THE ROLE OF VARIABILITY IN THE BASELINE FUNCTIONAL STATUS OF PHYSIOLOGICAL SYSTEMS DURING ADAPTATION TO TRAINING ACTIVITIES AND THE CHANGE OF CLIMATE AND GEOGRAPHICAL CONDITIONS OF ACCOMMODATION

Full Text

Актуальность. На территории Западной Сибири и Уральского региона, входящих в Уральский федеральный округ имеется несколько климато-географических зон, где проживает население Ямало-Ненецкого автономного округа (ЯНАО, г. Салехард - с.ш. 66о32'), Ханты-Мансийского автономного округа (ХМАО, г. Ханты-Мансийск - 61о00' с.ш.), Тюменской и Курганской областей (г. Курган - 55о26' с.ш.). В связи с этим особого внимания требуют учащиеся, приехавшие на учебу в г. Тюмень - 57о09' с.ш. из других климатических зон и областей, когда на адаптационный процесс к измененным социальным условиям и интенсивной учебной деятельности наслаивается функциональная перестройка к новой природно-климатической среде. Во многом вышеуказанное является определяющим в увеличении «физиологической цены» результативной деятельности студентов, а также в формировании и развитии патологических процессов [5]. Вместе с тем, при оценке эффективности адаптационного процесса студенческой молодежи в вузе не всегда учитывается уровень исходного (базового) функционального состояния физиологических систем. Как правило, в значительном количестве проведенных исследований общее состояние студентов на начальном этапе обучения представлено усредненными данными общеклинических показателей с дополнительным указанием группы здоровья. В связи с этим для решения данной проблемы наиболее оптимальным является комплексный (клинико-физиологический) подход с установлением взаимосвязи общего состояния здоровья и исходного (базового) физиологического статуса учащихся [6, 7, 8]. Особую значимость это приобретает при смене климато-географических условий проживания, поскольку организм человека в достаточной мере реагирует не только на абсолютные значения, но и на выраженность изменений гелиогеофизических и метеорологических факторов, в результате чего формируются сигналы, изменяющие деятельность физиологических систем. [1, 3]. Таким образом, разработка данного вопроса может способствовать не только более глубокому пониманию механизмов формирования общей резистентности и адаптивных возможностей организма к факторам окружающей среды, но и осуществлению научно обоснованных рекомендаций по прогнозу возникновения и более эффективной профилактике различных форм патологии. Цель исследования. Изучение вариабельности базового функционального состояния физиологических систем и оценка ее влияния на эффективность адаптивных реакций организма у студентов первого курса вузов Тюмени, приехавших на учебу из различных регионов Уральского федерального округа (ХМАО, ЯНАО, Курганская область). Материал и методы исследования. Основой для практической реализации проводимых исследований у обследуемого контингента явились результаты текущих профилактических медицинских осмотров. Для последующего динамического исследования были выделены лица только I и II групп здоровья - 582 студента обоего пола первого курса вузов г.Тюмени, из которых 192 постоянно проживали в областном центре, 147 - приезжие из ХМАО, 111 из ЯНАО и 132 из г. Кургана и Курганской области. Средний возраст всех обследуемых 18,2±0,3 лет. В состоянии покоя у всех обследуемых определяли частоту сердечных сокращений (ЧСС), систолическое (САД) и диастолическое (ДАД) артериальное давление, а также регистрировалась ЭКГ в стандартных, однополюсных усиленных и грудных отведениях. Физическая работоспособность определялась методом степ-теста PWC170, расчётные показатели гемодинамики проводились в соответствии с рекомендациями М.А. Медведева и В.Б. Студницкого [9]. Оценку степени напряжения регуляторных механизмов проводили методом кардиоинтервалографии с использованием клиноортостатической пробы и оценкой показателей исходного вегетативного тонуса, вегетативной реактивности и вегетативной обеспеченности деятельности [2]. Психофизиологические исследования включали определение ситуативной тревожности (тест Спилбергера-Ханина) и диагностику состояния стресса [4]. Статистическая обработка данных проводилась с применением пакета прикладных программ «Statistica 6.0». В работе использовался метод корреляционного анализа и метод выявления различий в распределении признака (критерии Колмогорова - Смирнова и χ2). Достоверность полученных результатов обеспечивалось применением стандартных диагностических методик и t-критерия Стьюдента. Полученные результаты и их обсуждение. На основании полученных данных уже в состоянии покоя по сравнению с контрольной группой (студентами, постоянно проживающими в г.Тюмени) были установлены существенные (статистически значимые) межгрупповые различия практически по всем функциональным параметрам сердечно-сосудистой системы. Наиболее значимые различия были выявлены у II группы студентов, приехавших на учебу из ЯНАО (по 8-ми из 9-ти показателей). Несколько меньшие различия были установлены с I группой (ХМАО - по 6-ти из 9-ти показателей) и III группой студентов (Курганская область - по 7-ми из 9-ти показателей). При этом было определено по сравнению с контролем у учащихся всех групп, приехавших на учебу из различных регионов Уральского федерального округа, повышение частоты сердечных сокращений (ЧСС), систолического (САД) и диастолического артериального давления (ДАД), среднединамического давления (СДД), общего периферического сопротивления сосудов (ОПСС), а также снижение пульсового давления (ПД) и ударного объема (УО). При этом необходимо отметить, что более выраженное отклонение от показателей группы сравнения (г.Тюмень) были установлены у студентов ЯНАО. Вышеуказанные параметры у студентов ХМАО и Курганской области были практически идентичны. При оценке вышеуказанных показателей (базовый уровень) уже на данном этапе проводимых исследований можно говорить о менее экономном функционировании сердечно-сосудистой системы у юношей и девушек всех вышеуказанных групп по сравнению со студентами, постоянно проживающими в г.Тюмени. Последнее подтверждается, прежде всего, тем, что необходимые параметры интегрального показателя эффективности кровообращения - МОК у студентов I, II, III групп (соответственно у юношей 4541±109, 4406±122, 4502±115 мл/мин и у девушек 4506±118, 4449±125, 4501±121 мл/мин; р<0,05) достигаются при более низких показателях ударного объема (соответственно у юношей 61,04±0,36, 58,12±0,75, 59,8±0,63 и у девушек 60,24±0,43, 57,71±0,54, 59,38±0,51 мл; р<0,05), но за счет более высоких показателей ЧСС (соответственно у юношей 74,3±0,78, 75,8±0,86, 75,3±0,82 и у девушек 74,8±0,7, 77,1±0,9, 75,8±0,75 уд/мин; р<0,05). Также подтверждением вышеизложенного является меньшая физическая работоспособность по сравнению с контрольной группой. Вместе с тем необходимо констатировать, что в начале учебного года все вышеуказанные показатели как у студентов, постоянно проживающих в областном центре, так и студентов приехавших на учебу в г.Тюмень из различных регионов УрФО, находились в границах нормативных показателей, а физическая работоспособность соответствовала градации «средняя». Анализ результатов кардиоинтервалографии показал, что у юношей и девушек группы сравнения (г.Тюмень) по основному показателю - индексу напряжения, была установлена верхняя граница сбалансированного состояния регуляторных систем вегетативной нервной системы - ВНС (соответственно ИН1=79,04±1,09 и 82,64±1,11; р<0,001), а у первокурсников остальных трех групп (ХМАО, ЯНАО, Курганская область) отмечалось умеренное преобладание тонуса симпатического отдела ВНС (соответственно у юношей ИН1 - 93,87±1,11; 98,86±1,21; 95,96±1,15 и у девушек 94,89±1,2; 99,47±1,3; 96,75±1,21; р<0,001). При этом более выраженное отклонение от показателей группы сравнения (г.Тюмень) было у студентов ЯНАО, у которых отмечалась более высокая амплитуда моды (АМо) и наименьшие показатели моды (Мо) и вариационного размаха (ΔХ), что указывает на повышение симпатического тонуса и, как следствие, наиболее высокий индекс напряжения. Кроме того, у юношей и девушек I, II, III опытных групп после функциональной нагрузки (ортостатическая проба) по сравнению с контрольной группой наблюдалось увеличение индекса вегетативного равновесия (ИВР1), что указывает на усиление активности центрального контура управления. Подтверждением вышеизложенного являются также по сравнению с контролем более высокие значения индекса напряжения - ИН2, показателя адекватности процесса регуляции - ПАПР2 и вегетативного показателя ритма - ВПР2. В целом вегетативная реактивность у студентов всех групп (ХМАО, ЯНАО, Курганская область) оценивалась как симпатикотоническая (ИН2/ИН1>1,5) по ее нижней границе. По сравнению со студентами опытных групп (ХМАО, ЯНАО, Курганская область) у юношей и девушек, постоянно проживающими в г.Тюмени, после функциональной нагрузки отмечались меньшая амплитуда моды и наибольшие показатели моды и вариационного размаха. В этой же группе у юношей и девушек отмечался наименьший индекс напряжения (соответственно ИН2=125,16±1,9 и 128,9±1,1; р<0,001), что говорит об умеренном преобладании тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы и соответствует нормальной реакции организма на физическую нагрузку. В результате вегетативная реактивность на клиноортостатическую пробу характеризовалась как нормальная. Одним из дополнительных показателей напряжения адаптационных механизмов и снижения функциональных резервов организма может быть удлинение восстановительного периода после обратного перехода из орто- в клиноположение. В наших исследованиях как у юношей и девушек группы сравнения, так и юношей и девушек всех трех опытных групп отмечалось незначительное удлинение периода восстановления по сравнению с нормальными данными (до 3-х минут). Наиболее выраженное увеличение отмечалось у первокурсников ЯНАО, а наименьшее в группе сравнения. Студенты I (ХМАО) и III (Курганская область) групп занимали срединную позицию. При этом у всех студентов после обратного перехода из вертикального положение в горизонтальное было установлено повышение уровня напряжения - ИН3 по сравнению с исходными данными ИН1. Вместе с тем общая оценка восстановления соответствовала градации «нормальная», поскольку соотношение ИН3/ИН1 не превышала 1,1. Психическое и физическое развитие человека тесно связано с функциональным состоянием организма и его здоровьем на всех этапах онтогенеза. Анализ полученных данных показал, что в целом показатель ситуативной тревожности (СТ) у первокурсников всех групп соответствовал средней градации и находился в границах 31-44 балла. Вместе с тем у юношей и девушек контрольной группы вышеуказанный показатель был наиболее низким в сравнении с показателями первокурсников, приехавших на учебу из различных регионов УрФО. Так, наиболее высокий уровень тревожности был отмечен у юношей и девушек ЯНАО, который равнялся 44,19±2,19 и 44,23±2,11 баллам (р<0,001) и соответствовал верхней границе умеренного уровня. Анализируя процентное распределение лиц по уровням тревожности, необходимо отметить, что умеренный уровень ситуативной тревожности (СТ) преобладал в структуре контрольной и всех опытных групп. При этом в каждой группе обследованных присутствовали юноши и девушки с низким, умеренным и высоким уровнем СТ. Вместе с тем у студентов, постоянно проживающих в г.Тюмени, было наименьшее количество лиц с высоким уровнем тревожности и наибольшее с низким. По сравнению с ними у юношей и девушек других групп (ХМАО, ЯНАО, Курганская обл.) была установлена обратная закономерность: больший процент лиц с высоким уровнем СТ и наименьший с низким. При этом были выявлены некоторые гендерные особенности, которые у девушек по сравнению с юношами характеризовались более высокими показателями ситуативной тревожности. Являясь чувствительным индикатором развития тенденций в формировании реакций каждого индивидуума на изменение факторов среды, повышенная тревожность не может не затрагивать процессы саморегуляции в центральной и вегетативной нервной системе. В связи с этим нами были изучены у первокурсников уровни регуляции (управления) в стрессовых ситуациях [4]. В целом как у юношей и девушек, постоянно проживающих в г.Тюмени, так и у первокурсников, приехавших в областной центр из различных регионов УрФО было установлено в начале учебного года умеренный уровень регуляции (управления) в стрессовых ситуациях, поскольку количественная оценка находилась в границах вышеуказанной градации (5-7 баллов). Вместе с тем необходимо констатировать, что уже и на этом этапе проводимых исследований наибольшее различие по сравнению с контрольной группой (г.Тюмень) были установлены в группе юношей и девушек ЯНАО. Данное различие было статистически значимым. При этом во всех группах превалировало количество студентов с умеренным уровнем регуляции в стрессовых ситуациях. Для данного уровня характерно адекватное поведение в стрессовых ситуациях, сохранение самообладания с незначительными проявлениями в редких случаях нарушения эмоционального равновесия. Вместе с тем как в группе сравнения, так и в группах студентов ХМАО, ЯНАО и Курганской области имелась «группа риска», которую составляли студенты со слабым уровнем регуляции в стрессовых ситуациях. Для них характерно снижение самоконтроля в стрессовых ситуациях, что может приводить к формированию состояния хронического стресса и, как следствие, переутомлению и истощению адаптационных возможностей организма. Известно, что напряжение и степень изменения физиологических функций человека при достаточно длительном воздействии факторов окружающей среды во многом зависит от исходного уровня (базовой составляющей) показателей гомеостаза организма [6, 7, 8]. В связи с этим нами было проведено дальнейшее комплексное обследование первокурсников на протяжении всего учебного года. Проведенные анализ полученных данных позволил установить однонаправленное изменение в показателях ССС, физической работоспособности и кардиоинтервалографии как в группе сравнения, так и у студентов ХМАО, ЯНАО и Курганской области после шести месяцев обучения и в конце учебного года, которые характеризовали достаточно высокую степень напряжения их организма. Вместе с этим были выявлены и существенные (статистически значимые) межгрупповые различия практически по всем изучаемым показателям. Наиболее значимые различия по сравнению с контрольной группой (г.Тюмень) были установлены у студентов I и II групп, приехавших на учебу из ХМАО и ЯНАО, как после шести месяцев обучения, так и в конце учебного года. В этих группах уже в состоянии относительного покоя отмечалось умеренное преобладание тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы - симпатикотония (соответственно ИН1 103,72±1,15 и 109,41±1,25; р<0,001). Вегетативная реактивность на клиноортостатическую пробу в вышеуказанных группах соответствовала градации «гиперсимпатикотоническая», поскольку соотношение ИН2/ИН1 было выше 1,5. Как следствие отношение исходного вегетативного тонуса и вегетативной реактивности на функциональную пробу в вышеуказанных группах характеризовалась как «симпатикотония-гиперсимпатикотония». У студентов, приехавших на учебу из Курганской области, после шести месяцев обучения также вегетативная реактивность характеризовалась как гиперсимпатикотоническая, а отношение исходного вегетативного тонуса и вегетативной реактивности на функциональную пробу как «симпатикотония-гиперсимпатикотония». Вместе с тем к концу учебного года вышеуказанные соотношения, как и в группе сравнения, определялась в соотношении «эйтония-нормальная реактивность». Подтверждением достаточно существенного напряжения организма в процессе учебной деятельности у студентов, приехавших из ХМАО и ЯНАО явились показатели ситуативной тревожности и уровня регуляции стресса. В этих группах были установлены наиболее значимые различия по сравнению с контрольной группой (г.Тюмень) как после шести месяцев обучения, так и в конце учебного года. Уровень тревожности соответствовал градации «высокая» (>44 усл.ед.). У студентов, приехавших на учебу в г.Тюмень из Курганской области после шести месяцев обучения ситуационная тревожность также характеризовалась как высокая. Однако, к концу учебного года последняя приближалась к верхней границе умеренной и была статистически незначима (р>0,05) по сравнению в контрольной группой. Аналогичная закономерность была установлена по динамике уровня регуляции (управления) в стрессовых ситуациях. У студентов ХМАО и ЯНАО после шести месяцев обучения и в конце учебного года данный показатель был на нижней границе слабого уровня (соответственно 7,29±0,32 и 7,56±0,38; 7,35±0,33 и 7,71±0,42; р<0,05). Последнее было определено увеличением «группы риска», которую составляли студенты с характерным снижением самоконтроля в стрессовых ситуациях, связанных, прежде всего, с переутомлением и уменьшением адаптационных возможностей организма. Таким образом, проведенный анализ полученных данных позволил утверждать о существенных различиях уровня тревожности и напряжения регуляторных механизмов у студентов первого курса, приехавших на учебу в г.Тюмень из различных регионов Уральского федерального округа, как после шести месяцев обучения, так и в конце учебного года. Наибольшие изменения были установлены у юношей и девушек, приехавших на учебу в г.Тюмень из ХМАО и ЯНАО - более контрастных климато-географических условиях постоянного места проживания. Менее выраженные изменения были установлены у юношей и девушек, приехавших на учебу из Курганской области, которая соответствовала той же климатической зоне, что и г.Тюмень. Выводы. 1. Комплексный клинико-физиологический подход с установлением взаимосвязи общего состояния здоровья и исходного (базового) физиологического статуса на начальном этапе обучения студентов, приехавших на учебу в г.Тюмень из ХМАО, ЯНАО и Курганской области, позволил дать более глубокую оценку механизмам формирования общей резистентности и эффективности адаптивных реакций организма к учебному процессу и смене климато-географических условий проживания. 2. Смена климато-географических условий проживания оказывает дополнительную нагрузку на организм учащихся вузов в процессе их адаптации к учебной деятельности на первом курсе обучения, что проявляется в достаточно существенных сдвигах показателей общего гомеостаза и стрессреактивности у студентов, приехавших на учебу в г.Тюмень из ХМАО и ЯНАО. 3. С учетом вариабельности базового функционального состояния физиологических систем определение динамики вегетативной реактивности и вегетативного обеспечения деятельности, ситуационной тревожности и уровня регуляции (управления) в стрессовых ситуациях у различных групп студентов дает объективную основу для установления критериев эффективности адаптации и донозологической диагностики, а также разработки и внедрения индивидуальных оздоровительных программ с целью повышения функциональных возможностей организма.

About the authors

V V Kolpakov

GBOU VPO TumGMU of the Ministry of health of Russia

Email: Kolpakov661@rambler.ru

T V Bespalova

BU IN KHMAO-Yugra Khanty-Mansiysk state medical Academy

E A Tomilova

GBOU VPO TumGMU of the Ministry of health of Russia

N Yu Larkina

GBOU VPO TumGMU of the Ministry of health of Russia

M V Stolbov

GBOU VPO TumGMU of the Ministry of health of Russia

A Anatol'evna Tkachuk

GBOU VPO TumGMU of the Ministry of health of Russia

A A Kopytov

GBOU VPO TumGMU of the Ministry of health of Russia

References