Введение к работе
Актуальность проблемы. Эколого-физиологические механизмы адаптации организма человека к различным условиям жизнедеятельности определяются возможностью создания моделей управления, коррекции поведения и профилактики дезадаптационных состояний. Несмотря на разнообразие, развитие процессов адаптации имеет ряд закономерностей, обусловленных как влиянием среды обитания, так и индивидуальными особенностями организма (Казначеев В.П., 1998; Агаджанян Н.А., 2007; Петрова П.Г. с соавт., 2008-2010).
Резко континентальный климат Якутии обуславливает резкие годовые перепады температуры и наличие двух четко выраженных сезонов: зима длится 3/4 года и почти сразу непосредственно переходит в лето, которое продолжается с конца мая по август. Известно, что мощность и стоимость функциональных резервов организма оценивается при действии неблагополучных факторов, при нагрузках, а "цена адаптации" по степени и величине физиологических реакций при пребывании человека в неадекватных, а порой и экстремальных условиях. Результаты многолетних фундаментальных исследований, проведенных Н.А. Агаджаняном и соавт. (1997-2010), П.Г. Петровой с соавт. (1996-2011), свидетельствуют о существовании этнических различий важнейших физиологических констант организма в функционировании не только отдельных систем, но и адаптивных сдвигов в различных средах обитания.
Студенты - это социальный слой населения, который можно отнести к группе повышенного риска, характеризующийся специфическими условиями труда и жизни, необходимостью адаптации к комплексу новых факторов, высокой умственной и психоэмоциональной нагрузкой, вынужденным нарушением обычного режима труда, отдыха и питания (Агаджанян Н.А. и соавт., 1986; Круглякова И.П., 2000; Макарова И.И., 2009).
Учебная деятельность, являясь разновидностью социальной адаптации, включает в себя не только физиологические компоненты адаптации, но и психофизиологические и представляет собой сложный многоуровневый процесс (Медведев В.И., 1993; Андреева А.Д. 1988; Смирнов А.Г. 1988; Жамкочьян М.С. 1989). Постоянное психоэмоциональное напряжение студентов обусловлено необходимостью переработки огромного объема информации в условиях дефицита времени, значительным количеством зачетов и экзаменов и т.д. В результате все это может привести к нарушению адаптивно-приспособительных реакций и, следовательно, к снижению качества обучения, формированию и возникновению психосоматических заболеваний (Зараковский Г.М., Медведев В.И., Разыграев Н.А., 1997; Сорокина Н.Д. и др.1993; Агаджанян Н.А., Полунин И.Н., 2002; Колосова О.Н., Николаева Е.Н., 2007). Вместе с тем, начало многих заболеваний взрослого населения лежит именно в подростковом и юношеском возрасте (Евсевьева М.Е., 2005).
К настоящему времени накоплен значительный исследовательский материал по изучению механизмов адаптации к учебной деятельности вузов, в том числе и по психофизиологическим компонентам учебной адаптации (Робенкова Т.Б., 2003; Джураева Н.Ю., 1998; Спицин А.П., 1999; Нестеренко А.И., с соавт., 2003; Николаева Е.Н., 2008; Колосова О.Н., 2007-2011 и др.). Изучение психофизиологических компонентов механизмов адаптации у студентов, обучающихся в суровых климатических условиях Севера, практически не проводилось. В связи с этим комплексное изучение состояния психофизиологического статуса организма, влияние психоэмоционального статуса на состояние адаптивных процессов студентов при обучении в ВУЗе на Севере является одним из актуальных вопросов экологической физиологии.
В настоящее время отрицательные факторы антропогенного воздействия, включая избыточное поступление тяжелых металлов и дефицит жизненно важных химических элементов, и неблагоприятные климатогеографические условия проживания значительной части населения России способствуют снижению здоровья на индивидуальном и популяционном уровнях (Келлер А.А., 1992; Савилов Е.Д. и др., 1996), а в некоторых регионах – нарастанию процессов депопуляции.
Проблема распространенности макро- и микроэлементозов в Республике Саха (Якутия), до настоящего времени остается мало изученной (Истомин А.А. и др., 2002; Туркебаева Л.К., 2004; Антипина У.Д., Маркова С.В., 2006-2010; Саввинов Д.Д., Сазонов Н.Н., 2006; Егорова Г.А., 2008). Практически не затронут такой аспект, как микроэлементный статус у студентов-уроженцев различных регионов республики, особенности развития у них дисбаланса микро- и макроэлементов.
Таким образом, исследование адаптационных возможностей организма студентов в настоящее время, когда экономический и интеллектуальный потенциал России, здоровье последующего поколения в значительной степени определяются количественными и качественными характеристиками здоровья, которыми обладает молодёжь сегодня, когда разработаны новые государственные долгосрочные программы по интенсивному освоению северных территорий, представляется чрезвычайно актуальным.
Целью работы является дать медико-физиологическое обоснование адаптивным реакциям организма студентов в экстремальных условиях Якутии.
Для решения поставленной цели были определены следующие задачи:
Выявить особенности реакции кардиореспираторной системы и кислотно-основного состояния у студентов Республики Саха (Якутия) в различные сезоны года.
Исследовать особенности реакции кардиореспираторной системы организма студентов различных этнических групп в покое и при функциональных нагрузках.
Изучить адаптационные возможности психофизиологических параметров организма студентов в экстремальных условиях Якутии.
Дать характеристику состояния элементного статуса и его связь с заболеваемостью у студентов из различных регионов Республики Саха (Якутия).
Разработать научно-обоснованные методические рекомендации и программный мониторинг для профилактики и улучшения состояния здоровья студентов Республики Саха (Якутия).
Основные положения, выносимые на защиту.
Природно-климатические и экологические особенности Республики Саха (Якутия) способствуют формированию у обследуемых различных этнических групп своеобразного «экологического портрета», характеризующегося особенностью пространственно-временных сдвигов основных функциональных параметров организма в контрастные сезоны года.
Необходимость обеспечения повышенного газообмена в сочетании с реакциями, направленными на защиту органов дыхания от холода и ограничения теплопотерь, приводят к напряжению кардиореспираторной системы, изменению экономичности ее работы и появлению скрытых функциональных нарушений, ограничивающих резервы организма в зимний период.
В экстремальных условиях Севера для молодежи характерно напряженное психоэмоциональное состояние организма, взаимосвязанное с вегетативным реагированием на субъективно и социально значимые ситуации, что играет немаловажную роль в развитии неврозов, артериальной гипертонии и других нарушений сердечно-сосудистой системы.
Дисбаланс в содержании химических биоэлементов в организме отражается на их содержании в биосубстратах и сказывается на функциональном состоянии организма, что позволяет использовать методы оценки и коррекции элементного статуса в норме и при патологии для регуляции и нормализации функционального состояния организма.
Научная новизна. Впервые проведено комплексное исследование адаптивных реакций важнейших функциональных систем организма у студентов различной этнической принадлежности в экстремальных условиях Севера. В результате комплексных эколого-физиологических исследований получены новые данные о состоянии и динамике функциональных резервов в различные сезоны года у студентов - жителей Республики Саха (Якутия). На основании сравнительного анализа результатов исследований впервые установлены сезонные различия в степени напряжения механизмов регуляции сердечно-сосудистой системы, газового состава крови и респираторной системы у студентов различных этнических групп. Установлено, что частота сердечных сокращений у студентов-европеоидов в покое достоверно выше в зимнее время, а минутный объем кровообращения – у обследуемых коренной национальности за счет увеличения ударного объема в летнее время года. При этом студенты-европеоиды в отличие от коренных жителей, на протяжении года испытывают более значительное напряжение регуляторных систем организма, особенно в зимний период. Вне зависимости от сезона у всех обследуемых выявлено снижение рН в кислую сторону, особенно зимой. При этом парциальное напряжение углекислого газа в капиллярах крови приближалось к высшей границе нормы, наблюдалась тенденция к снижению уровня буферных оснований, что говорит о компенсированном газовом ацидозе.
Впервые проведено многофакторное исследование психофизиологических параметров организма студентов разных этнических групп в условиях Севера. Выявлено, что более напряженное психоэмоциональное состояние с высоким уровнем нейротизма, ситуативной и личностной тревожности характерно для студентов якутской национальности, обоего пола, а также для девушек-европеоидов, что делает их наиболее уязвимой группой в студенческой среде при адаптации к учебному процессу.
С помощью многоэлементного анализа волос впервые установлены характерные особенности элементного статуса студентов Республики Саха (Якутия), а также выявлены группы риска по дефициту и избытку макро- и микроэлементов, позволяющие выработать научно-обоснованные корригирующие рекомендации для профилактики нарушений микроэлементного статуса.
Впервые установлено, что патологии, занимающие высокий уровень в структуре заболеваемости студентов Якутии имеют свой «элементный профиль», отличающийся как качественными, так и количественными изменениями содержания химических элементов в организме.
Результаты сравнительного медико-физиологического исследования позволили разработать новый концептуальный подход к характеристике и оценке адаптивных реакций среди этнических групп Якутии. Комплексное многоэтапное исследование расширяет представление об адаптации организма к внешним условиям среды обитания и может стать основой для эффективного мониторинга здоровья человека.
Научно-практическое значение работы. Полученные результаты комплексного исследования имеют важное методическое, теоретическое и практическое значение для адаптационной физиологии.
Исследования функционального состояния кардиореспираторной системы у лиц якутской национальности и европеоидов, проживающих в Республике Саха, расширяют существующие представления о развитии адаптационных процессов при комплексном влиянии высоких широт и дополняют понятие «экологический портрет» человека на Севере. Результаты исследования имеют важное значение для дальнейшей разработки общей теории адаптации организма к различным климато-географическим и экологическим условиям.
Полученные данные позволят выделить границы физиологической нормы для жизненно важных систем организма жителей Якутии с учетом пола, возраста, региона и разработать мероприятия, направленные на выявление скрытой патологии на начальных этапах развития заболевания и сохранение здоровья коренного и пришлого населения региона.
Выяснение роли психофизиологического статуса в формировании адаптивно-приспособительных реакций организма и в сохранении здоровья позволяет расширить наши знания о механизмах регуляции адаптивными процессами в условиях психоэмоционального напряжения и при воздействии стрессирующих факторов в экстремальных климатических условиях Севера.
Материалы комплексных исследований позволят разработать региональные рекомендации по коррекции элементного статуса у населения для последующего создания муниципальных, республиканских программ и уточнения существующих в области здорового питания. С помощью многоэлементного анализа биосубстратов сформированы группы риска по дисбалансу макро- и микроэлементов, оценке распространенности элементозов у жителей Республики Саха (Якутия).
Внедрение результатов исследования. По материалам диссертации разработаны учебное пособие по физическому развитию детей и подростков, практические рекомендации по коррекции элементного статуса, которые также используются в учебном процессе ФГАОУ ВПО «Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова» и Российском университете дружбы народов.
Полученные результаты включены в монографию «Среда обитания и здоровье человека на Севере», научные и хоздоговорные отчеты НИР Медицинского института (2000-2009гг), Программы «Здоровье студентов СВФУ» (2011).
Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на Х Международном симпозиуме «Эколого-физиологические проблемы адаптации» Москва, 2001г.; II Международной научно-практической конференции «Здоровье и Образование в XXI веке», Москва, 2001г; The Ninth International Symposium of the Japan-Russia Medical Exchange, Kanazawa, 2001; II городской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященной 20-летию профессионального образования в Южной Якутии, Нерюнгри 2001; региональной научно-практической конференции, Хабаровск, 2001; научно-практической конференции «Приоритетные направления развития науки в 1 четверти XXI века: опыт, проблемы, перспективы», Якутск, 2002; III Международном симпозиуме «Контроль и реабилитация окружающей среды», Томск, 2002г; на городской научно-практической конференции, посвященной 370-летию г. Якутска. Якутск, 2002; научно-практической конференции «Вопросы формирования здоровья и патология человека на Севере: факты, проблемы и перспективы», Якутск, 2002; научно-практической конференции «Вопросы сохранения и развития здоровья населения Севера и Сибири», Красноярск, 2002; XXI Международном симпозиуме «Эколого-физиологические проблемы адаптации» Москва, 2003г; 1-й Всероссийской научной конференции с международным участием, Новосибирск, 2002г; IV конгрессе молодых ученых и специалистов, Томск, 2003г.; Русско-японском международном медицинском симпозиуме «Якутия 2003», Якутск, 2003; XI Japan-Russia International medical symposium “Niigata – 2004” Niigata, 2004; XII Русско-Японском симпозиуме медицинского обмена «Красноярск 2005», Красноярск, 2005; XII Международном симпозиуме «Эколого-физиологические проблемы адаптации», Москва, 2007г; Всероссийской научно-практической с международным участием, посвященной III Международному Полярному Году, Архангельск, 19-20 июня 2009г.
Диссертационная работа апробирована на совместном заседании кафедры нормальной и патологической физиологии, кафедры терапевтической, хирургической и ортопедической стоматологии, кафедры гистологии и микробиологии, кафедры внутренних болезней с курсом общеврачебной практики, кафедры педиатрии и детской хирургии медицинского института ФГАОУ ВПО «Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова».
Публикации. По материалам диссертации опубликованы 53 научные работы, в том числе 1 монография (в соавт.), 1 учебное пособие и 1 практические рекомендации.
Структура и объем диссертации. Работа изложена на 278 страницах и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, глав с изложением результатов собственного исследования, заключения, выводов, библиографического указателя, включающего 328 источников: 224 отечественных и 104 иностранных. Диссертация иллюстрирована 24 рисунками и 40 таблицами.
