Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы студенток в динамике пятилетнего обучения в техническом вузе
1На правах рукописи
ПАЛКИНА Оксана Альбертовна ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ СТУДЕНТОК В ДИНАМИКЕ ПЯТИЛЕТНЕГО ОБУЧЕНИЯ В ТЕХНИЧЕСКОМ ВУЗе 03.00.13 - Физиология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук
Архангельск 2008 2
Работа выполнена на кафедре физиологии и патологии развития человека ГОУВПО «Поморский государственный университет имени М.В. Ломоносова»
Научный консультант: доктор медицинских наук, профессор Гудков Андрей Борисович
Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор Лупачев Валерий Валентинович кандидат медицинских наук, доцент Соловьева Наталья Владиславовна
Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ярославская государственная медицинская академия» (г. Ярославль)
Защита диссертации состоится 23 июня 2008 г. в 12 часов 30 мин.
на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.191.01 при Поморском государственном университете имени М.В. Ломоносова по адресу: 163045, Архангельск, ул. Бадигина, д.3.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Поморского государственного университета им. М.В. Ломоносова.
Автореферат разослан 20 мая 2008г.
Ученый секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.191.01, кандидат медицинских наук, доцент Н.В. Афанасенкова
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования. Сложные процессы преобразования российского общества затрагивают все его базовые институты, включая систему высшего образования (Садовничий В.А., 2004;
Фурсенко А.А., 2006).
Главной концептуальной установкой современной образовательной политики становится соединение серьёзных фундаментальных знаний, широкой профессиональной подготовки с высоким уровнем общей культуры студентов (Юдин Б.О., 2004). Основной целью образования является подготовка таких специалистов, которые, благодаря своему всестороннему образованию, теоретической и практической подготовке, смогут полноценно конкурировать на современном мировом рынке труда (Виленский М.Я., 2001;
Куликова А.М., 2003;
Чистова И.В., 2003).
Обучение в ВУЗе – длительный и сложный процесс, требующий большого напряжения всех систем организма (Игнатьева С.Н., 2000;
Меньшикова М.В., 2003;
Кушкова Н.Е., 2007;
Поливаная Е.А., 2007). Если умственная деятельность многих работников выражается в реализации научных задач, то у студентов она определяется процессом обучения и заключается в усвоении всё возрастающего объёма учебного материала, то есть в накоплении знаний и развитии интеллектуально-эмоциональной сферы (Гизатулин А.Г. и др., 1995;
Баклыкова Л.П., 1999;
Кислицын Ю.Л. и др., 2003;
Горбач Н.А., Жарова А.В., 2004). Кроме этого, экономические трудности, изменение некоторых морально-этических сторон воспитания, связанные с инновациями специальных образовательных программ, ухудшающаяся экологическая обстановка не могут не сказаться на здоровье студенчества (Агаджанян Н.А., 1995;
Лазарев М.Л., 1995;
Бука Э.С. и др., 1997;
Кузнецова Ю.А. и др., 1998;
Бирюкова Н.А., 2006;
Мусалимова Р.С., 2006;
Батоцыренова Т.Е., 2007).
Проблема сохранения здоровья подрастающего поколения в России в последние десятилетия приобрела особую остроту (Севрюкова Г.А., 2006). Её решение зависит как от особенностей образа жизни студентов, так и от закономерностей этапа индивидуального развития, когда заканчивается биологическое созревание организма и происходит социальное становление личности (Казин Э.М. и др., 2003). Окончательное биологическое формирование организма в 17-20 лет ещё не закончено, и знание особенностей функционального состояния организма в период обучения в ВУЗе необходимо для разработки методов целенаправленного воздействия на сохранение и укрепление здоровья студентов (Панин В.А., Малиновский В.Г., 1996;
Frankenhauser M., 1998), особенно будущих матерей (Походенько И.В. и др., 2003).
Представляя собой основную систему транспорта энергии, сердечно сосудистая система признана наиболее чувствительным индикатором адаптационно-приспособительной деятельности организма как к климато географическим условиям (Баевский Р.М., Берсенева А.П., 1990;
Солонин Ю.Г., 1994;
Кубушка О.Н., Гудков А.Б., 2004;
Alexander J. et.al., 1972;
Rochard J., 1979), так и к профессиональной деятельности (Агаджанян Н.А., Хрущев В.Л., 1984;
Гудков А.Б. и др., 1998).
Таким образом, оценка состояния cердечно-сосудистой системы студенток технического ВУЗа в динамике их обучения имеет важное как теоретическое, так и практическое значение.
Цель и задачи исследования. Цель работы – установить особенности функционального состояния сердечно-сосудистой системы студенток технического ВУЗа в динамике 5-летнего обучения для оптимизации режима труда и отдыха в процессе обучения.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
1. Проанализировать особенности вегетативной регуляции сердечного ритма у студенток.
2. Исследовать биоэлектрическую активность сердца у обследуемого контингента.
3. Изучить показатели гемодинамики у студенток в течение 5-летнего обучения в ВУЗе.
4. Изучить динамику физической работоспособности.
Положения, выносимые на защиту. 1. Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы студенток технического ВУЗа в динамике 5 летнего обучения имеет фазный характер и определяется сроком обучения:
наиболее благоприятным и менее напряженным для студенток является обучение в седьмом и восьмом семестрах. 2. В течение первых пяти семестров обучения в ВУЗе показатели гемодинамики у девушек характеризуются снижением экономизации деятельности сердечно сосудистой системы и увеличением количества атипических реакций в ответ на дозированную физическую нагрузку, что наиболее выражено в конце весенних семестров. 3. Относительно стабильный уровень физической работоспособности у студенток наблюдается в пятом - девятом семестрах.
Новизна исследования. Впервые на Европейском Севере России проведено комплексное исследование состояния сердечно-сосудистой системы у одних и тех же студенток технического университета в динамике 5-летнего обучения в ВУЗе.
Выявлено, что вегетативная регуляция сердечного ритма у студенток сопровождается усилением тонуса симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы во втором, третьем, пятом и девятом семестрах. В эти же семестры наблюдается и более напряженная деятельность миокарда.
Показано, что наиболее высокая физическая работоспособность у студенток в процессе 5-летнего обучения в техническом ВУЗе в первом и во втором семестрах.
Научно-практическое значение. В результате проведенных исследований установлены особенности состояния сердечно-сосудистой системы у студенток технического ВУЗа в динамике 5-летнего обучения, дополняющие современные представления о компенсаторно приспособительных реакциях организма студенческой молодежи. Полученные данные вносят вклад в развитие теории адаптации и в возрастную физиологию.
Результаты диссертационного исследования могут быть использованы для корректировки объема и интенсивности нагрузок в рамках учебной программы обучения в техническом ВУЗе.
Материалы используются в учебном процессе в Институте гигиены и медицинской экологии Северного государственного медицинского университета (акт о внедрении от 17 мая 2006 г.), в Орловском государственном техническом университете (акт о внедрении от 7 сентября 2007 г.), в Архангельском государственном техническом университете (акт о внедрении от 11 октября 2007 г.), в Орловской региональной академии государственной службы (акт о внедрении от 14 ноября 2007 г.), в Мурманском государственном педагогическом университете (акт о внедрении от 1 апреля 2008 г.). Материалы исследования могут быть рекомендованы для физиологов, врачей общей практики, обслуживающих образовательные учреждения, врачей функциональной диагностики и студентов медицинских вузов.
Диссертационная работа выполнена в рамках региональной научно технической программы «Здоровье населения Европейского Севера (2002 2007)».
Апробация работы. Основные положения работы доложены и обсуждены на Всероссийской научно-практической конференции «Здоровье, физическое развитие и образование: состояние, проблемы и перспективы» (Екатеринбург, 2006 г.), научно-технической конференции «Физическая культура и здоровье студентов» профессорско-преподавательского состава, научных, инженерно-технических работников и аспирантов по итогам работ за 2006 год (Архангельск, 2007 г.), Международной научно-практической конференции «Физическое здоровье и спорт, образование и научные исследования на Севере» (Архангельск, 2007 г.), на заседаниях проблемной комиссии НТС Поморского государственного университета им.
М.В. Ломоносова (Архангельск, 2007, 2008 г.г.), на заседании кафедры физической культуры Архангельского государственного технического университета (Архангельск, 2008 г.).
По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 127 страницах машинописного текста и состоит из введения, 3 глав, заключения, выводов и практических рекомендаций. Работа иллюстрирована 10 таблицами и рисунками. Библиография включает 265 отечественных и 46 зарубежных публикаций.
ОРГАНИЗАЦИЯ, ОБЪЕМ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Основу настоящего исследования составили динамические наблюдения за студентками в течение 5-летнего обучения в Архангельском государственном техническом университете в 1999-2004 годов. Проведено комплексное исследование состояния сердечно-сосудистой системы, вегетативной регуляции сердечного ритма и физической работоспособности у одних и тех же 25 девушек в возрасте 17-22 лет. Было организовано последовательных серий исследований в сентябре и в мае каждого учебного года: I серия – первый семестр;
II серия - второй семестр;
III серия - третий семестр;
IV серия – четвертый семестр;
V серия – пятый семестр;
VI серия – шестой семестр;
VII серия – седьмой семестр;
VIII серия – восьмой семестр;
IX cерия – девятый семестр;
Х серия – десятый семестр. Всего проведено 2750 различных исследований. Динамика функциональных изменений в процессе обучения оценивалась по результатам проведения комплекса следующих функциональных тестов.
Биоэлектрическая активность миокарда изучалась с помощью электрокардиографии. Использовался 3-канальный электрокардиограф Cardimax Fx-326V (Япония). Электрокардиограмма записывалась в положении испытуемого лежа на спине в 12 стандартных отведениях (I, II, III стандартные отведения - по Эйнтховену, усиленные aVL, aVR, aVF по Гольдбергеру и однополюсные грудные V1, V2, V3, V4, V5, V6 - по Вильсону).
Согласно общепринятым рекомендациям (Орлов В.Н., 1983) определялись амплитуда зубцов и длительность интервалов ЭКГ.
В состоянии покоя определяли частоту сердечных сокращений артериальное давление систолическое (САД) и (пальпаторно), диастолическое (ДАД) в большом круге кровообращения (по методу Н.С.Короткова).
По величинам этих показателей рассчитывались (Аринчин Н.Н., 1978): систолический объем кровообращения (СОК) по формуле Старра, периферическое сопротивление сосудов (ПСС) - по формуле Пуайзеля, среднединамическое давление (СДД) по формуле Хикема. Минутный объем кровообращения (МОК) рассчитывали как произведение СОК на ЧСС.
Расчет этих показателей позволил охарактеризовать сократительную функцию миокарда.
Вегетативная регуляция сердечного ритма оценивалась методом ритмокардиографии (Баевский Р.М., 1986). С помощью 3-канального электрокардиографа Cardimax Fx-326V (Япония) в положении лежа регистрировали 120 кардиоциклов и определяли основные параметры ритмокардиограммы: моду (Мо) - наиболее часто встречающийся интервал R-R, амплитуду моды (АМо) - выраженность моды в процентах, вариационный размах (Х) - разницу между максимальными и минимальными значениями R-R, а также рассчитывали индекс напряжения (ИН).
Вариационная пульсометрия позволила путем математического анализа определить состояние вегетативного гомеостаза и напряжение регуляторных систем. Дополнительно по общепринятой методике (Загрядский В.П., Сулемо-Самуйлло З.К., 1976) определяли вегетативный индекс Кердо (ВИК).
Интегральным показателем, характеризующим конечный результат адаптивных изменений в организме человека, является его физическая работоспособность (Матюхин В.А., 1976). При оценке физической работоспособности студенток применялся метод велоэргометрии с последующим расчетом величины PWC170 (Карпман В.Л. и др., 1988).
Выполнялась двухступенчатая велоэргометрическая нагрузка при частоте педалирования 60 об./мин.
По величинам прироста частоты сердечных сокращений и систолического артериального давления рассчитывали индексы хронотропного (ИХР) и инотропного (ИИР) резервов (Кондраков В.М. и др., 1983), исходя из того, что по степени учащения пульса можно косвенно судить о работоспособности (Валевский С.Ф. и др., 1990) и об уровне развития адаптационных возможностей организма в целом (Аберберг Аушкалке, 1980). Показатель внешней работы миокарда (ВРМ) рассчитывали по формуле, предложенной Н.А. Агаджаняном (1997). Дополнительно определяли индекс напряжения миокарда (ИНМ) (Агаджанян Н.А., 1997;
Михайлов В.М., 2000).
Используя величины ВРМ и ИНМ, рассчитывали критерий эффективности миокарда (КЭМ) (Агаджанян Н.А., 1997;
Михайлов В.М., 2002).
Индекс функционального состояния системы кровообращения определяли по величине адаптационного потенциала (АП) (Апанасенко Г.Л., 1983;
Баевский Р.М., Берсенева А.П., 1997).
Для оценки степени тренированности системы кровообращения рассчитывался коэффициент Квааса (Кв) (Глико Н.И. и др., 1997).
На основании протоколов исследований по каждой методике составлялись таблицы с последующей статистической обработкой на IBM – Pentium с использованием электронных таблиц Microsoft Excel 2000, Statistika for Windows 6.0. При этом вычислялись: средняя арифметическая по каждой группе исследуемых величин М, средняя арифметическая ошибка m. Расчет доверительных интервалов полученных значений и оценка достоверности различий между ними проводили по критерию Стьюдента при уровне значимости 95% (р0,05) (Айвазян С.А., Мхитарян В.С., 1998).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Для характеристики степени напряжения отдельных звеньев системы нервно-гуморальной регуляции в целостном организме был использован метод математического анализа сердечного ритма (Баевский Р.М., 1979;
Михайлов В.М., 2002). С этой целью был проведён анализ ритмокардиограмм R-R интервалов в течение пятилетнего обучения у студенток технического ВУЗа. Также для оценки адаптивной напряженности в динамике учебного года изучался вегетативный индекс Кердо (ВИК).
Установлено, что реакция регуляторных систем организма в динамике пятилетнего обучения у студенток имеет фазный характер (табл. 1). Во втором, третьем семестрах наблюдается тенденция к увеличению таких показателей, как вариационного размаха, моды и снижение величин амплитуды моды и индекса напряжения по сравнению с первым семестром.
Это можно расценить как тенденцию к незначительному усилению тонуса парасимпатической нервной системы. Кроме того, в первом семестре отрицательные значения ВИК свидетельствуют о достаточно высоком тонусе парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. К концу второго и третьего семестров показатель ВИК достоверно увеличился, что указывает на преобладание симпатических влияний на сердечную деятельность.
Симпатикотоническая направленность функционального состояния сердечно-сосудистой системы указывает на высокую степень мобилизации системы кровообращения и снижение адаптивных возможностей сердечного ритма.
Таблица Показатели ритмокардиографии у девушек в течение 5-летнего обучения в ВУЗе (M+m) n= Семестры Мо, с АМо, % х, c ИН, усл.ед.
1 0,80±0,02 43,1±2,3 0,28±0,02 140,6±17, 2 0,84±0,02 40,3±2,1 0,30±0,02 117,1±16, 3 0,82±0,03 40,8±2,9 0,29±0,03 125,2±22, 4ссс 0,87±0,02* 38,2±2,1 0,32±0,02 90,8±12,6* 5 0,82±0,03 42,5±2,5 0,29±0,02 122,2±16, 6 0,83±0,02 44.7±2,9 0,22±0,02* 174,4±28, 7 0,84±0,02 45,1±2,9 0,26±0,03 141,3±25, 8 0,85±0,02 41,2±2,9 0,28±0,02 112,4±18, 9 0,81±0,02 41,4±2,4 0,28±0,02 136,2±22, 10 0,82±0,02 41,8±2,1 0,26±0,02 131,7±18, Примечание: различия достоверны с первым семестром: *p0,05.
В четвёртом семестре анализ гистограммы R-R интервалов выявил дальнейшее увеличение вариационного размаха, снижение амплитуда моды, индекса напряжения (p0,05) и достоверное увеличение моды по сравнению с первым семестром. Показатель ВИК снизился в 6,8 раза (p0,01) по сравнению с третьим семестром. Полученные результаты указывают на усиление ваготонических влияний в регуляции ритма сердца. Снижение тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы обуславливает уменьшение сократительной функции миокарда (Frawlly T.F., Forshman P., 1951) в этот период.
К пятому семестру вновь наблюдается активизация обоих отделов вегетативной нервной системы. Об этом свидетельствуют увеличение вариационного размаха, моды и величины ВИК. В этот же период индекс напряжения уменьшается на 13% (p0,05) по сравнению с первым семестром, но увеличивается на 22% по сравнению с четвертым семестром.
В шестом семестре происходит усиление тонуса симпатической нервной системы. Значительно возрастает индекс напряжения, амплитуда моды и снижается вариационный размах (p0,05) по сравнению с первым семестром при практически неизменной величине Мо. Кроме того, к концу шестого семестра наблюдается увеличение ВИК в 5,6 раза (р0,05) по сравнению с пятым семестром, что указывает на преобладание симпатических влияний на сердечную деятельность.
После летних каникул в седьмом семестре на фоне повышенного тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы происходит незначительное усиление парасимпатической регуляции. Это проявляется тенденцией к увеличению моды при практически неизменном показателе индекса напряжения по сравнению с первым семестром. Показатель ВИК уменьшается в 2,4 раза по сравнению с шестым семестром.
В восьмом семестре продолжается ослабление симпатических влияний, приводящее к дальнейшему увеличению моды. В этот же период снижается амплитуда моды и индекс напряжения по сравнению с первым семестром.
Этот период характеризуется увеличением функциональных возможностей различных систем организма вследствие формирующихся межсистемных связей.
В начале девятого семестра наблюдается активация обоих отделов вегетативной нервной системы. Это подтверждается снижением показателей амплитуды моды и индекса напряжения на 3%. При этом наблюдается увеличение величины ВИК в 1,4 раза по сравнению с первым семестром.
К окончанию десятого семестра мода, амплитуда моды и индекс напряжения остаются практически без изменений, а вариационный размах имеет тенденцию к снижению. Величина ВИК достоверно увеличивается в раз по сравнению с первым семестром и в 11 раз по сравнению с девятым, что свидетельствует о высоком тонусе симпатической нервной системы.
Уменьшение влияния парасимпатической регуляции и рост симпатической приводят к снижению адаптивных возможностей сердечного ритма и высокой степени мобилизации системы кровообращения.
Таким образом, выявленный характер изменений ритмокардиограмм указывает на усиление тонуса симпатической нервной системы в регуляции сердечного ритма в конце шестого и десятого семестров. Во втором, третьем, пятом и девятом семестрах наблюдается активизация обоих отделов вегетативной нервной системы. В остальные периоды обучения прослеживается усиление роли парасимпатических влияний в регуляции ритма сердца.
При анализе результатов ЭКГ-исследований в динамике пятилетнего обучения у студенток во втором стандартном отведении выявлено, что самые высокие значения амплитуды зубца Р наблюдались во втором, третьем и пятом семестрах (p0,001). Высокие значения амплитуды зубца Р могут наблюдаться при выраженном психоэмоциональном напряжении и свидетельствовать об усилении симпатической активности вегетативной нервной системы (Волкинд В.Я., 1981;
Laguna P. at.el., 1990).
Амплитуда зубца Q у студенток во втором семестре достоверно увеличилась. В последующие семестры наблюдалась тенденция к снижению амплитуды зубца Q. Самые низкие значения зубца Q наблюдались в конце четвёртого семестра и в конце шестого семестра, что указывает на ослабление биоэлектрической активности правой сосочковой мышцы и межжелудочковой перегородки в эти периоды обучения.
Анализ зубца R показал, что у студенток произошло достоверное увеличение зубца R во втором, в третьем и в пятом cеместрах. Увеличение амплитуды зубца R может отражать усиление возбудимости верхушки желудочка.
Некоторое уплощение зубца Т наблюдалось в первом, шестом, девятом и десятом семестрах, что может косвенно указывать на ухудшение функционального состояния сердца, снижение его функциональных способностей и сократительной функции в этот период.
При исследовании интервала PQ выявлено, что наибольшее значение этого показателя наблюдалось в шестом (p0,01) семестре по сравнению с первым семестром, что, вероятно, связано с ослаблением симпатоадреналовой активности в этот период.
У студенток интервал QT достоверно увеличился в четвёртом семестре, в шестом и седьмом семестрах, что может указывать на некоторое замедление процессов реполяризации в мышечных волокнах миокарда, что не могло не отразиться на сократительной способности сердечной мышцы в эти периоды.
При анализе ЭКГ-показателей в грудных отведениях установлено, что зубец R достоверно увеличился во втором семестре во всех отведениях, в третьем семестре в отведениях V2, V4, V5 и V6, в пятом семестре в отведениях V3, V4, V5 и V6.
Амплитуда зубца S увеличилась во втором семестре в отведении V (p0,01),V2 (p0,05), что может указывать на усиление возбудимости основания правого желудочка. В третьем и четвёртом семестрах наблюдалось увеличение амплитуды зубца S в отведении V2 (p0,05), V3 (p0,01), V (p0,05) и V6 (p0,01).
Исследование показало достоверное увеличение амплитуды зубца Т у студенток в третьем семестре во всех грудных отведениях кроме V1, по сравнению с первым семестром, что может указывать на большее усиление работы левого отдела сердца. В остальные семестры наблюдалось снижение амплитуды зубца Т.
Таким образом, выявленные изменения ЭКГ-показателей у студенток технического университета свидетельствуют о том, что во втором, третьем, пятом и десятом семестрах обучения наблюдается наиболее напряжённая деятельность миокарда.
При анализе показателей деятельности сердечно-сосудистой системы студенток технического университета установлено, что к концу второго семестра достоверно увеличиваются величины МОК на 6,3% и ЧСС – на 5%, а величина СОК на протяжении обучения на первом курсе практически не менялась (табл. 2). В этот же период снижаются показатели САД на 8,8% (p0,01), ДАД – на 6,7% (p0,01), СДД на 6,4% (p0,001) и ПСС – на 14% (p0,001).
Выявленные изменения на первом курсе указывают на то, что необходимый уровень МОК в конце учебного года достигается за счет ЧСС, что является менее экономичным. Кроме того, увеличение ЧСС в покое, приводит к уменьшению хронотропного резерва сердечно-сосудистой системы, сужая диапазон ответных реакций при нагрузке.
После летних каникул, к началу третьего семестра, увеличились МОК на 8,3% (р0,05) и СОК на 6,3% (p0,01), что выше, чем в начале первого семестра. Величина ЧСС практически не изменилась (p0,05). Показатели САД, ДАД, СДД и ПСС достоверно снизились по сравнению с первым семестром. Изменение данных показателей может указывать на уменьшение энергетических затрат и улучшение эффективности работы сердца. К концу четвёртого семестра снижаются ЧСС на 3,2% (p0,05), САД на 8,3% (р0,001), ДАД на 6,7% (р0,05) и СДД на 7,3% (р0,001) по сравнению с первым семестром. Показатель ПСС к концу четвёртого семестра увеличивается на 13,5% (p0,05), а такие величины, как МОК и СОК уменьшаются по сравнению с третьим семестром. Полученные результаты, вероятно, могут свидетельствовать о формировании незначительных негативных тенденций в системе кровообращения.
Таблица Показатели центральной гемодинамики у девушек в течение 5-летнего обучения в ВУЗе (М+ m) n= Семестры МОК, СОК, ЧСС, САД, ДАД, СДД, ПСС, дин сек-1 см- л мл уд/мин мм мм мм рт. ст. рт. ст. рт. ст.
.
1 4,8 64,0 75,6 116,7 76,3 93,0 1592, ±0,09 ±1,1 ±1,4 ±1,2 ±1,0 ±1,0 ±41, 2 5,1 65,2 79,5 106,4 71,2 87,0 1368, ±0,10* ±0,9 ±1,3* ±2,7** ±1,1** ±1,2*** ±35,2*** 3 5,2 68,0 75,7 105,8 67,0 83,5 1317, ±0,10* ±0,9** ±1,4 ±1,2*** ±1,2*** ±1,1*** ±34,4*** 4 4,7 63,7 73,2 107,0 71,2 86,2 1533, ±0,18 ±1,7 ±1,3 ±2,1*** ±1,6* ±1,5*** ±71, 5 4,7 63,1 75,0 109,0 72,4 87,8 1532, ±0,17 ±1,1 ±1,7 ±1,5*** ±1,2* ±1,2** ±57, 6 4,9 65,4 75,9 104,2 67,4 82,9 1361, ±0,21 ±1,2 ±2,6 ±1,8*** ±1,4*** ±1,6*** ±54,2** 7 4,6 64,9 70,6 101,7 66,6 81,4 1453, ±0,15 ±1,1 ±1,2* ±1,6*** ±1,2*** ±1,2*** ±53, 8 4,5 64,7 73,0 105,2 68,8 83,9 1413, ±0,24 ±1,3 ±2,0 ±1,5*** ±1,6*** ±1,7*** ±72,4* 9 4,6 60,8 75,4 108,3 74,0 88,3 1572, ±0,14 ±1,1 ±1,4 ±1,2*** ±0,9 ±0,8** ±44, 10 4,7 60,0 76,8 98,8 69,4 81,9 1448, ±0,14 ±1,1* ±1,6 ±1,4*** ±1,0*** ±1,0*** ±56, Примечание: различия достоверны с первым семестром:
*p0,05, **p0,01, ***p0,001.
После летних каникул в пятом семестре почти все показатели гемодинамики практически не изменились и остались на прежнем уровне, кроме достоверного уменьшения величин САД на 6,6%, ДАД на 5,1% и СДД на 5,6% по сравнению с первым семестром.
В шестом семестре продолжается снижение САД на 10,7% (p0,001), ДАД – на 11,7% (p0,001), СДД - на 10,9% (p0,001), ПСС – на 14,5% (p0,01). В этот же период отмечается тенденция к увеличению ЧСС, СОК и МОК по сравнению с первым семестром. Снижение величины ПСС свидетельствует об уменьшении противодействия кровотоку и создании более благоприятных условий для обеспечения функций сердечно сосудистой системы в этот период.
В седьмом семестре все показатели имеют тенденцию к снижению.
Наиболее выражено снижение САД на 12,9% (p0,001), ДАД на 12,7% (р0,001), СДД на 12,5% (р0,001), ЧСС на 6,6% (p0,05) и ПСС на 8,8%.
В восьмом семестре увеличивается ЧСС на 3,2% по сравнению с седьмым семестром. Остальные показатели остаются практически без изменений. Стабильность функциональных показателей в этот период обучения может указывать на наступившую адаптацию к учебной нагрузке.
В девятом семестре снижается СОК на 5% (p0,05), САД на 7,2% (р0,001) и СДД на 5% (p0,01) по сравнению с первым семестром. Но наблюдается тенденция к увеличению ЧСС на 3,2% и ПСС на 10% по сравнению с восьмым семестром. Увеличение этих показателей создают более сложные условия обеспечения функции сердечно-сосудистой системы, свидетельствующие о меньшей экономичности работы сердца (Folkov B., Neil E., 1976).
Величины САД, ДАД, СДД и СОК к концу десятого семестра достоверно снижаются, по сравнению с первым семестром. В этот же период ЧСС практически не изменяется по сравнению с первым семестром, но становится ниже, чем в конце второго семестра на 3,6% (р0,05) и выше, чем в остальных семестрах. Некоторое увеличение частоты сердечных сокращений указывает на мобилизацию функции кровообращения и, следовательно, на напряжение механизмов адаптации. В конце десятого семестра величина МОК снижается на 2% по сравнению с первым семестром и на 10,4%, по сравнению со вторым семестром (p0,05).
Таким образом, к окончанию десятого семестра наблюдается ухудшение сократительной функции сердца, причем снижение артериального давления, вероятно, можно расценивать, как реакцию системы кровообращения на развивающееся утомление.
Рассмотренные выше параметры деятельности системы кровообращения и её регуляторного обеспечения, на наш взгляд, всё же не могут в полной мере отражать истинную оценку функционального состояния организма. В связи с этим был проанализирован уровень функционального состояния системы кровообращения по величине адаптационного потенциала (АП).
В целом направленность тенденции такова, что достаточно высокий уровень АП в течение первых пяти учебных семестров указывает на более низкий резерв функциональных возможностей организма. Снижение АП на протяжении шестого, седьмого и восьмого семестров свидетельствует о повышении уровня функционального состояния системы кровообращения. В девятом и десятом семестрах вновь наблюдается тенденция к повышению АП, что указывает на снижение функциональных возможностей гомеостатических систем по сравнению с периодом обучения в шестом восьмом семестрах.
Для оценки степени тренированности системы кровообращения проводился расчёт коэффициента Квааса (Кв). Анализ динамики показывает тенденцию к повышению величины Кв во втором, в третьем и в четвёртом семестрах по сравнению с первым семестром, что может указывать на некоторую детренированность сердечно-сосудистой системы в этот период.
Снижение Кв в пятом, шестом и седьмом семестрах относительно четвертого семестра отражает повышение выносливости и тренированности сердечно сосудистой системы, а в девятом и десятом семестрах вновь наблюдается повышение величины Кв. Динамика величины Кв отразила особенности приспособления организма студенток к обучению в ВУЗе.
Состояние кардиогемодинамики определяется, главным образом сердечным выбросом, на величину которого оказывает существенное влияние сократительная функция миокарда (Агаджанян Н.А. и др., 1997).
Показатель внешней работы миокарда на протяжении девяти семестров имел незначительную тенденцию к снижению и достоверно снизился на 20% в десятом семестре (p0,01), что может указывать на ухудшение сократительной способности сердца в этот период.
Величина индекса напряжения миокарда (ИНМ) на протяжении всех семестров снижалась по сравнению с первым семестром, но в течение первых пяти семестров была достаточно высокой. Далее наблюдается снижение ИНМ в шестом-восьмом семестрах, увеличение в девятом по сравнению предыдущими семестрами, кроме первого и снижение в десятом семестре.
Повышение ИНМ может расцениваться как ответная реакция организма на формирующееся утомление и возможное уменьшение функциональных резервов сердечно-сосудистой системы.
Коэффициент эффективности миокарда менялся в течение десяти семестров. Наиболее высокие показатели КЭМ наблюдались в седьмом и восьмом семестрах, самый низкий - в десятом семестре, что совпадает с ухудшением сократительной способности миокарда в этот период.
Возрастные особенности и нарушения в функционировании системы кровообращения отчётливее проявляются при тестировании организма при помощи физических нагрузок. На основании направленности сдвигов пульса и артериального давления устанавливается соответствующий тип ответной реакции на дозированную физическую нагрузку. В ходе исследования у студенток технического ВУЗа было выявлено два типа ответных реакций на дозированную физическую нагрузку: нормотонический и гипотонический.
О напряжённой адаптации сердечно-сосудистой системы в первые три семестра к учебной деятельности в ВУЗе свидетельствует динамика атипических ответных реакций на дозированную физическую нагрузку (рис.1).
Рис. 1. Количество гипотонических реакций у девушек в ответ на стандартную физическую нагрузку в течение 5-летнего обучения в ВУЗе.
Примечание: различия достоверны с 1 семестром *-р0,05, **- р0, В последующие семестры снижается количество гипотонических реакций, что указывает на повышение функциональных резервов сердечно сосудистой системы студенток и успешную адаптацию к учёбе в университете. Увеличение количества реакций гипотонического типа в десятом семестре может свидетельствовать о снижении функциональных резервов сердечно-сосудистой системы студенток к концу обучения в ВУЗе.
Таким образом, анализ показателей гемодинамики в состоянии относительного покоя позволяет предположить, что наиболее благоприятным для студенток является обучение в 6-8 семестрах. Этот же период характеризуется наименьшим количеством атипических реакций гипотонического типа на дозированную физическую нагрузку.
Интегральным показателем, характеризующим конечный результат адаптивных изменений в организме человека, является его физическая работоспособность.
При анализе результатов исследования установлено, что физическая работоспособность в динамике учебного года на первом курсе практически не изменяется. Снижение работоспособности на втором году обучения, скорее всего, связано с развитием утомления. Достаточно стабильный уровень работоспособности на третьем и четвёртом курсах, вероятно, связан с успешной адаптацией к учебной нагрузке. Снижение работоспособности в конце пятого курса, возможно, связано с развивающимся утомлением в процессе обучения.
Для характеристики функциональных резервов организма определяли индексы хронотропного и инотропного резервов. При анализе величин ИХР и ИИР установлено, что к концу второго семестра величина ИИР повышается в 2,1 раза (р0,001), что может свидетельствовать о росте миокардиального резерва и повышении сократительной функции сердца. К концу четвёртого семестра наблюдается повышение ИИР на 44% и снижение ИХР на 8,6% (р0,05), по сравнению с первым семестром, но в тоже время происходит значительное снижение этих показателей по сравнению с третьим семестром, соответственно на 39% и 25%, что указывает на напряжённую деятельность сердечно-сосудистой системы. К концу шестого семестра вновь увеличивается ИИР (p0,001) и снижается ИХР, по сравнению с первым семестром. В восьмом семестре продолжается достоверный рост величины ИИР, свидетельствующий об улучшении деятельности сердечно-сосудистой системы. В девятом семестре увеличивается показатель ИИР в 2,3 раза (р0,001) по сравнению с первым семестром при практически неизменной величине ИХР. Увеличение величины ИИР наблюдается и к концу десятого семестра, что достоверно выше, чем в первом семестре, но ниже чем в восьмом в 1,4 раза, и также наблюдается снижение величины ИХР, что может расцениваться как снижение резервных возможностей организма.
Таким образом, в четвертом и десятом семестрах происходит снижение функциональных резервов организма, что закономерно приводит к уменьшению физической работоспособности.
ВЫВОДЫ 1. Вегетативная регуляция сердечного ритма сопровождается усилением тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы в шестом и десятом семестрах, а во втором, третьем, пятом и девятом семестрах наблюдается активация обоих отделов вегетативной нервной системы.
2. Наибольшая биоэлектрическая активность сердца у девушек выявляется во втором, третьем, пятом и десятом семестрах, причем в большей степени в левых отделах сердца.
3. Во втором, четвёртом, пятом и десятом семестрах снижается экономизация деятельности сердечно-сосудистой системы, что находит своё отражение в возрастании минутного объёма кровообращения за счёт увеличения частоты сердечных сокращений, увеличении периферического сопротивления сосудов, что указывает на возрастание энергетических затрат и уменьшение эффективности работы сердца в эти периоды.
4. В течение первых 5 семестров обучения в ВУЗе наблюдается напряжение компенсаторно-приспособительных механизмов организма студенток, о чем свидетельствует большое количество гипотонических реакций (от 26% до 60%) в ответ на стандартную дозированную физическую нагрузку.
5. В динамике пятилетнего обучения физическая работоспособность у студенток снижается в четвёртом и десятом семестрах, по сравнению с первым семестром (р0,001).
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 1. Полученные результаты могут быть использованы для составления расписания учебных занятий, как в течение учебного года, так и в динамике обучения в ВУЗе.
2. Для профилактики неблагоприятных изменений в функциональном состоянии организма студентов рекомендуется динамический контроль в течение учебного года основных параметров деятельности сердечно сосудистой системы, регуляторных механизмов и физической работоспособности.
3. Выявленные особенности функционального состояния организма студенток технического ВУЗа могут быть использованы в учебном процессе в медицинских и педагогических ВУЗах, а также должны быть включены в учебные программы факультетов последипломного образования.
СПИСОК научных работ, опубликованных по теме диссертации 1. Палкина О.А. Динамика работоспособности, физической подготовленности и функционального состояния центральной нервной системы у девушек в период обучения в ВУЗе / О.А. Палкина // Наука – Северному региону. – Архангельск: Изд. центр АГТУ, 2006. – Вып. 67. – С.256-262.
2. Палкина О.А. Показатели центральной гемодинамики у девушек в течение пятилетнего обучения в ВУЗе / О.А. Палкина, Л.А. Шаренкова // Здоровье, физическое развитие и образование: состояние, проблемы и перспективы: Матер. Всеросс. науч.-практ. конф. – Екатеринбург, 2006. – С.252-255.
3. Палкина О.А. Характеристика ответных реакций сердечно-сосудистой системы на дозированную физическую нагрузку у студенток в динамике 5-летнего обучения в ВУЗе / О.А. Палкина, Л.А. Шаренкова, А.Б. Гудков // Бюллетень СГМУ. – Архангельск: Изд. центр СГМУ, 2006. - № 2. – С.85-87.
4. Палкина О.А. Особенности регуляции сердечной деятельности у девушек в динамике пятилетнего обучения в ВУЗе / О.А. Палкина, Л.А.
Шаренкова, А.Б. Гудков, В.Н. Чеснокова // Наука – Северному региону. – Архангельск: Изд. центр АГТУ, 2006. – Вып. 67. – С. 262-267.
5. Палкина О.А. Показатели центральной гемодинамики у студенток технического университета после выполнения стандартной физической нагрузки в динамике 5-летнего обучения в ВУЗе / О.А. Палкина, Л.А.
Шаренкова // Физическая культура и здоровье студентов: Матер. науч. техн. конф. – Архангельск, Изд-во АГТУ, 2007. – С.44-51.
6. Палкина О.А. Динамика показателей деятельности сердечно сосудистой системы студенток в течение пятилетнего обучения в ВУЗе / О.А. Палкина, А.Б. Гудков, Л.А. Шаренкова // Экология человека. – 2007. - № 2. – С. 22-25.
7. Палкина О.А. Состояние биоэлектрической активности миокарда студенток технического университета в течение 5-летнего обучения в ВУЗе / О.А. Палкина, А.Б. Гудков // Физическое здоровье и спорт, образование и научные исследования на Севере: Матер. Междунар. науч. практ. конф. – Архангельск: Изд-во АГТУ, 2007. – С.70-76.