,0	2	100
Диффузные паренхиматозные изменения ЩЖ	Нет	519	50,8	503	49,2	1022	100	0,17	1,4
	Да	10	71,4	4	28,6	14	100
Кистозные изменения ЩЖ	Нет	492	50,9	475	49,1	967	100	0,70	6,7
	Да	37	53,6	32	46,4	69	100
Увеличение объема ЩЖ	Нет	525	50,9	506	49,1	1031	100	0,374	0,5
	Да	4	80,0	1	20,0	5	100
Диффузные паренхиматозные изменения и увеличение объема ЩЖ	Нет	526	50,9	507	49,1	1033	100	0,250	0,3
	Да	3	100,0	0	0,0	3	100
Кистозные изменения и увеличение объема ЩЖ	Нет	528	51,0	507	49,0	1035	100	1,000	0,1
	Да	1	100,0	0	0,0	1	100
Фокальные образования ЩЖ	Нет	525	50,9	506	49,1	1031	100	0,374	0,5
	Да	4	80,0	1	20,0	5	100
Астигматизм	Нет	513	51,0	493	49,0	1006	100	0,854	2,9
	Да	16	53,3	14	46,7	30	100
Гиперметропия	Нет	522	51,2	497	48,8	1019	100	0,469	1,6
	Да	7	41,2	10	58,8	17	100
Миопия	Нет	356	47,7	390	52,3	746	100	0,001	27,9
	Да	173	59,7	117	40,3	290	100
Очковая коррекция	Нет	420	49,0	438	51,0	858	100	0,003	17,2
	Да	109	61,2	69	38,8	178	100
Нарушение осанки кифотическое	Нет	445	52,2	407	47,8	852	100	0,122	17,8
	Да	84	45,7	100	54,3	184	100
Нарушение осанки сколиотическое	Нет	490	51,0	471	49,0	961	100	0,905	7,2
	Да	39	52,0	36	48,0	75	100
Нарушение осанки кифосколиотическое	Нет	500	50,4	492	49,6	992	100	0,046	4,2
	Да	29	65,9	15	34,1	44	100

Примечание. Участники, у которых были обнаружены соматические отклонения, были направлены на углубленное обследование для исключения наличия заболевания. N – количество; % — доля; р – значимость различий между девочками и мальчиками по критерию Хи-квадрат. ФЖЕЛ — форсированная жизненная емкость легких; СВЭС — суправентрикулярная экстрасистолия; ЖЭС — желудочковая экстрасистолия; ССС — сердечно-сосудистая система; ЩЖ — щитовидная железа; полужирным выделены значения p < 0,05.

 

Основные результаты исследования

В первую очередь был проведен анализ связей с качественными и количественными когнитивными факторами уровней СРБ. По его результатам сверхнормативный уровень СРБ был прямо связан с меньшей когнитивной успешностью: в группе нормы представленность менее успешного когнитивного кластера составила 39,5%, тогда как в группе высокого содержания СРБ — 62,5% (р = 0,024 по критерию Хи-квадрат Пирсона). По другим когнитивным факторам значимых различий не выявлено, что ожидаемо с учетом того, что успеваемость или легкие когнитивные нарушения являются более стабильными показателями, не подверженными влиянию текущего состояния ребенка. Этот результат подтвердил оправданность исключения из анализа связей участников с высоким уровнем СРБ, так как он влияет на когнитивную успешность по результатам тестирования. Все последующие анализы проводили в когорте без участников с высоким уровнем СРБ.

Принадлежность к более успешному когнитивному кластеру была значимо связана с более высоким содержанием железа, но величина различий была небольшой. Имелась тенденция к «приближению» детей к более успешному когнитивному кластеру при меньшем размере эритроцитов и меньшем содержании общего белка, также с небольшими величинами различий (табл. 4).

 

Таблица 4. Связи принадлежности к когнитивному кластеру с количественными соматическими показателями с уровнем р < 0,1

Когнитивный кластер	Показатель	MCV, фл	Белок общий, г/л	Железо, мкмоль/л
Более успешный	N	435	451	450
	m	84,51	72,87	16,95
	δ	3,85	4,45	6,26
	Ме	84,50	72,89	16,20
Менее успешный	N	293	295	288
	m	85,10	73,38	15,68
	δ	3,65	4,22	5,69
	Ме	85,10	73,30	15,65
p		0,088	0,092	0,019

Примечание. N — количество; m — среднее значение; δ — среднеквадратичное отклонение; Ме — медиана; р — значимость различий по критерию Манна–Уитни. Полужирным выделены значения р < 0,05. С другими количественными соматическими факторами связи с уровнем р < 0,1 не установлены.

 

Выполнение 3 и более субтестов на уровне ЛКН связано с несколько лучшей остротой зрения правого глаза (0,71 ± 0,38 при выполнении менее 3 субтестов на уровне ЛКН и 0,77 ± 0,35 — 3 субтестов и более на уровне ЛКН, р = 0,012). Имелась тенденция к связи с выполнением 3 субтестов и более на уровне ЛКН с большей вариабельностью размеров эритроцитов (р = 0,051), меньшим содержанием гемоглобина (р = 0,064) и бóльшим содержанием ретикулоцитов (р = 0,090), также с небольшими значениями различий. Других достоверных связей выявлено не было.

Значимых связей количественных соматических параметров с количеством субтестов, выполненных на уровне ЛКН (0, 1, 2, 3, 4, 5 или 6 субтестов), выявлено не было.

У правшей отмечался несколько более высокий уровень содержания эритроцитов, с достаточно высокой достоверностью различий. В то же время у левшей регистрировался несколько больший размер эритроцитов (табл. 5).

 

Таблица 5. Соматические факторы, показавшие связь с успеваемостью и ведущей рукой

Фактор	Значение фактора	Показатель	Гемоглобин, г/л	Эритроциты 1012/л	MCV, фл	RDW-CV, %	Железо, мкмоль/л	Индекс массы тела	Острота зрения, у.е.
									левый глаз	правый глаз
Математика, успеваемость	Оценка 2	N	2	2	2	2	2	4	4	4
		m	131,50	4,81	83,50	13,70	20,25	20,59	0,53	0,53
		δ	2,12	0,15	1,70	0,00	11,95	6,56	0,55	0,55
		Ме	131,50	4,81	83,50	13,70	20,25	17,69	0,55	0,55
	Оценка 3	N	140	140	140	139	140	192	192	192
		m	132,26	4,82	84,59	13,40	15,46	19,82	0,77	0,79
		δ	8,52	0,33	3,71	0,87	5,52	5,04	0,35	0,34
		Ме	133,00	4,80	84,55	13,20	15,35	18,36	1,00	1,00
	Оценка 4	N	393	390	393	392	399	552	552	552
		m	133,00	4,83	84,63	13,14	16,32	18,43	0,73	0,73
		δ	7,95	0,34	3,96	0,71	6,13	3,93	0,37	0,38
		Ме	133,00	4,82	84,80	13,10	16,10	17,73	1,00	1,00
	Оценка 5	N	156	154	156	156	160	215	215	215
		m	135,43	4,87	84,90	13,13	17,56	17,93	0,67	0,68
		δ	7,05	0,32	3,42	0,67	6,11	3,13	0,37	0,38
		Ме	136,00	4,86	84,45	13,00	16,90	17,11	0,90	0,90
	p2		0,002	0,424	0,905	0,006	0,042	0,000	0,023	0,011
Русский язык, успеваемость	Оценка 3	N	201	201	201	200	199	266	266	266
		m	133,15	4,86	84,46	13,31	15,62	19,36	0,77	0,78
		δ	8,02	0,34	3,81	0,76	5,95	4,54	0,36	0,36
		Ме	133,00	4,87	84,30	13,20	15,10	18,18	1,00	1,00
	Оценка 4	N	369	365	369	368	380	522	522	522
		m	132,97	4,82	84,72	13,16	16,81	18,34	0,72	0,72
		δ	8,05	0,33	3,89	0,75	6,19	3,99	0,37	0,38
		Ме	133,00	4,80	84,90	13,05	16,50	17,62	1,00	1,00
	Оценка 5	N	121	120	121	121	122	175	175	175
		m	135,19	4,88	84,90	13,07	16,55	18,27	0,67	0,67
		δ	7,27	0,33	3,43	0,66	5,74	3,41	0,38	0,38
		Ме	136,00	4,86	84,90	13,00	15,90	17,48	0,90	0,90
	p2		0,010	0,108	0,263	0,010	0,036	0,007	0,014	0,014
Литература, успеваемость	Оценка 3	N	65	65	65	65	67	88	88	88
		m	133,66	4,91	83,92	13,38	16,28	19,85	0,77	0,76
		δ	8,64	0,33	3,68	0,81	6,11	4,26	0,36	0,37
		Ме	133,00	4,89	83,80	13,20	15,00	18,96	1,00	1,00
	Оценка 4	N	335	333	335	333	339	453	453	453
		m	133,27	4,84	84,53	13,25	15,91	18,78	0,75	0,76
		δ	7,66	0,31	3,85	0,72	5,99	4,56	0,36	0,36
		Ме	133,00	4,80	84,50	13,20	15,70	17,70	1,00	1,00
	Оценка 5	N	290	287	290	290	293	420	420	420
		m	133,60	4,83	85,07	13,07	17,12	18,14	0,68	0,68
		δ	8,03	0,35	3,64	0,73	6,07	3,37	0,39	0,38
		Ме	134,50	4,81	85,20	13,00	16,50	17,48	0,90	1,00
	p2		0,684	0,097	0,008	0,000	0,030	0,001	0,003	0,002
Ведущая рука	Правая	N	610	606	610	609	623	868	868	868
		m	133,46	4,86	84,75	13,20	16,36	18,55	0,72	0,73
		δ	8,15	0,34	3,77	0,76	6,00	4,21	0,37	0,37
		Ме	134,00	4,84	84,80	13,10	16,00	17,70	1,00	1,00
	Левая	N	47	47	47	47	43	66	66	66
		m	132,02	4,71	85,94	12,99	16,57	18,84	0,74	0,74
		δ	7,77	0,29	3,30	0,53	5,98	3,76	0,37	0,37
		Ме	133,00	4,73	85,60	13,00	16,20	17,48	1,00	1,00
	p1		0,280	0,006	0,044	0,119	0,649	0,673	0,734	0,861

Примечание. N — количество; m — среднее значение; δ — среднеквадратичное отклонение; Ме — медиана; р¹ — достоверность различий по критерию Манна–Уитни; р² — достоверность различий по критерию Краскела–Уоллиса. Полужирным выделены значения р < 0,05. Другие соматические факторы не показали достоверных связей.

 

Так как количество категорий успеваемости было более двух, различия количественных соматических показателей по этим факторам рассчитывали с помощью критерия Краскела–Уоллиса, что включало уточнение результатов по парам категорий. Был получен ряд значимых связей, прошедших проверку поправкой Бонферрони. Низкое распределение ширины эритроцитов, высокий ИМТ, низкая острота зрения обоих глаз и высокий уровень железа связаны с лучшей успеваемостью по всем трем предметам. Высокий уровень гемоглобина связан с лучшей успеваемостью по математике и русскому языку, высокий размер эритроцитов — с лучшей успеваемостью по литературе (см. табл. 5). Достоверные парные различия представлены в табл. 6.

 

Таблица 6. Достоверные ранговые различия (p*) между парами оценок успеваемости по результатам непараметрического анализа Краскела–Уоллиса

Фактор	Различия между парами оценок
	Математика			Русский языки			Литература
	3–5	3–4	4–5	3–5	3–4	4–5	3–5	3–4	4–5
Гемоглобин	0,004	—	0,003	0,03	—	0,01	—	—	—
RDW-CV	0,055	0,012	—	0,031	0,023	—	0,002	—	0,001
MCV	—	—	—	—	—	—	0,023	—	0,058
Железо	0,035	—	—	—	0,033	—		—	0,026
Индекс массы тела	0,000	0,014	—	0,045	0,009	—	0,001	0,039
Острота зрения: • левый глаз	0,019	—	—	0,011	—	—	0,051	—	0,008
• правый глаз	0,008	—	—	0,012	—	—	—	—	0,002

Примечание. * представлены значения p с поправкой Бонферрони для нескольких испытаний; полужирным выделены значения p < 0,05.

 

Ранговый корелляционный анализ по Спирмену показал следующие наиболее выраженные связи: для ИМТ — c успеваемостью по математике (r = –0,137; p < 0,001), по литературе (r = –0,105; p = 0,001), по русскому языку (r = –0,089; p = 0,005); для гемоглобина — с успеваемостью по математике (r = –0,134; p < 0,001); для распределения ширины эритроцитов — с успеваемостью по литературе (r = –0,164; p < 0,001).

Большинство значимых связей имело очень слабую силу — r < 0,1 (табл. 7). Следует отметить слабую положительную связь миопии с высокой успеваемостью по русскому языку (r = 0,137; p < 0,001), литературе (r = 0,129; p < 0,001) и математике (r = 0,99; p = 0,006); наличия очковой коррекции — с успеваемостью по математике (r = 0,107; p = 0,003).

 

Таблица 7. Связи категориальных когнитивных факторов с категориальными параметрами соматических отклонений с уровнем р < 0,1

Когнитивный фактор	Пока- затель	Щитовидная железа: изменения	Кистозные изменения ЩЖ	Очковая коррекция	Рефракция		Нарушение осанки
					Астигматизм	Миопия	Кифоско- лиотическое	Кифо- тическое	Сколио- тическое
Когнитивные кластеры: более успешные — менее успешные	r	0,092*	0,095*	–0,021	0,011	–0,028	–0,008	–0,013	0,005
	p	0,013	0,010	0,578	0,766	0,449	0,831	0,733	0,891
	N	726	729	729	729	729	729	729	729
Количество субтестов, выполненных на уровне ЛКН: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6	r	–0,022	0,010	–0,031	0,060	–0,070*	–0,001	0,056	0,001
	p	0,507	0,761	0,346	0,073	0,035	0,981	0,092	0,988
	N	726	729	729	729	729	729	729	729
3 и более субтестов, выполненных на уровне ЛКН: менее 3 субтестов — 3 и более субтеста	r	–0,034	–0,004	–0,016	0,079*	–0,045	–0,006	0,045	–0,032
	p	0,364	0,911	0,663	0,033	0,222	0,864	0,220	0,394
	N	726	729	729	729	729	729	729	729
Успеваемость по математике: 2, 3, 4, 5	r	–0,019	–0,044	0,107**	0,006	0,099**	–0,082*	–0,042	0,067
	p	0,605	0,223	0,003	0,878	0,006	0,025	0,244	0,065
	N	689	691	691	691	691	691	691	691
Успеваемость по русскому языку: 3, 4, 5	r	0,005	–0,014	0,050	–0,024	0,137**	0,015	–0,095**	0,092*
	p	0,898	0,695	0,167	0,516	0,000	0,673	0,009	0,012
	N	689	691	691	691	691	691	691	691
Успеваемость по литературе: 3, 4, 5	r	–0,010	–0,050	0,082*	0,037	0,129***	0,038	–0,074*	0,042
	p	0,793	0,174	0,025	0,308	0,000	0,308	0,045	0,251
	N	687	689	689	689	689	689	689	689

Примечание. r — коэффициент ранговой корреляции Тау-b Кенделла; p — значимость двусторонняя; N — количество участников; ЩЖ — щитовидная железа. Полужирным выделены значимые корреляции: * — на уровне 0,05; ** — на уровне 0,01; *** — на уровне 0,001. Для ведущей руки, а также по другим категориальным соматическим параметрам различий с уровнем р < 0,1 выявлено не было.

 

При анализе связей количественных когнитивных факторов с количественными гематологическими показателями, ИМТ и остротой зрения также, как в предыдущем случаев, большинство значимых связей показывает крайне слабую силу — r < 0,1 (табл. 8).

 

Таблица 8. Связи количественных когнитивных факторов с количественными гематологическими показателями, индексом массы тела и остротой зрения

Когнитивная функция	Показатель	Гемоглобин, г/л	RDW-CV, %	RET-He, пг	Железо, мкмоль/л	Индекс массы тела	Острота зрения, у.е.
							левый глаз	правый глаз
Объем краткосрочной слухоречевой памяти, точность воспроизведения, %	r	0,089*	–0,105**	0,062	0,080*	–0,006	0,001	–0,011
	p	0,016	0,005	0,093	0,030	0,854	0,968	0,736
	N	728	726	725	738	1012	1012	1012
Вербально-логическое мышление, точность выполнения заданий, %	r	0,068	–0,073*	0,041	0,060	–0,013	–0,072*	–0,084**
	p	0,066	0,048	0,270	0,106	0,672	0,022	0,008
	N	728	726	725	738	1012	1012	1012
Зрительное восприятие /память, % правильных ответов	r	0,010	–0,015	–0,012	–0,069	0,070*	–0,076*	–0,054
	p	0,800	0,685	0,748	0,066	0,029	0,017	0,092
	N	695	693	692	704	969	969	969
Внимание произвольное, % правильных ответов	r	0,067	–0,057	0,089*	0,084*	0,015	–0,039	–0,037
	p	0,078	0,131	0,019	0,025	0,636	0,221	0,254
	N	695	693	692	704	969	969	969

Примечание. r — коэффициент ранговой корреляции Спирмена; p — значимость двусторонняя; N — количество участников. Полужирным выделены значимые корреляции: * — на уровне 0,05; ** — на уровне 0,01; ***— на уровне 0,001. Для наглядно-образного мышления и конструктивного праксиса, а также для других количественных соматических факторов различий с уровнем р < 0,05 не выявлено.

 

Можно отметить связь низкой вариабельности распределения ширины эритроцитов с лучшей краткосрочной памятью (r = 0,105; p = 0,005). Следует обратить внимание на то, что значимые связи продемонстрировали те же факторы, которые фигурировали и в корреляциях с когнитивными кластерами или успеваемостью (гемоглобин, железо, вариабельность размеров эритроцитов, острота зрения). При этом гематологические показатели почти во всех случаях (6 против 1) показывали значимые связи с когнитивными функциями со значимым нейродинамическим (память и внимание), а не с качественным (мышление, конструктивный праксис) компонентом.

Наличие миопии показало слабую положительную связь с вербально-логическим мышлением (r = 0,151; p < 0,001), наличие кистозных изменений в ЩЖ — обратную связь с конструктивным праксисом (r = 0,110; p = 0,003; табл. 9). Кроме того, наличие кистозных изменений в ЩЖ характеризовалось очень слабой прямой связью с менее успешным когнитивным кластером (r = 0,095; p = 0,01; см. табл. 7).

 

Таблица 9. Достоверные связи количественных когнитивных факторов с категориальными параметрами соматических отклонений с уровнем р < 0,05

Когнитивная функция	Показатель	ЩЖ: изменения	Кистозные изменения ЩЖ	Очковая коррекция	Рефракция
					Астигматизм	Гиперметропия	Миопия
Объем краткосрочной слухоречевой памяти, точность воспроизведения	r	0,033	–0,015	0,067	–0,049	–0,017	0,082*
	p	0,380	0,677	0,072	0,190	0,650	0,027
	N	726	729	729	729	729	729
Наглядно-образное мышление, точность выполнения заданий	r	–0,003	–0,011	0,010	–0,088*	–0,023	0,051
	p	0,932	0,777	0,787	0,017	0,532	0,170
	N	726	729	729	729	729	729
Вербально-логическое мышление, точность выполнения заданий	r	0,045	0,019	0,094*	–0,008	–0,077*	0,151***
	p	0,224	0,610	0,011	0,828	0,038	0,000
	N	726	729	729	729	729	729
Конструктивный праксис, точность выполнения заданий	r	–0,087*	–0,110**	–0,004	–0,017	–0,011	0,046
	p	0,019	0,003	0,918	0,654	0,777	0,213
	N	726	729	729	729	729	729

Примечание. r — коэффициент ранговой корреляции Спирмена; p — значимость двусторонняя; N — количество участников; ЩЖ — щитовидная железа. Полужирным выделены значимые корреляции: * — на уровне 0,05; ** — на уровне 0,01; *** — на уровне 0,001. Для зрительного восприятия, произвольного внимания, а также по другим категориальным соматическим параметрам значимых различий не выявлено.

 

Далее был проведен качественный анализ данных, основанный на делении количественных гематологических показателей и ИМТ на категории по отклонениям от клинической нормы. Из анализа были исключены малочисленные, выявленные в единичных случаях отклонения: высокий уровень гемоглобина (1 участник), низкий уровень глюкозы (3 участника), низкий уровень ретикулоцитов (2 участника) и низкий уровень гликированного гемоглобина (7 участников).

Для клинических уровней эритроцитов получены значимые связи с рядом факторов (табл. 10).

 

Таблица 10. Достоверные связи отклонений уровня эритроцитов с категориальными когнитивными факторами

Когнитивный фактор	Категория когнитивного фактора	Эритропения (0)		Нормальное содержание эритроцитов (1)		Эритроцитоз (2)		p-критерий, Хи-квадрат
		N	%	N	%	N	%
3 субтеста и более, выполненных на уровне ЛКН	Менее 3 субтетсов на уровне ЛКН	60	60,62	390	68,5	44	80,00	0,014
	3 субтеста и более на уровне ЛКН	39	39,42	179	31,5	11	20,00
Когнитивные кластеры	Более успешные	49	49,51	347	61,00	35	63,6	0,032
	Менее успешные	50	50,51	222	39,00	25	36,4
Успеваемость по литературе	Оценка 3	5	5,5	53	9,8	7	13,2	>0,05
	Оценка 4	35	38,5	277	51,2	21	39,6	>0,05
	Оценка 5	51	56,01	211	39,00	25	47,2	0,007

Примечание. Полужирным выделены доли, которые значимо различаются; номера верхних индексов указывают на столбцы, с показателями которых имеются достоверные различия.

 

Анализ по непараметрическому критерию Краскела–Уоллиса показал, что при эритропении точность выполнения субтеста на наглядно-образное мышление (m = 68,75 ± 29,36) уступает точности выполнения при нормальном уровне эритроцитов (m = 77,41 ± 26,65) с достоверностью соответственно p = 0,005 и p = 0,015 с поправкой Бонферрони и при эритроцитозе (m = 79,51 ± 23,54) с достоверностью соответственно p = 0,029 и p = 0,088 с поправкой Бонферрони. Таким образом, при эритропениях отмечаются более низкая по сравнению с нормой интегративная когнитивная успешность и несколько худшее наглядно-образное мышление, а также преимущественно выполнение 3 субтестов и более на уровне ЛКН по сравнению с эритроцитозом.

Для отклонений в уровне железа получена связь с когнитивными кластерами: при пониженном содержании менее успешный когнитивный кластер встречался несколько чаще, чем при нормальном (44,7 против 36,8%; p = 0,047).

Среди участников с анемией значимо реже регистрировалась отличная успеваемость по математике, а также имелась тенденция к более частой регистрации успевающих на «3» (табл. 11).

 

Таблица 11. Достоверные связи отклонений уровня гемоглобина с успеваемостью по математике в категориальном выражении

Категория когнитивного фактора	Анемия (0)		Нормальное содержание гемоглобина (1)		p-критерий, Хи-квадрат
	N	%	N	%
Оценка 2	0	0,0	2	0,3	>0,05
Оценка 3	11	31,4	129	19,7	>0,05
Оценка 4	22	62,9	371	56,6	>0,05
Оценка 5	2	5,71	154	23,50	0,026

Примечание. Полужирным выделены доли, которые значимо различаются; номера верхних индексов указывают на столбцы, с показателями которых имеются достоверные различия.

 

Схожие результаты были получены для размеров эритроцитов: при патологически малом размере эритроцитов реже фиксировалось отличная успеваемость по математике (7,1 против 23,3%; р = 0,046).

Для показателя распределения эритроцитов по ширине установлены связи с успеваемостью по математике и литературе (табл. 12).

 

Таблица 12. Достоверные связи отклонений уровня RDW-CV с успеваемостью в категориальном выражении

Успеваемость	Категории когнитивного фактора	Сниженный уровень RDW-CV (0)		Нормальное содержание RDW-CV (1)		Повышенный уровень RDW-CV (2)		p-критерий, Хи-квадрат
		N	%	N	%	N	%
По математике	Оценка 2	0	0,0	2	0,3	0	0,0	>0,05
	Оценка 3	0	0,02	132	20,02	7	50,00–1	0,0061–2 <0,05*0–2
	Оценка 4	11	78,6	375	56,7	6	42,9	>0,05
	Оценка 5	3	21,4	152	23,0	1	7,1	>0,05
По литературе	Оценка 3	0	0,0	62	9,4	3	21,4	>0,05
	Оценка 4	3	21,4	323	48,9	7	50,0	>0,05
	Оценка 5	11	78,61–2	275	41,70	4	28,60	0,0170–1 0,0240–2

Примечание. Полужирным выделены доли, которые значимо различаются; номера верхних индексов указывают на столбцы, с показателями которых имеются достоверные различия. * — вследствие малого количества наблюдений в сравниваемых столбцах результат Хи-квадрат может быть недостоверным.

 

При пониженном уровне вариабельности распределения эритроцитов по ширине отмечалась более высокая частота успевающих на «5» по русскому языку по сравнению с повышенным уровнем этого показателя (35,7 против 0%; p* < 0,05, * — см. примечание к табл. 12). Таким образом, в целом пониженный уровень вариабельности размеров эритроцитов характеризуется лучшей успеваемостью по сравнению с повышенным показателем по всем трем предметам и по сравнению с нормой — по математике и литературе.

Получены достоверная связь уровня белка с успеваемостью по математике и сомнительные связи с другими дисциплинами (табл. 13).

 

Таблица 13. Достоверные связи отклонений уровня общего белка с успеваемостью по математике в категориальном выражении

Категория когнитивного фактора	Гипопротеинемия (0)		Нормальный уровень общего белка (1)		Гиперпротеинемия (2)		p-критерий, Хи-квадрат
	N	%	N	%	N	%
Оценка 2	0	0,0	2	0,3	0	0,0	>0,05
Оценка 3	6	31,6	136	19,9	1	16,7	>0,05
Оценка 4	8	42,1	395	57,8	1	16,7	>0,05
Оценка 5	5	26,3	150	22,02	4	66,71	0,027

Примечание. Полужирным выделены доли, которые значимо различаются; номера верхних индексов указывают на столбцы, с показателями которых имеются достоверные различия. * — вследствие малого количества наблюдений в сравниваемых столбцах результат Хи-квадрат может быть недостоверным.

 

Получена связь между ожирением и успеваемостью: дети с ожирением хуже успевают по всем трем предметам (табл. 14).

 

Таблица 14. Достоверные связи отклонений ИМТ с успеваемостью в категориальном выражении

Успеваемость	Категория когнитивного фактора	Истощение		Норма		Ожирение		p-критерий, Хи-квадрат
		N	%	N	%	N	%
По математике	Оценка 2	0	0,0	3	0,4	1	0,9	>0,05
	Оценка 3	4	16,7	148	17,92	39	36,41	<0,001
	Оценка 4	13	54,2	482	58,3	53	49,5	>0,05
	Оценка 5	7	29,2	194	23,52	14	13,11	0,046
По русскому языку	Оценка 3	7	29,2	214	25,92	44	41,11	0,003
	Оценка 4	10	41,7	457	55,3	51	47,7	>0,05
	Оценка 5	7	29,22	156	18,9	12	11,20	<0,05*
По литературе	Оценка 3	2	8,3	69	8,412	17	16,01	0,03
	Оценка 4	10	41,7	379	45,9	60	56,6	>0,05
	Оценка 5	12	50,02	378	45,82	29	27,40–1	0,0011–2 <0,05*0–2

Примечание. Полужирным выделены доли, которые значимо различаются; номера верхних индексов указывают на столбцы, с показателями которых имеются достоверные различия. * — вследствие малого количества наблюдений в сравниваемых столбцах результат Хи-квадрат может быть недостоверным.

 

При гипергликемии и гиперпротеинемии установлены некоторые связи с успеваемостью по p-критерию Хи-квадрат, но они не прошли проверочный анализ с помощью непараметрического анализа по Краскелу–Уоллису, где успеваемость оценивалась в количественном выражении. Все иные указанные выше связи с успеваемостью прошли данную дополнительную проверку.

Дополнительные результаты

При анализе основных результатов были выделены два гематологических фактора, связанных с когнитивными процессами: содержание железа и клинические уровни эритроцитов. В связи с этим дополнительный анализ мы сосредоточили на детализации характера связей когнитивных факторов с содержанием железа и комбинациями измененных (пониженных) уровней железа, эритроцитов и гемоглобина.

Как видно из рис. 1 (непараметрический анализ по критерию Манна–Уитни), основные различия содержания железа в когнитивных кластерах сосредоточены в спектре высоких значений данного элемента. Дополнительный анализ показал, что пороговым значением, определяющим принадлежность к когнитивному кластеру, является 26,45 мкмоль/л.

 

Рис. 1. Связь содержания железа и принадлежности к когнитивному кластеру: 0 — более успешный, 1 — менее успешный когнитивные кластеры

 

С помощью построения модели классификации «дерево решений» была определена точка разделения для содержания железа, которая составила 26,45 мкмоль/л. При этом различия по когнитивным кластерам в подгруппах с показателями железа менее и более 26,45 мкмоль/л были значимы (р = 0,001 по критерию Хи-квадрат), на порядок превышая значимость различий по когнитивным кластерам при анализе показателей железа по уровню клинического снижения и норме (p = 0,047).

При анализе содержания железа по трем подгруппам — «клиническое снижение», «средний уровень» и «уровень выше 26,45 мкмоль/л» также установлена высокая значимость различий по когнитивным кластерам (р = 0,002 по критерию Хи-квадрат); при этом различия отмечаются между подгруппой «выше 26,45 мкмоль/л» и каждой из других, а «клиническое снижение» и «средний уровень» различий между собой не показали (табл. 15).

 

Таблица 15. Распределение когнитивных кластеров среди подгрупп с различным уровнем содержания железа

Когнитивный кластер	Уровень железа
	Сниженный (0)		Нормальный
			До 26,45 мкмоль/л (1)		Выше 26,45 мкмоль/л (2)
	N	%	N	%	N	%
Более успешный	115	55,32	288	61,02	47	81,00–1
Менее успешный	93	44,7	184	39,0	11	19,0

Примечание. Номера верхних индексов указывают на столбцы, с показателями которых имеются значимые различия.

 

Более того, непараметрический анализ Манна–Уитни показал, что при уровне выше 26,45 мкмоль/л определяется связь с высоким конструктивным праксисом (р = 0,011), чего не отмечалось при делении на подгруппы клинического снижения железа и нормы. Таким образом, хотя клиническое снижение уровня железа и показывает прямую связь с принадлежностью к менее успешному когнитивному кластеру, гораздо сильнее принадлежность к более успешному когнитивному кластеру и более точному конструктивному праксису демонстрирует уровень железа в крови более 26,45 мкмоль/л, т.е. относительно высокий показатель его содержания.

Вследствие известной взаимосвязи содержания железа, гемоглобина и эритроцитов, с одной стороны, и выявленной в нашем исследовании корреляции когнитивных факторов с эритропенией, анемией и низким содержанием железа, с другой, была проверена гипотеза, насколько усилится связь с когнитивными факторами при условии сочетания у участника эритропении и пониженного уровня железа, а также при сочетании анемии и пониженного уровня железа. Анализ показал, что при объединении в одну подгруппу случаев анемии и низкого уровня железа сила связи данной подгруппы с низкой успеваемостью не превышает силу связей, которые анемия демонстрирует раздельно, а для когнитивных кластеров — вообще отсутствует; по сравнению с изолированным дефицитом железа связей с когнитивными факторами не выявлено; комбинация эритропении и дефицита железа не показала значимых связей в отношении изучаемых факторов.

Минимальные значения корреляций не позволяют рассчитывать на эффективные вероятностные или прогностические модели регрессионного анализа. Для подтверждения этого предположения был проведен бинарный логистический регрессионный анализ с использованием ROC-кривых вероятности отнесения к успешному или неуспешному когнитивному кластеру участника по показателю уровня железа в крови. Результат показал, что для отнесения участника к неуспешному когнитивном кластеру по содержанию железа с вероятностью 65% чувствительность прогностической модели составляет 77,8%, но специфичность — всего лишь 18%.

Также был проведен линейный регрессионный анализ для оценки суммарного вклада факторов в успеваемость по математике. Пошаговый метод выявил три значимых фактора, связанных с успеваемостью по математике, — содержания гемоглобина, железа и ИМТ. Модели с участием гемоглобина не прошли проверку на мультиколлинеарность, что свидетельствует о том, что гемоглобин связан с успеваемостью по математике через другие факторы, поэтому модели, включающие гемоглобин, непоказательны для представления независимых вкладов в успеваемость по математике. Линейный регрессионный анализ с включением оставшихся факторов показал результат, представленный в табл. 16.

 

Таблица 16. Модели влияния содержания железа и индекса массы тела на успеваемость по математике

Модель	R (коэффициент линейной регрессии)	R-квадрат	Скорректированный R-квадрат	Стандартная ошибка оценки	Критерий Дарбин–Уотсона
Содержание железа и ИМТ	0,159	0,025	0,023	0,656	1,950

Примечание. ИМТ — индекса массы тела.

 

Коэффициент линейной регрессии составил 0,159 (минимум — 0, максимум — 1). Всего 2,3% изменчивости успеваемости по математике объясняется комбинированным влиянием уровня содержания железа в крови и ИМТ (скорректированный R-квадрат —0,023; см. табл. 16).

В табл. 17 показаны результаты для индивидуального вклада ИМТ в успеваемость по математике.

 

Таблица 17. Результат линейной регрессии для вклада индекса массы тела в успеваемость по математике

Модель	Стандартизированный бета-коэффициент	Скорректированный R-квадрат	Значимость, p
ИМТ	–0,158	0,024	< 0,001

Примечание. ИМТ — индекса массы тела.

 

ИМТ оказывает отрицательное значимое влияние на успеваемость по математике (β = –0,158; р < 0,001; см. табл. 17): 2,4% изменчивости успеваемости по математике обеспечивается гипотетическим влиянием ИМТ.

Обсуждение

Резюме основного результата исследования

Установлено, что содержание железа прямо связано с интегративной когнитивной успешностью и школьной успеваемостью, особенно значимы различия в подгруппах с содержанием железа выше и ниже 26,45 мкмоль/л. Клинические уровни эритроцитов сильнее других факторов связаны с интегративной когнитивной успешностью и отдельными когнитивными функциями: при эритропениях когнитивные параметры хуже. Наличие кист ЩЖ прямо коррелирует с некоторыми худшими параметрами когнитивной деятельности. Высокий ИМТ и низкое содержание гемоглобина связаны с худшей успеваемостью.

Обсуждение основного результата исследования

Представленная работа — первое в мире исследование с подобным дизайном, сильной стороной которого выступает одномоментный охват широкого спектра соматических и когнитивных факторов с успеваемостью на крупной однородной выборке детей одного возраста, а главным достоинством — возможность выявить генеральные акценты и определить ведущие закономерности связей когнитивных и соматических факторов у детей 11 лет. В ходе исследования получены новые данные о распространенности среди 11-летних российских детей различных нарушений зрения, осанки, изменений ЩЖ и отклонений ЭКГ.

Самые значимые данные для удобства представлены в табличной форме (табл. 18). Отметим, что для подобного рода исследований коэффициент значимых корреляций в пределах 0,1–0,3 рассматривается в качестве «заслуживающего внимания результата» — вследствие как особенностей психометрических исследований [24], так и специфики изучаемых связей, предполагающей наличие большого количества других факторов и их комбинаций, которые могут вместе с изучаемыми факторами либо независимо влиять на когнитивную деятельность и академическую успеваемость. Возможно, во многом благодаря этому величины фиксируемых даже высокодостоверных различий оставались невысокими. Результаты нашего исследования относительно некоторых гематологических параметров выглядят весьма необычно и интригующе: при этом следует отметить, что в работе формирование выборки выступило определяющим фактором, поэтому, возможно, сосредоточение на популяционном спектре показало иные закономерности, чем приведенные далее исследования, которые традиционно акцентированы на патологических отклонениях — железодефицитной анемии (ЖДА), эритропении, гипогликемии.

 

Таблица 18. Установленные связи когнитивных и соматических факторов

Гемо-глобин

Эритро- циты

МСV

RDW-CV

Общий белок

С-реактив-ный белок

Глюкоза

Железо

ИМТ

Острота зрения

Мио-пия

Кистозные изменения ЩЖ

С

О/Н

С

О/Н

С

О/Н

С

О/Н

С

О/Н

С

О/Н

С

О/Н

С

О/Н

С

О/Н

С

О/Н

О/Н

О/Н

ЛКН

±

ЛКН3

±

+

±

Когнитивные кластеры

+

±

±

+

+

±

Краткосрочная слухоречевая память

+

Наглядно-образное мышление

+

Вербально-логическое мышление

+

Конструктивный праксис

+

±

+

Успеваемость (как минимум, по двум дисциплинам)

+

+

+

+

+

+

+

+

+

Успеваемость только по математике

+

+

±

Примечание. «+» — не вызывающие сомнения значимые различия, в том числе включающие силу корреляции r > 0,1; «±» — вызывающие недоверие достоверные различия вследствие: 1) малочисленных наблюдений (для критериев Хи-квадрат, Манна–Уитни, Краскела–Уоллиса); 2) коэффициента корреляции чуть ниже 0,1 (r = 0,09–0,1 для рангового корреляционного анализ Спирмена). ИМТ — индекс массы тела; ЩЖ — щитовидная железа; ЛКН — количесво субтестов, выполненных на уровне легких когнитивных нарушений; ЛКН3 — принадлежность к подгруппе выполнивших 3 и более субтсета на уровне легких когнитвиных нарушений; С — содержание в целом; О/Н — отклонения от клинической нормы.

 

По связям с когнитивно-академическими факторами образовались три группы соматических признаков — факторы, которые связаны:

1) исключительно с когнитивными процессами;

2) исключительно или преимущественно с успеваемостью;

3) и с когнитивными факторами, и с успеваемостью (содержание железа, вариабельность размеров эритроцитов, миопия).

В социально-онтогенетическом отношении когнитивные функции представляют базовые, фундаментальные процессы; однако в нашем исследовании когнитивная деятельность определялась одномоментным тестированием, соответственно, допускалось влияние на показанный участником результат ситуационной составляющей (нарушенного самочувствия в день исследования) или субъективного отношения к процедуре. Успеваемость, напротив, выступает результирующим продуктом многих составляющих, включая семейно-социальные факторы, где когнитивные процессы не являются единственными и ведущими; при этом в нашем исследовании успеваемость характеризовала результативность учебы участника на протяжении длительного периода, т.е. не одномоментно, в отличие от тестируемых когнитивных функций.

Таким образом, основываясь на указанных выше данных, можно заключить, что изучаемые соматические факторы имеют различающиеся по механизму связи с составляющими психической деятельности. Одни из них (первая группа — содержание эритроцитов, наличие кистозных изменений ЩЖ и условно размер эритроцитов, общий белок и СРБ) связаны с базовыми когнитивными процессами, но по каким-то причинам это не отражается на успеваемости. Одной из таких вероятных причин может являться краткосрочность имеющихся связей, которая в силу ограниченного временного фактора не оказывает влияния на успеваемость. Несмотря на ряд процедур, исключающих влияние на результативность выполнения тестов нарушенного самочувствия или острого/подострого воспаления, гипотетически отклонения гематологического статуса вполне могут иметь ограниченные неделями колебания, которых достаточно, чтобы повлиять на результативность текущего выполнения когнитивных тестов, однако недостаточно, чтобы повлиять на успеваемость. Эритропении могут иметь подобную кратковременную историю, но кистозные изменения ЩЖ — нет. Поэтому связь последних с когнитивными процессами следует рассматривать вне данного контекста. Другой причиной может быть естественная неоднозначность связей изучаемых когнитивных факторов с успеваемостью [19], в частности, большинство отдельно определяемых когнитивных функций, за исключением вербально-логического мышления, крайне слабо или вообще не связано с успеваемостью, а когнитивные кластеры имеют крайне умеренную связь с успеваемостью.

Связь эритроцитов с когнитивными факторами, вероятно, обладает обозначенным выше транзиторным характером, что может согласовываться с фактом исключительной связи с когнитивными факторами не содержания эритроцитов в целом, а их уровня относительно нормы. Причем эритропении обладают достаточно негативным воздействием, чтобы повлиять на целый ряд когнитивных факторов сильнее всех других факторов, но длительность данного воздействия, видимо, не настолько большая, чтобы вызвать проблемы с успеваемостью. Вполне логично это может быть объяснено достаточно оперативным реагированием педиатров на эритропению и последующими мероприятиями по ее быстрому устранению.

Кистозные изменения ЩЖ могут рассматриваться в качестве потенциального фактора, оказывающего стабильное негативное влияние на когнитивные процессы (конструктивный праксис и условно интегративную когнитивную успешность); это не находит отражения в текущей академической успеваемости учащихся 5-х клас- сов, но не исключено, что может реализоваться в академической успеваемости в будущем или в других видах деятельности, так как это предполагается нами в связи с конструктивным праксисом в публикации первой части исследования [19]. Точные сведения о распространенности кист ЩЖ в детской популяции практически отсутствуют: по данным зарубежных авторов известно о достаточно редкой распространенности узлов ЩЖ у детей в пределах 0,22–1,80% [25]. Вместе с тем для регионов, эндемичных по дефициту йода, допускается большая распространенность узлов ЩЖ [26]; по всей вероятности, выявленная нами высокая частота кист ЩЖ (7,1% случаев) является отражением данной характерной ситуации для регионов проживания участников исследования. При этом обнаружить исследования, в которых бы оценивалась связь кист ЩЖ не только с когнитивными функциями, но и с состоянием нервной системы вообще, не удалось: кисты ЩЖ рассматриваются в связи с их вероятной малигнизацией, в аспекте дифференциации от опухолей и исключения гормональных нарушений [27–29]. При этом большинство из них относится к эутиреоидным состояниям [28], поэтому прямой вклад текущей гормональной дисфункции ЩЖ в связь между кистами и когнитивными факторами представляется сомнительным. Более вероятно, что данная связь может быть опосредована резидуальным йододефицитным состоянием, так как большинство кистозных поражений ЩЖ представляют собой гиперпластические узлы, подвергшиеся обширной дегенерации, а гиперпластические узлы, в свою очередь, развиваются компенсаторно в условиях йодного дефицита [30, 31], хотя могут наблюдаться и иные патогенетические варианты кист, в том числе дисгенетические, которые могут быть сопряжены с когнитивными дисфункциями. Вопрос возможного влияния или сопряженности кистозных изменений ЩЖ с когнитивными функциями требует дальнейшего изучения.

Наибольшего внимания заслуживает третья группа соматических факторов, одновременно связанных и с когнитивными процессами, и с успеваемостью, что предполагает более фундаментальный характер их связей с когнитивными факторами. В первую очередь среди таких факторов выделяется содержание железа в крови: с когнитивными кластерами и успеваемостью связаны как содержание железа в целом, так и его отклонения от нормы, что свидетельствует о прочности связи данного элемента с обоими факторами.

При этом объединение дефицита железа и эритропении, дефицита железа и анемии не принесло каких-либо значимых результатов. Это позволяет предположить, что в выявленных взаимосвязях роль патологического дефицита железа, ассоциированного с железодефицитарными анемичными состояниями и эритропенией, не является приоритетной и уровень железа имеет самостоятельное значение в отношении когнитивных функций и успеваемости.

Дополнительный анализ выявил точку разделения — 26,45 мкмоль/л, эта граница обнажает также связь с качественным когнитивным процессом — конструктивным праксисом. Это позволяет нам формулировать, что содержание железа выше 26,45 мкмоль/л у 11-летних детей значимо сопряжено с лучшей когнитивной деятельностью и успеваемостью.

Можно предположить, что связи уровня содержания железа и когнитивных факторов обусловлены длительным взаимовлиянием по двум причинам: 1) из-за вовлеченности в связь с железом успеваемости и 2) вследствие отсутствия каких-либо корреляций когнитивно-академических факторов с уровнем ретикулярного гемоглобина, содержащего свежемобилизованный гемоглобин и железо. Кроме того, в нашем исследовании когнитивные кластеры образованы преимущественно за счет качественных когнитивных функций конструктивного праксиса и мышления, которые формируются в течение раннего и дошкольного мозгового онтогенеза, а с нейродинамическими когнитивными функциями, которые больше характеризуют текущую работоспособность, содержание железа в крови не связано.

Ранее исследователями было показано, что мозг очень чувствителен к колебаниям содержания железа [32, 33], ассоциация железа с когнитивным развитием и социальным поведением изучается в течение последних десятилетий [34–36]. Связь с когнитивными функциями и поведением обусловлена особой ролью железа в функционировании центральной нервной системы: участием в процессах миелино- и нейрогенеза, нейротрансмиссии и нейрометаболизма в целом [37–39]. Детский возраст связывают с высокой чувствительностью к дефициту железа из-за неспособности растущего организма быстро наращивать запасы железа при увеличении потребности в период активного развития [34, 35]. При этом исследования с участием детей сосредоточены в основном на изучении связи когнитивных и поведенческих дисфункций с дефицитом железа вследствие ЖДА [36, 40, 41]. Лишь единичные наблюдения показывают снижение когнитивных параметров на фоне дефицита железа без ЖДА [42]. Часть работ подтверждает улучшение когнитивных функций у детей и взрослых после приема железосодержащих добавок или специальной диеты, хотя результаты исследований неоднозначны [35, 43, 44]. Показана и связь дефицита железа со школьной успеваемостью детей [45].

Результаты нашей работы согласуются с мировыми данными о связи содержания железа с когнитивными функциями, а также дефицита железа со сниженными когнитивными параметрами и успеваемостью. Вместе с тем наше исследование является первым, в котором прослежена закономерность связи содержания железа выше определенного порога с лучшими когнитивными процессами и успеваемостью, проявляющаяся сильнее, чем связь дефицита железа с низкими когнитивными параметрами. Возможно, новизна данного результата обусловлена тем, что исследование было сосредоточено на популяционной норме, а не на группе дефицита железа, как в массиве зарубежных исследований [40, 41, 46]. Результаты изучения связи патологически высокого уровня железа с когнитивными функциями у пожилых людей в нейродегенеративном аспекте также нельзя сравнить с нашей работой [46–48].

Результаты работы не могут объяснить выявленную закономерность, связанную с повышенным содержанием железа, однако изучение базы данных исследований эффектов железорегулирующего гена — HFE, мутации которого связаны с изменением гомеостаза железа, выявило две работы, в которых анализировали связи профиля данного гена с уровнем железа и когнитивными функциями у взрослых. Варианты носительства мутаций C282Y и/или H63D в одном исследовании и H63D или TfC2 (ген трансферрина) в другом были связаны с высоким содержанием железа не только в крови, но и в мозге, а также парадоксальным для исследователей образом демонстрировали лучшие когнитивные параметры по сравнению с неносителями гена [49, 50]. Авторы последней работы сделали вывод о возможной пользе более высокого содержания железа в крови и мозге в отношении когнитивных процессов познания у здоровых носителей мутаций C282Y и/или H63D гена HFE [49]. Вероятно, наблюдаемая в нашем исследовании закономерность связана именно с подобным генетическим механизмом.

Вышеизложенное позволяет сделать вывод, что действующие скрининговые, профилактические и диспансерные схемы, нацеленные на диагностику ЖДА, недостаточны с позиции предотвращения негативного вклада недостатка железа в формирование когнитивных функций, так как оценивают уровень содержания железа лишь с привязкой к патологическому снижению гемоглобина и эритроцитов. К подобному выводу чуть ранее пришел американский ученый M.K. Georgieff, многие заключения которого совпадают с интерпретациями результатов нашего исследования: «Учитывая глобальную распространенность дефицита железа и огромные социальные издержки нарушений развития на протяжении всей жизни, необходимы более совершенные методы для выявления риска неадекватных концентраций железа для развития мозга… до возникновения дисфункции и для мониторинга ее улучшения после диагностики и лечения. Существующая стратегия скрининга и лечения ЖДА не позволяет достичь этой цели по трем причинам. Во-первых, анемия является конечной стадией истощения запасов железа... Во-вторых, дефицит железа в мозге независимо от ЖДА отвечает за долговременный неврологический дефицит. Таким образом, начало лечения препаратами железа после появления ЖДА менее эффективно, чем профилактика… В-третьих, наиболее часто используемые в настоящее время индексы дефицита железа представляют собой популяционные статистические пороговые значения либо для гематологического статуса, либо для статуса железа, но не являются биоиндикаторами дефицита железа в мозге и дисфункции головного мозга у детей» [51].

Чем выше распределение объема эритроцитов (RDW-CV), тем хуже краткосрочная слухоречевая память и имеется тенденция к большему риску легких когнитивных нарушений по результатам тестирования, и тем хуже успеваемость по всем трем предметам. RDW традиционно используется в качестве вспомогательного маркера при многих разнообразных заболеваниях, протекающих, как правило, с разрушением и снижением продукции эритроцитов, в первую очередь это касается дифференциации различных форм анемий [52]. Но исследования с участием детей демонстрируют, что высокие значения распределения ширины эритроцитов ассоциируются не только с анемией, но и с дефицитом железа [53], в частности, в одном из крупных исследований было показано повышение показателя RDW при дефиците железа без анемии [54]. Кроме того, в последнее время этот показатель рассматривают как маркер сердечно-сосудистой патологии, включая острые состояния и кардиохирургические постоперативные осложнения [52, 55, 56]. Предполагается, что одними из независимых механизмов данных связей с сердечно-сосудистой патологией являются окислительный стресс и воспаление, которые могут снижать выживаемость эритроцитов, что приводит к более смешанным популяциям эритроцитов в кровяном русле и отражается более высоким уровнем RDW [52, 57, 58].

Исследований, оценивающих связь RDW с психическими процессами, не проводилось. В нашей работе профиль связей распределения ширины эритроцитов с когнитивно-академическими факторами лишь в общем направлении совпадает с железом, полного совпадения профилей этих двух показателей нет: в частности, RDW сильнее связан с успеваемостью, а также с нейродинамическим когнитивным параметром памяти, но не с качественными когнитивными процессами. Поэтому если железо и опосредует эти связи, то лишь частично, тем более, как показало одно из ранних исследований, степень связанности дефицита железа и высокого показателя RDW не столь сильная, по крайней мере, чтобы использовать RDW как основной маркер дефицита железа и анемий [53]. Не исключено, что частично связь RDW с когнитивно-академическими факторами может быть опосредована анемиями и эритропениями. Остается открытым вопрос о том, стоят ли за установленными связями распределения ширины эритроцитов какие-то другие процессы, например окислительный стресс или хроническое воспаление, однако умеренная связь с успеваемостью предполагает больший временной отрезок данной связи. Таким образом, RDW-CV, вероятно, не оказывая самостоятельного влияния, аккумулирует частичные вклады в обозначенные когнитивно-академические связи других независимых факторов: уровня железа, длительных анемий, эритропений, хронического окислительно-воспалительного стресса и др. По этой причине данный показатель может быть полезен и должен дополнительно изучаться в аспекте связей с психическими параметрами. Также в отношении этого параметра установлено, что его пониженные показатели, в отличие от референсных и повышенных показателей, связаны с лучшей успеваемостью. Это ставит вопрос о том, насколько пониженный показатель RDW-CV в используемых методологических (стандартных) пределах является патологическим, если успеваемость у детей с пониженным уровнем RDW-CV лучше.

Наличие миопий слабо связано с лучшим вербально-логическим мышлением и очень слабо — с конструктивным праксисом, а также слабо коррелирует с лучшей успеваемостью по русскому языку, литературе и крайне слабо — с лучшей успеваемостью по математике.

В целом миопия — одна из самых актуальных проблем зрения, ее распространенность продолжает расти в глобальном масштабе, варьируя среди школьников от 11,6% в США и Австралии до 39% в странах Восточной Азии [59]. Российские данные по четырем регионам в 2000 г. среди 5-классников показали распространенность 19,7%, но сами авторы предполагали более высокую реальную распространенность [60]. За прошедший период в соответствии с мировыми тенденциями распространенность должна была увеличиться: в нашем исследовании она достигает уже 27,9%, что сопоставимо с данными о распространенности миопии у детей до 14 лет в Краснодарском крае в 2012 г. (27,5%) [61].

Установленные в нашем исследовании умеренные связи миопии с успеваемостью и слабые с вербально-логическим мышлением имеют подтверждения в более ранних работах [62–64]. Результаты исследований показывают, что развитие миопии является следствием социально-личностных стилей, ассоциированных с лучшей успеваемостью и интеллектуальным развитием, в том числе генетически обусловленных: прежде всего объема времени на образование и приверженности свободному чтению [64, 65]. В пользу этого свидетельствует и профиль связей с успеваемостью: в наиболее объемном американском исследовании было показано, что с наличием миопии положительно связаны успеваемость по языку и чтению, но не по математике [65]. В нашем исследовании сила связи с русским языком и литературой также была выше, чем с математикой. Резюмируя, мы можем предположить, что наши результаты отразили более высокую заболеваемость детей миопиями в семьях с особым социокультурным и образовательным статусом, включающим бóльшую нацеленность на образование, приверженность чтению, недостаток подвижной физической активности и пребывания на свежем воздухе. Интересно, что для астигматизма и гиперметропии получены большей частью противоположные тенденции или нулевые связи.

Среди второй группы факторов, связанных исключительно или преимущественно с успеваемостью (острота зрения, ИМТ, содержание гемоглобина), в первую очередь следует отметить ИМТ. Более низкий ИМТ в целом, равно как и ожирение, были значимо связаны с худшей успеваемостью, особенно по математике. Результаты нашего исследования практически полностью совпадают с результатами самого крупного из последних метаанализов, который показал связь между ИМТ и успеваемостью (r = –0,111; p < 0,01), тогда как в нашем исследовании корреляции для ИМТ колебались от r = –0,137 (p < 0,001) с математикой до r = –0,089 (p = 0,005) с русским языком [66]. Помимо нашего исследования, есть по крайней мере еще одна сопоставимая по масштабу исследования работа американских исследователей (выборка — 868 детей, возраст — 8–10 лет), в которой также показана отрицательная связь ИМТ с успеваемостью по математике [67]. Причиной такой связи могут быть связанные с избыточным весом социально-экономический статус семьи и когнитивные нарушения, прежде всего исполнительных функций, имеющих измененные структурные корреляты в мозге [67–69]. Что касается связи ИМТ с когнитивными функциями, результаты исследований не столь очевидны: помимо подтверждающих связи работ [70–72], имеются исследования, подобные нашему, которые не подтверждают такие связи [73–75]. Как это часто встречается с когнитивными исследованиями, причиной неоднозначности могут служить методологические различия. Анализ опубликованных работ по когнитивным связям ИМТ показывает, что устанавливают корреляции в тех исследованиях, где используется не широкая батарея тестов или общее когнитивное тестирование, а более детальный инструментарий изучения ограниченного количества функций: так, можно считать доказанным связь ожирения с дефицитом исполнительных функций [69, 72, 76]. Наша работа не принадлежала к числу подобных детализированных исследований одной функции.

Связь незначительного снижения остроты зрения с лучшей успеваемостью по всем предметам, как и в случаях с миопиями, вероятно, опосредована социально-средовыми условиями.

Наконец содержание гемоглобина показало положительную связь с успеваемостью по математике и русскому языку на фоне очень слабой положительной связи с пониженным риском легких когнитивных нарушений. Связь с успеваемостью по математике была сильной относительно других факторов и самой сильной среди показателей крови и воспроизводилась для отклонений от нормы (т.е. анемий). Выраженное превалирование связей с успеваемостью над связями с когнитивными факторами предполагает большой вклад в этот результат (как и для всей второй группы факторов) социальной составляющей, которая независимо влияет на пролонгированный уровень гемоглобина и учебную деятельность. В этом отношении показательны различия в профиле связей между гемоглобином и железом. Показательно также, насколько эритропения более значимо влияет на когнитивные функции по сравнению с анемией.

Выявленная связь между правшеством и большим содержанием эритроцитов, а также меньшим их объемом — весьма неожиданная находка нашей работы, на данный момент не имеющая объяснения.

Сила всех выявленных значимых связей была слабой, что не позволяет выстроить эффективные многофакторные прогностические модели.

Ограничения исследования

Главным препятствием для формулирования прямых выводов о причинно-следственных отношениях выявленных связей является поперечный, а не продольный характер исследования. Поэтому даже самые, казалось бы, очевидные выводы, как уровень железа или изменения ЩЖ влияют на когнитивные функции, а не наоборот, формально остаются недоказанными. Основываясь на результатах других исследований, можно предположить причинно-следственные связи, например, для железа или ИМТ, но для некоторых факторов подобных наблюдений не проводилось. Особенно существенно это ограничение для связей соматических факторов с успеваемостью.

Родители не всех участников дали согласие на инвазивную процедуру взятия крови, и мы не можем исключить, что тем самым была нарушена релевантность выборки, так как теоретически отказавшиеся родители могли отличаться от согласившихся культурно-мировоззренческими установками, что, в свою очередь, может быть сопряжено с различающимся социально-экономическим или образовательным статусом данных семей.

Методологические нюансы исследования когнитивных функций, связанные с условием скоротечности тестирования, обусловливают их невысокую чувствительность относительно специализированного детализированного обследования отдельных функций.

Заключение

Результаты исследования, кроме выявления генеральных тенденций и закономерностей, подтверждения выявленных ранее взаимосвязей, открыли ряд ранее неизвестных фактов в области коррелятов когнитивного, академического и соматического функционирования. Также получены новые данные о распространенности среди 11-летних детей ряда актуальных офтальмологических и ортопедических состояний.

Проведенное исследование позволило выделить из широкого спектра соматических параметров такой показатель, как содержание железа, — наиболее важный и влияющий на когнитивную деятельность и учебную успешность российских школьников 5-х классов. При этом данный вклад обеспечивается не только и не столько патологическим дефицитом железа, сколько его физиологическими уровнями, возможно, генетически детерминированными, особенно в спектре его высоких значений, которые показали связь с лучшим когнитивным функционированием. Это ставит вопрос о важности полноценного обеспечения ребенка железом с получаемым питанием и мониторинга его уровня, особенно в периоды наиболее активного формирования когнитивных функций — в раннем и дошкольном возрасте. Необходимо дальнейшее углубленное изучение показателей содержания железа, связанных с когнитивными характеристиками, для получения ориентированных на мозговое развитие норм содержания железа в крови у детей раннего и дошкольного возраста с последующим внедрением в педиатрическую практику системы контроля, мониторинга и лечебной коррекции нейрозначимых отклонений содержания железа в крови у детей. Высокая вариабельность ширины эритроцитов слабо связана с более низким нейродинамическим компонентом когнитивных функций, который зависим от текущей работоспособности нервной системы, а также с более высоким риском легких когнитивных нарушений, но относительно сильнее связана с плохой успеваемостью по всем дисциплинам. Этот параметр, вероятно, не вносит независимый вклад в изучаемые связи, но может представлять интерес как маркер влияния на когнитивно-академическую деятельность комплекса факторов, сопровождающих изменения эритроцитов, и требует дальнейшего изучения.

Впервые установлена связь с худшими качественными когнитивными функциями кистозной трансформации ЩЖ, что может быть сопряжено с йододефицитными состояниями ЩЖ, лежащими в основе их узловых и далее кистозных трансформаций.

Наибольшее влияние на когнитивные процессы оказывает эритропения, но скорее всего это влияние действует ограниченно во времени, не нанося ущерб успеваемости. Предположительно нацеленность медицинских вмешательств на мониторинг и лечение эритропений предотвращает их потенциальный пролонгированный эффект на когнитивные функции и успеваемость.

Факторы, которые связаны исключительно или преимущественно с успеваемостью, ассоциированы в этих связях с социальными составляющими и лишены самостоятельной роли: к ним относятся ИМТ и его отклонения от нормы, острота зрения и, возможно, содержание гемоглобина. Миопия является единственным патологическим состоянием, связанным с лучшими успеваемостью и отдельными когнитивными функциями, что может быть опосредовано образовательными и жизненными стилями.

Показана перспектива проведения других исследований аналогичного дизайна, которые включили бы ранее неизученные подобным образом соматические факторы: содержание белковых фракций, магния, цинка, фолиевой кислоты, витаминов группы В и других нейромикронутриентов, потенциально способных влиять на мозговое развитие.

Дополнительная информация

Источник финансирования. Исследования выполнены, рукопись подготовлена и публикуется за счет финансирования по месту работы авторов.

Конфликт интересов. Авторы статьи подтвердили отсутствие конфликта интересов, о котором необходимо сообщить.

Участие авторов. Г.А. Каркашадзе — планирование исследования, методическая подготовка, проведение исследования, статистическая обработка и анализ данных, подготовка публикации; Е.В. Кайтукова — организация и проведение исследования; Т.Ю. Гогберашвили — методическая подготовка, проведение исследования; Т.А. Константиниди — проведение исследования; О.Б. Гордеева — анализ результатов; К.Е. Эффендиева — организация исследования; А.М. Газалиева — проведение исследования; М.А. Солошенко — статистическая обработка и анализ данных; С.Э. Кондратова — анализ результатов; Э.А. Абашидзе — проведение исследования; Г.В. Ревуненков — анализ результатов; Е.В.Комарова — подготовка публикации, М.И.Ивардава — подготовка публикации, О.М. Драпкина — методическая подготовка, Р.Н. Шепель — подготовка публикации; К.С. Межидов — организация этапа исследования; Л.С. Намазова-Баранова — планирование и организация исследования, контроль его проведения, подготовка публикации. Все авторы внесли значимый вклад в проведение исследования и подготовку рукописи, прочли и одобрили финальную версию текста перед публикацией.

About the authors

George A. Karkashadze

Research Institute of Pediatrics and Children’s Health in Petrovsky National Research Centre of Surgery

Author for correspondence.
Email: karkga@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8540-3858
SPIN-code: 6248-0970

MD, PhD

Россия, Moscow

Elena V. Kaitukova

Research Institute of Pediatrics and Children’s Health in Petrovsky National Research Centre of Surgery; Pirogov Russian National Research Medical University (Pirogov Medical University)

Email: sunrise_ok@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8936-3590
SPIN-code: 1272-7036

MD, PhD

Россия, Moscow; Moscow

Tinatin Y. Gogberashvili

Research Institute of Pediatrics and Children’s Health in Petrovsky National Research Centre of Surgery

Email: tinatina2004@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9790-7490
SPIN-code: 5723-4805

PhD of Psychological Sciences

Россия, Moscow

Tatiana A. Konstantinidi

Research Institute of Pediatrics and Children’s Health in Petrovsky National Research Centre of Surgery

Email: tkonstantinidi@list.ru
SPIN-code: 7971-2040

MD, PhD

Россия, Moscow

Olga B. Gordeeva

Research Institute of Pediatrics and Children’s Health in Petrovsky National Research Centre of Surgery; Pirogov Russian National Research Medical University (Pirogov Medical University)

Email: obr@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8311-9506
SPIN-code: 2562-7725

MD, PhD

Россия, Moscow; Moscow

Aishat M. Gazalieva

Research Institute of Pediatrics and Children’s Health in Petrovsky National Research Centre of Surgery

Email: a.m.gazalieva@gmail.com
ORCID iD: 0009-0000-0293-1771
SPIN-code: 5540-7933

MD, PhD

Россия, Moscow

Margarita A. Soloshenko

Research Institute of Pediatrics and Children’s Health in Petrovsky National Research Centre of Surgery

Email: margosoloshenko@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6150-0880
SPIN-code: 2954-9873

MD, PhD

Россия, Moscow

Svetlana E. Kondratova

Research Institute of Pediatrics and Children’s Health in Petrovsky National Research Centre of Surgery

Email: svetlana26.03@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6522-5310
SPIN-code: 9095-2169
Россия, Moscow

Eka A. Abashidze

Research Institute of Pediatrics and Children’s Health in Petrovsky National Research Centre of Surgery

Email: 2803abashidze@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5366-894X
SPIN-code: 6471-9838

MD, PhD

Россия, Moscow

Grigory V. Revunenkov

Research Institute of Pediatrics and Children’s Health in Petrovsky National Research Centre of Surgery

Email: rgv07@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7834-213X
SPIN-code: 9754-3642

MD, PhD

Россия, Moscow

Elena V. Komarova

Research Institute of Pediatrics and Children’s Health in Petrovsky National Research Centre of Surgery; Pirogov Russian National Research Medical University (Pirogov Medical University)

Email: dr.klv@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0001-6000-5418
SPIN-code: 2581-8021

MD, PhD

Россия, Moscow; Moscow

Marika I. Ivardava

Research Institute of Pediatrics and Children’s Health in Petrovsky National Research Centre of Surgery; Pirogov Russian National Research Medical University (Pirogov Medical University)

Email: makussa@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4669-9510
SPIN-code: 4865-4688

MD, PhD

Россия, Moscow; Moscow

Oksana M. Drapkina

National Medical Research Center for Therapy and Preventive Medicine

Email: ODrapkina@gnicpm.ru
ORCID iD: 0000-0002-4453-8430
SPIN-code: 4456-1297

MD, PhD, Professor, Academician of the RAS

Россия, Moscow

Ruslan N. Shepel

National Medical Research Center for Therapy and Preventive Medicine

Email: r.n.shepel@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8984-9056
SPIN-code: 3115-0515

MD, PhD

Россия, Moscow

Kazbek S. Mezhidov

National Medical Research Center for Therapy and Preventive Medicine

Email: kmezhidov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6032-6286
SPIN-code: 6906-6680

MD, PhD

Россия, Moscow

Leyla S. Namazova-Baranova

Research Institute of Pediatrics and Children’s Health in Petrovsky National Research Centre of Surgery; Pirogov Russian National Research Medical University (Pirogov Medical University)

Email: leyla.s.namazova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-2209-7531
SPIN-code: 1312-2147

MD, PhD, Professor, Academician of the RAS

Россия, Moscow; Moscow

References

Supplementary files