Динамика некоторых физиологических характеристик организма студентов в условиях пребывания в арктических широтах

Размещено на http://www.allbest.ru/

ДИНАМИКА НЕКОТОРЫХ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОРГАНИЗМА СТУДЕНТОВ В УСЛОВИЯХ ПРЕБЫВАНИЯ В АРКТИЧЕСКИХ ШИРОТАХ

Медведев А., Ишеков А., Звягина Н.

Северный Арктический федеральный университет

имени М.В.Ломоносова

Исследование некоторых психофизиологических процессов в организме участников экспедиции «Арктический плавучий университет 2014» показало отчётливую комплексную реакцию организма на экстремальные условия внешней среды - низкие температуры воздуха, полярный день (высокая освещённость в течение суток), неблагоприятные погодные условия (волнение моря до 6 баллов).

Цель исследования состояла в выявлении отклонении физиологических и психофизиологических показателей, а также в установлении динамики этих отклонений в ходе 30-дневного нахождения в арктических широтах.

Задачи исследования:

1) Измерение параметров деятельности сердечно-сосудистой системы - в начальный период, в середине рейса (нахождение в самых северных рубежах плавания у архипелага Шпицберген) и в конце рейса;

2) Определение уровня вестибулярной устойчивости;

3) Оценка степени утомляемости зрительного анализатора и связанных с ним структур

Методы исследования:

1) Хронокардиоинтервалометрия - BioMouse KPF-01b; 2) Стабилометрия (стабилотренажёр ST-150); 3) Измерение артериального давления.

Этапы проведения психофизиологических наблюдений:

1) начальный этап плавания (первые 4 дня);

2) середина плавания (15-17 день); 3) конец плавания (27-30 день).

Группа обследованных включала 31 человек - студенты САФУ имени М.В.Ломоносова (возраст 19-27 лет), относящихся к первой группе здоровья по результатам медицинского освидетельствования (члены экипажа в испытуемую группу не входили). Исследования проводились с согласия обследованных и с соблюдением правил физиологической этики (Declaration of Helsinki and European Community directives, 8/609 ЕС). Среди испытуемых 14 юношей и 17 девушек.

В ходе экспедиции отмечались видимые общие изменения физиологического состояния у большинства членов экспедиции, выражающиеся в сонливости, заторможенности реакции, снижении работоспособности, в некоторых случаях - тошноты и рвоты, вызванные укачиванием. Все перечисленные признаки говорят о низком уровне вестибулярной устойчивости участников экспедиции. Для установления динамики уровня вестибулярной устойчивости проведено исследование с помощью стабилотренажёра для установления стабило-индекса. Следует отметить, что снятие стабилограммы проводилось в начале и середине рейса (так как только в это время можно было наблюдать приближённые условия - волнение моря 1,5-2 балла), в конце рейса волнения практически не наблюдалось. При снятии стабилограммы испытуемые вставали на платформу и находились на ней в вертикальном положении в течение двух минут - сначала с открытыми глазами, потом - с закрытыми. В результате измерений получилась чёткая картина уменьшения стабило-индекса у всех испытуемых, средняя величина которого в начале рейса у девушек составила 1792, а в середине 697; у юношей 1554 и 1035 соответственно. Снизился и показатель энергозатрат на поддержание равновесия, что свидетельствует о начале развития адаптации вестибулярного аппарата к постоянному укачиванию. Если в начале рейса средний показатель энергозатрат составлял у девушек 27 Дж/мин., то к середине рейса он снизился до 9,5 Дж/мин. У юношей также произошло снижение с 49,5 Дж/мин. до 22,5, что соответствует 65 % улучшению у девушек и 50 % улучшению у юношей. Заметно снизилась площадь стабилограммы у абсолютно всех испытуемых, особенно в положении стоя с закрытыми глазами, где у девушек она составляла в среднем 3250 мм² в начале и 1240 мм² в середине, а у юношей 3100 мм² в начале и 2150 мм² в середине рейса.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.1. Динамика стабило-индекса у участников экспедиции в начале и в середине рейса, усл. ед.

Смена условий окружающей среды обуславливает реакцию организма, которая впоследствии выливается в адаптацию организма к новым условиям. Однако об адаптации за 30 суток плавания говорить не приходится, но её начало вполне возможно зафиксировать. Наиболее ярко реактивность организма проявляется в работе сердечнососудистой системы, так как от её функционального состояния зависит жизнь всех остальных органов. В свою очередь деятельность сердца и кровеносных сосудов испытывает гуморальную и нервную регуляцию. Со стороны нервной системы сердце и сосуды контролируются высшими мозговыми центрами, сигналы от которых поступают в основном по блуждающему (парасимпатическому) и симпатическому нервам. Влияния их носят противоположный характер. Симпатические влияния вызывают учащение сердцебиения - положительный хронотропный эффект, усиление сокращений предсердий и желудочков - положительный инотропный эффект, улучшение проведения возбуждения в сердце - положительный дромотропный эффект повышение возбудимости сердца - положительный батмотропный эффект. Сигналы, поступающие к сердцу по блуждающему парасимпатическому нерву способствуют урежению сокращений и уменьшению их амплитуды. Кроме того, симпатические влияния на сосуды вызывают вазоконстрикционный эффект (сужение сосудов), парасимпатические же наоборот вызывают вазодилатацию (расширение сосудов) [4].

В роли интегративных показателей здоровья зарекомендовали себя параметры вариабельности сердечного ритма, которые дают информацию о нейровегетативном обеспечении пейсмекерной активности сердца [3].

В этом отношении целесообразно использовать показатель индекса напряжения (индекс Баевского или вегетативный индекс), отражающий централизацию управления сердечным ритмом и характеризующий активность симпатического отдела ВНС. В норме в спокойном состоянии индекс напряжения может составлять ниже 100 условных единиц, однако он повышается при патологических либо стрессовых состояниях, в периоды «жёсткого» ритма сердца с относительно одинаковыми интервалами, длительностью сокращений. Такой ритм, в свою очередь, может наблюдаться в условиях стресса, резкого изменения параметров внешней среды для организма [1]. вестибулярный психофизиологический утомляемость

Рис.2. Динамика показателя индекса напряжения в ходе рейса, усл. ед.

Из диаграммы отчётливо видно, что незначительное напряжение в работе регуляторных систем сердца развилось к середине рейса, но к концу плавания его величина снизилась в обоих группах.

Кроме того, необходимо учитывать и соотношение сил в регуляции ритма сердца со стороны симпатической и парасимпатической систем.

Рис.3. Динамика индекса вегетативного равновесия в ходе плавания, усл. ед.

Данные диаграммы показывают приблизительно равную величину ИВР в начале рейса как в группе девушек, так и в группе юношей, однако степень реактивности регуляторных систем (симпатической системы) выше у юношей, что отражено в резком возрастании показателя уже к середине рейса. У девушек эти изменения более плавные, медленно нарастающие к концу рейса. Такая картина может свидетельствовать о большем количестве энергозатрат на регуляцию сердечной деятельности у юношей и как следствие более быстрые признаки начавшейся адаптации. В условиях волнения моря, холодного климата юноши на судне выполняли больший объём физической работы, соотвественно организм испытывал больший стресс и как следствие компенсаторные механизмы отреагировали раньше и в большем объёме.

В настоящее время сведения об эндокринном обеспечении вегетативной регуляции ритма сердца в дискомфортных условиях среды обитания разноречивы и в большинстве случаев ограничиваются данными о влиянии отдельных эндокринных систем на ритм сердца. [3].

Функциональный смысл вариабельности сердечного ритма заключается в постоянной поднастройке сердечного ритма на резонансный режим, вызванный изменение внешних условий. Современные данные свидетельствуют о том, что автономная нервная система, используя различные нейропептиды, осуществляет точную настройку в непосредственном контроле клеточных функций.

Очень показательной является динамика артериального давления, средняя величина которого у всех членов экспедиции снизилась. Соответственно претерпели изменения и другие гемодинамические показатели. Так выявлена явная тенденция у абсолютного большинства испытуемых к снижению уровня артериального давления, как систолического (САД), так и диастолического (ДАД). Существенно снижается и среднее динамическое давлении (СДД). Ударный объём (УО), минутный объём крови (МОК) и периферическое сопротивление сосудов имеют различные тенденции у юношей и девушек, так как на формирование этих показателей оказывает влияние возраст, вязкость крови (которая может изменяться под действием различных гормонов, количества эритроцитов, тромбоцитов, лейкоцитов) [2].

Однако первые три показателя - САД, ДАД и ЧСС (частота сердечных сокращений) свидетельствуют о явном действии парасимпатического отдела нервной системы.

Таблица 1 Основные гемодинамические показатели участников экспедиции

САД - систолическое артериальное давление; ДАД - диастолическое артериальное давление; ЧСС - частота сердечных сокращений; СДД - среднее динамическое давление; УО - ударный объём крови; МОК - минутный объём крови; ПСС - периферическое сопротивление сосудов.

В ходе проведённых исследований выявлены признаки начала адаптации организма к условиям плавания в арктических широтах, проявляющаяся в увеличении напряжения нейро-гуморальной регуляции;

В динамике рейса наблюдалось улучшение функционального состояния организма в обоих группах с более быстрым положительным темпом у юношей.

На основании результатов, можно заключить, что юноши более устойчивы к влиянию негативных факторов, что подтверждается более стабильным течением показателей исследуемых систем. У девушек наблюдаются более резкие изменения показателей, свидетельствующие о меньшей стрессоустойчивости. Кроме того, в ходе рейса менее устойчивыми к морской качке оказались девушки, среди которых большинство переносили сильное волнение моря хуже юношей, что проявлялось такими симптомами, как головокружение, тошнота, которые существенно снижали работоспособность.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что для более быстрой адаптации и более лёгкому перенесению неблагоприятных условий моря необходимо ввести комплекс мер по подготовке участников морских плаваний к суровым условиям. Это могут быть методы общей физической подготовки, направленные на тренировку вестибулярного аппарата. Кроме того, физическая подготовка должна проводиться и на судне в периоды длительных плаваний, особенно в периоды отсутствия штормов [1].

Изменить возбудимость вестибулярного анализатора можно путем адекватного его раздражения, достигаемого целеустремленными изменениями положения головы. Известно, что у моряков и летчиков вестибулярный анализатор адаптируется к постоянному надпороговому раздражению, что проявляется определенными ответными реакциями (нарушение устойчивости), которые ослабляются или совершенно исчезают. Это следствие тренировки вестибулярного анализатора и выработки новых условных статокинетических рефлексов.

Список литературы

1) Агаджанян Н.А. Тель Л.З., Циркин В.И., Чеснокова С.А. Физиология человека. М.: Медицинская книга, 2003. - 528 с.

2) Баевский Р.М. Прогнозирование состояний на грани нормы и патологии. М.:Медицина, 1979. - 298 с.

3) Поскотинова Л.В. Вегетативная регуляция ритма сердца и эндокринный статус молодёжи в условиях Европейского Севера России. Екатеринбург: УрО РАН, 2010. - 229 с.

4) Солодкова А.С. Руководство к практическим занятиям по физиологии человека .- М.: Советский спорт, 2011, 196 с.

Размещено на Allbest.ru