2 курс / Нормальная физиология / Функциональное_состояние_и_регуляторно_адаптивные_возможности_организма

возникают в организме студентов под воздействием факторов образовательной среды и позволит раскрыть механизмы долгосрочной адаптации к условиям учебно-профессиональной деятельности в вузе.

Применение дисперсионного анализа позволило исследовать изменение результативного признака (функции внешнего дыхания) в зависимости от гендерной принадлежности (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Выраженность межгрупповых различий функции внешнего дыхания в зависимости от гендерной принадлежности

Дисперсионный анализ выявил межгрупповые (юноши-девушки) статистически значимые различия у студентов 1 курса по показателям, характеризующим ЖЕЛ (р ≤ 0,001), ФЖЕЛ (р ≤ 0,001), ОФВ1 (р ≤ 0,001); у студентов 2 курса – ФЖЕЛ (р ≤ 0,001), ИТ (р ≤ 0,001), МОС25 (р ≤ 0,001), МОС75 (р ≤ 0,05), СОС25-75 (р ≤ 0,001), у студентов 3 курса – ФЖЕЛ (р ≤ 0,05), СОС25-75 (р ≤ 0,05), у студентов 4 курса – ФЖЕЛ (р ≤ 0,001), ИТ

(р ≤ 0,05), у студентов 5 курса – ФЖЕЛ (р ≤ 0,001), ИТ (р ≤ 0,05).

Повышение межгрупповых различий у студентов 2 курса обусловле-

но тем, что у девушек по сравнению с юношами на фоне адаптации к усло-

20

виям обучения в вузе отмечалась тенденция к снижению массы тела, что, в свою очередь, может влиять и на снижение функциональных возможностей со стороны системы внешнего дыхания. Уменьшение межгрупповых различий к третьему году обучения, возможно, связано с компенсаторноприспособительными реакциями со стороны системы дыхания у девушек.

Не оспаривая признания того, что существуют различия в показателях, отражающих функцию внешнего дыхания в зависимости от пола, возраста, роста и веса, но при этом, учитывая, что для большинства спирографических показателей разработаны должные величины с учетом индивидуальных различий мы, объединив обследуемых студентов в группы в зависимости от периода обучения, сравнительный анализ показателей функции внешнего дыхания проводили по индивидуальному отклонению от должных величин (компьютерная обработка данных).

Наши исследования функции внешнего дыхания показали, что, на протяжении всего периода исследования, минутный объем дыхания у студентов находился в пределах физиологической нормы (1 курс – 11,5±1,5 л; 2 курс – 11,4±1,43 л; 3 курс – 12,7±1,27 л; 4 курс – 11,9±1,4 л; 5 курс – 12,3±1,7 л).

Поддержание альвеолярной вентиляции и минутного объема дыхания на должном уровне отмечалось у студентов 1 курса в 15,5 % случаев, 2 курса – в 26,2 %; 3 курса – в 30,0 %; 4 курса – в 20,5 % и 5 курса – в 27,2 %. Это достигалось за счет снижения частоты дыхания и достоверного повышения дыхательного объема к 5 курсу обучения.

Проведенные исследования позволили выявить достоверные различия в динамике показателей жизненной емкости легких и проходимости трахеобронхиального дерева у студентов в течение учебного года и всего периода обучения. Различия заключались в более низких значениях ОФВ1, МОС25, МОС75, СОС25-75 у студентов 1 курса, ОФВ1, МОС50 – у студентов 2 курса, МОС50 – у студентов 3 курса, и ПОС – у студентов 5 курса к концу

21

учебного года. Повышение отклонений показателей функции вн шнего дыхания по отношению к должным вели инам к концу учебного года следует рассматр вать как важней ший критерий не довлетво рительного состоян ия дыхательной системы и снижени адаптационных возможностей.

При ме курсовом сравнении отмечается повышение мо щности функциональн ых и резервных возможностей дыхательной системы, что проявляется в снижении отклон ний показателей жизненной емкости легких и бронхиальной проходимости от до лжных величин при повышении фактических з ачений а 3, 4 курсах по сравнению с показателями на 1, 2 курса .

Следует отметить, что наиболее чувствительным оказался индекс Тиффно. Отклонение данного показателя от нормы у студентов 1 курса со-

ставил о – –17, 9 %; 2 к рса – –10,1 %; 3 курса – ,4 %; 4 курса – 6 ,85 %; 5 курса – –7,23 %. При этом среди всего континге та обследуемых студентов в 35,5% случаев выявлены нарушения проходимости дыхательных пу-

тей (рис. 2.2).

1 курс – 12,4 %

2 курс – 8,2 %

3 курс – 8,9 %

4–5 курс – 6,0 %

Показатели ФВ в предел х нормы – 64,5 %

Рис. 2.2. Со отношение студентов с умеренными нару шениями проходимости дыхательных путей в зав симости от курса обучения (компьютерн я спирометрия)

Получен ные резу ьтаты согласуют я с положением том, что адаптация организ а может происходить путем избирательного реагирования увеличением или снижением функциона ьных характерис ик в зависимо-

22

сти от состояния организма и воздействующих факторов (Н. А. Агаджанян, И. Н. Полунин, 1998).

Анализ результатов медицинских осмотров студентов различных вузов России за последние годы показал устойчивую тенденцию роста числа соматических заболеваний среди молодежи и, в частности, заболеваний органов дыхания (К. Н. Сизоненко, 2003; А. А. Горелов и др., 2008; Э. М. Казин и др., 2006; Е. Ю. Лыкова, 2010). Кислородная недостаточность, гипоксия закономерно влияют на функциональное состояние системы гемодинамики, крови и систем тканевой утилизации кислорода. Это, в свою очередь, может привести к нарушению обмена веществ, и, как следствие, к снижению устойчивости организма, его резервных возможностей в борьбе с утомлением и влиянием неблагоприятных факторов окружающей среды (В. А. Коваленко, 2000).

Динамика показателей сердечно-сосудистой системы в условиях образовательного процесса в высшем учебном заведении

Современные представления о сердечно-сосудистой системе как индикаторе адаптационных реакций всего организма позволяют нам обратиться к анализу ритма сердечных сокращений (Р. М. Баевский и др., 1989, 2008; О. В. Коркушко и др., 1991; Н. Е. Кушкова, А. П. Спицин, 2007). Ритм и сила сердечных сокращений, регулируемые через симпатический и парасимпатический отделы вегетативной нервной системы, очень чутко реагируют на любые стрессорные воздействия.

Средняя частота пульса отражает конечный результат многочисленных регуляторных влияний на аппарат кровообращения, характеризует сложившийся в процессе адаптации гомеостаз. Информация о том, как сложился гомеостаз, какова «цена» адаптации, содержится в структуре сердеч-

23

ного ритма и закодирована в последовательности кардиоинтервалов (А. А. Псеунок, 2003; Е. Ю. Синицкая, 2006; В. М. Покровский и др., 2010).

На основе сравнения компонентов дисперсии были выявлены достоверные гендерные различия у студентов 2–3 курсов (рис. 2). Как оказалось, исследуемые группы на втором году обучения отличались на уровне значи-

мости 0,001 (VLF, мс2), 0,003 (LF/HF, у.е.) и 0,001 (IC, у.е.), что может сви-

детельствовать о различном вкладе очень низкой составляющей спектральной мощности в регуляцию сердечного ритма на этом этапе обучения.

1 курс

0,3

0,25

0,2

0,15

0,05

0

Рис. 2.3. Межгрупповые различия функции сердечно-сосудистой системы в зависимости от гендерной принадлежности

Студенты 3 курса различались между собой по модальному значению кардиоинтервалов на уровне значимости 0,016 и вагосимпатическому индексу – 0,006; студенты 4 курса различались между собой по вагосимпатическому индексу – 0,029. В тоже время, изучение динамики показателей вегетативной регуляции сердечного ритма выявило однонаправленные изменения вегетативного обеспечения адаптационных процессов к условиям

24

обучения в вузе, что позволило нам объединить первичные данные и считать группы как условно однородные.

Адаптация организма студентов к условиям учебной деятельности связанна как с расходованием резервов, так и с их восполнением. Большое значение при этом имеет своевременная мобилизация резервов и соответствующая стимуляция процессов восстановления и защиты организма (Г. М. Коновалова, 2003). Так, в результате анализа данных вариабельности сердечного ритма у студентов 1–2 курсов отмечался «сдвиг» модального значения кардиоинтервалов влево (712,4±18,7 мс, 762,8±13,2 мс соответственно) по сравнению со студентами 4–5 курсов (р≤0,05).

Повышение амплитуды моды кардиоинтервалов у студентов 1–2 курсов (47,3±2,1 %; 43,7±2,37 % соответственно) сопровождалось уменьшением их дисперсии (281,5±9,14 мс; 226,3±8,93 мс соответственно), особенно у студентов 2 курса.

Как следует из полученных данных, у студентов первого года обучения адаптация сопровождается усилением влияния симпатического отдела ВНС на сердечный ритм, что подтверждается значением индекса напряжения, которое в среднем на 28,6 у.е. выше чем у студентов 3 курса, на 44,6 у.е. – у студентов 4 курса, на 34,3 у.е. – у студентов 5 курса (р ≤ 0,05).

Рассматривая показатели вариабельности сердечного ритма у студентов старших курсов в совокупности, можно отметить достоверное увеличение моды с сопутствующим уменьшением амплитуды моды и индекса напряжения. Снижение величин этих показателей у студентов 3–5 курсов по сравнению с показателями у первокурсников позволяет говорить о наличии у них положительной адаптивной реакции на учебную нагрузку.

Используя для оценки функционального состояния сердечнососудистой системы уровень значений индекса напряжения (Р. М. Баевский, 1987), можно сказать, что у всех обследуемых в целом этот показатель находился в пределах адаптивных изменений (1 курс – 139,8±8,25 у.е.;

25

2 курс – 123,5±9,41 у.е.; 3 курс – 111,2±10,1 у.е.; 4 курс – 95,2±9,23 у.е.; 5 курс – 105,5±7,44 у.е.).

Анализ значений дисперсии индекса напряжения свидетельствует о наличии внутригрупповой неоднородности, что позволяет всех обследуемых разделить на группы в зависимости от типа вегетативных реакций.

На 1–2 курсах преобладающим был симпатотонический тип вегетативных реакций. При обследовании студентов 3–5 курсов отмечается преобладание нормотонического типа вегетативных реакций. Необходимо отметить, что к 5 курсу отмечается увеличение количества обследуемых с симпатотоническим типом регуляции (на 17,5 %). Это может свидетельствовать о нарастании у части лиц психоэмоционального напряжения и ухудшении функционального состояния, возможно, связанных с переходом на старших курсах к клинико-ориентированной практической деятельности.

Особое внимание в нашем исследовании было уделено показателям, позволяющим оценить вклад отдельных управляющих структур центральной нервной системы в общий ритм деятельности сердца.

Спектральный анализ вариабельности сердечного ритма позволил установить снижение общей суммарной мощности спектра у студентовмедиков к концу учебного года за счет снижения HF – волн. При этом регистрировалось достоверное увеличение индекса вагосимпатического взаимодействия у студентов 1 и 3 курсов (на 43,2 % и 38,1 % соответственно) и индекса централизации у студентов 1 курса на 35,2 %.

Показатели, характеризующие в целом деятельность кардиореспираторной системы, свидетельствуют о рассогласованности деятельности и напряжении адаптационно-приспособительных механизмов регуляции у студентов на начальных этапах обучения в вузе. Индекс Хильдебранта у студентов на 1 и 2 курсах достоверно выше значений полученных у них же на старших курсах. Сдвиг модального значения влево, повышение ампли-

26

туды моды кардиоинтервалов, сопровождающееся уменьшением их дисперсии, а также выявленное соотношение нормированных значений спектральных компонентов регуляции сердечного ритма VLF > LF > HF свидетельствуют о вовлечении центральных механизмов в регуляцию сердечного ритма за счет подавления активности сегментарных механизмов регуляции и снижения доминирования тонуса парасимпатического отдела вегетативной нервной системы.

В динамике пятилетнего обучения отмечались децентрализация управления сердечным ритмом, включение трофотропных механизмов вегетативного обеспечения и оптимизация физиологических функций. В спектре регуляции сердечного ритма отмечалось достоверное увеличение суммарной мощности за счет повышения вклада высокочастотного компонента в среднем по группе с 726,7±124,0 мс2 на 1 курсе до 1419,4±159,1 мс2 на 3 курсе, до 1329,8±146,1 мс2 на 4 курсе и до 1086,8±101,5 мс2 на 5 курсе, мощность которого является маркером вагусных влияний на сердце (С. М. Минасян и др., 2006; Е. Ю. Синицкая, 2006). При этом нормализованные показатели изменялись значительно меньше, чем абсолютные, что связано с общей гомеостатической тенденцией поддержания вагосимпатического баланса.

По данным индекса централизации в группе студентов 1 курса превалировали лица (более 62,5 %) с преобладанием активности эрготропных вегетативных механизмов. При этом соотношение лиц с преобладающим влиянием симпатического отдела ВНС на регуляцию хронотропной функции сердца и лиц, у которых в большей степени были вовлечены в регуляцию центральные структуры ЦНС, было следующим 35 % : 65 %. Тогда как в группе студентов 3 курса (43,5 % от числа всех обследуемых) это соотношение имело обратные пропорции. Следует также отметить, что у 56,5 % обследованных студентов 3 курса превалирующей была активность парасимпатического отдела ВНС. Повышенную активность центральных

27

механизмов регуляции у студентов 1 курса можно расценивать как снижение адаптационных возможностей организма и наличие функционального напряжения.

На рост активности центрального контура регуляции вариабельности сердечного ритма указывает коэффициент монотонности, который у студентов на 1 курсе почти в 1,5 раза был выше по сравнению с таковым на 3– 5 курсах обучения. При этом наличие внутригрупповой неоднородности в группах студентов 1–2 курсов свидетельствует о нестабильности процессов регуляции на фоне адаптации к условиям обучения в вузе. Так, показатель, отражающий стабильность сердечного ритма (СКО), был значительно снижен до 0,027±0,012 с у студентов 1 курса в 19,8% случаев, у студентов 2 курса – в 12,3 % случаев, у студентов 3 и 4 курсов – в 4,2 % и у студентов 5 курса – в 5,7 % случаев.

Резкое снижение среднего квадратичного отклонения по данным вариабельности сердечного ритма связывается со значительным напряжением регуляторных систем, когда в процесс регуляции включаются высшие уровни управления и это ведет к почти полному подавлению активности автономного контура (Р. М. Баевский и др., 2008). Поскольку автономный контур – это контур парасимпатической регуляции, то централизация управления означает смещение вегетативного гомеостаза в сторону преобладания симпатической нервной регуляции, то есть к усилению недыхательного компонента синусовой аритмии.

Динамика показателей кровообращения

в условиях дозированной физической нагрузки PWC170

Функциональные возможности организма, которые определяют степень реализации соответствующих биологических и социальных функций, составляют так называемый «адаптационный потенциал». Адаптационные

28

способности организма человека в значительной степени зависят от резервных возможностей сердечно-сосудистой системы (Д. А. Васильев, 2004; А. В. Шаханова, Т. В. Глазун, 2008; Г. Г. Бральнина и др., 2008).

Количественная оценка функциональных возможностей сердечнососудистой системы и физического здоровья наиболее четко определяется в условиях тестирующих физических нагрузок (В. П. Казначеев и др., 1980; Р. М. Баевский и др., 1987).

Физическая нагрузка является идеальным и наиболее физиологичным видом провокации, позволяющим оценить полноценность компенса- торно-приспособительных механизмов организма, а при наличии явной или скрытой патологии – степень функциональной неполноценности кардиореспираторной системы (Д. М. Аронов, В. П. Лупанов, 2003).

По данным нашего исследования исходные показатели артериального давления во всех изучаемых группах находились в пределах нормы. При межкурсовом сравнении замечено, что среднее значение систолического артериального давления у студентов четвертого и пятого годов обучения (121,6±1,4 и 122,6±1,4 мм рт. ст. соответственно) достоверно ниже, чем у студентов первого года обучения (129,3±2,4 мм рт. ст.). При этом диастолическое артериальное давление в сравниваемых группах достоверно не различалось. Частота сердечных сокращений в группе первокурсников в среднем составила 80,6±3,8 уд/мин и отличалась от значений, полученных у студентов четвертых и пятых курсов (69,4±2,4 уд/мин; 69,0±2,8 уд/мин) (р ≤ 0,05).

Показатели, характеризующие выносливость и адаптивные возможности сердечно-сосудистой системы (КВССС, ДП, ВИК), указывают, при сравнении с нормативными данными, на симпатическую направленность нейровегетативного тонуса, напряжение регуляторных механизмов адаптации, снижение выносливости и ухудшение функциональных и адаптивных возможностей сердечно-сосудистой системы у студентов первого и

29