Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Характеристика общих и специфических механизмов, адаптации организма при холодовом воздействии, умственной и физической нагрузках 10
1.1. Острая и долговременная адаптация к холодовому воздействию 10
1.1.1. Реакции сердечно-сосудистой системы 12
1.1.2. Вариабельность ритма сердца в условиях местного холодового воздействия 15
1.1.3. Психофизиологические проявления стрессорного ответа на местное холодовое воздействие 16
1.2. Острая и долговременная адаптация к умственной нагрузке 18
1.2.1. Изменения мозгового кровотока при когнитивной деятельности 18
1.2.2. Реакции сердечно-сосудистой системы 19
1.2.3. Вариабельность ритма сердца в условиях умственной нагрузки 22
1.2.4. Психофизиологические проявления стрессорного ответа на умственную нагрузку 23
1.3. Роль физической активности в адаптивных процессах организма 24
1.3.2. Долговременная адаптация спортсменов 26
1.3.3. Влияние физической тренированности на адаптацию к Холодовым воздействиям 27
1.3.4. Физическая и умственная деятельность 28
1.4. Основные подходы к группированию исследуемого контингента по типу регуляции сердечно-сосудистой системы 31
Глава 2. Организация и методы исследования 37
2.1. Организация эксперимента 37
2.2. Изучение физического развития и физической работоспособности студентов 38
2.3. Исследование вегетативных проявлений стрессорного ответа путем оценки параметров вариабельности сердечного ритма 40
2.4. Оценка психологических компонентов адаптационного ответа на стрессорное воздействие 43
2.5. Оценка психофизиологических компонентов адаптационного ответа на стрессорное воздействие 44
2.6. Методы статистической обработки результатов 44
Глава 3. Результаты и их обсуждение 47
3.1. Методологический подход к разделению испытуемых на группы 47
3.2. Анализ изменения гемодинамических показателей во время холодовой пробы и умственной нагрузки у студентов с разным уровнем напряжения регуляторных систем организма 48
3.3. Компоненты вариабельности ритма сердца как показатели стратегии регуляторных процессов при холодовой пробе и умственной нагрузке у студентов разных групп 54
3.3.1.1. Сдвиги показателей при лабораторных пробах 54
3.3.1.2. Межгрупповые различия показателей 60
3.3.2. Характер изменений волновой структуры сердечного ритма 63
3.3.3. Автокорреляционный анализ вариабельности сердечного ритма 69
3.3.4. Соотношение симпатических, парасимпатических и центральных компонентов регуляции 71
3.4. Связи физической работоспособности и умственной деятельности с напряжением регуляторных механизмов (по данным корреляционного анализа) 76
3.5. Адаптация студентов к обучению в университете по показателю адаптационного потенциала и успеваемости 84
Заключение 92
Выводы 105
Список литературы 106
Приложение 128
- Реакции сердечно-сосудистой системы
- Основные подходы к группированию исследуемого контингента по типу регуляции сердечно-сосудистой системы
- Сдвиги показателей при лабораторных пробах
- Адаптация студентов к обучению в университете по показателю адаптационного потенциала и успеваемости
Введение к работе
Актуальность
В соответствии с Федеральным законом «Об образовании в Российской Федерации» образовательное учреждение несет ответственность не только за содержание и качество образования (статья 13), которое должно быть не ниже уровня мировых стандартов, но и за создание условий для охраны здоровья обучающихся (статья 41). Одно из центральных положений закона – «…образование – единый целенаправленный процесс воспитания и обучения, являющийся общественно значимым благом и осуществляемый в интересах человека, семьи, общества и государства…» (Закон об образовании в РФ, 2012, с.1). Это означает – каждый работающий в образовательном учреждении должен всячески способствовать как раскрытию потенциала учащегося, так и следить за соответствием «цены и качества» образовательного процесса. В данном случае под «ценой» подразумевается степень напряжения систем организма (Р.М. Баевский, А.П. Берсенева, 1997; Н.А. Агаджанян и соавт., 1997) в процессе учебной деятельности, а под «качеством» – эффективность учебной деятельности.
Оценка физиологической адаптации к учебной деятельности освещается в работах многих авторов (В.М. Федоров, 1997; Ю.В. Щербатых, 2002; Н.К. Беришева, 2004; С.Я. Классина, 2007; Н.П. Горбунов, 2006, 2008). Достаточно много исследований посвящены изучению психологической и социальной стороны адаптации (Н.Н. Данилова с соавт., 1995; В.Н. Соловьев, 2004; А.Н. Макарова, 2005). Однако, в большинстве работ анализируются показатели, полученные в состоянии покоя или во время действия одного стрессора, и на основании этого дается заключение об изменении функционального состояния организма. Работ, в которых сопоставляются сдвиги показателей при разных пробах, и на основании этого формируются группы нами не обнаружено. Именно такой вид анализа позволяет выявить, с одной стороны то типичное, что обеспечивает приспособление к данному виду нагрузки лица с определенным типом регуляции, с другой – общие тенденции регуляторного процесса. В исследовании П.А. Байгужина (2012) анализируются общие тенденции вариативности формирования индивидуального вектора психофизиологического развития индивидуума в условиях образовательной среды, независимо от уровня образования (начальное, общее, высшее, специальное). При обобщающем характере данной работы основной задачей является внедрение информационно-аналитической системы мониторинга здоровья учащейся молодежи при различных видах деятельности, которая базируется на модели ментальной нагрузки и реакции на нее студенток с разными психофизиологическими характеристиками.
Нам представляется чрезвычайно важным выявить у одного и того же индивидуума реакцию на пробу, предполагающую активацию, как вегетативных компонентов регуляции, относительно мало зависимых от социальных аспектов жизнедеятельности, так и реакцию на пробу, связанную с активацией более высоких уровней регуляции, в значительной степени обусловленных именно социальной стороной жизни индивидуума. Недостаточно изученным и, поэтому, актуальным является связь уровня адаптационных возможностей индивидуума с показателями его успеваемости.
Цель исследования:
Выявление зависимостей между вегетативной регуляцией кардиогемодинамики, адаптационными резервами организма, физической работоспособностью и успеваемостью студентов на начальном этапе обучения в ВУЗе.
Задачи исследования:
-
Определить вклад симпатических, парасимпатических и центральных компонентов в суммарные эффекты реакций на холодовое воздействие и умственную нагрузку в группах, различающихся по характеру регуляции деятельности сердечно-сосудистой системы.
-
Выявить зависимости между направлением вегетативных реакций и уровнем физической работоспособности, максимальным потреблением кислорода у лиц с разным типом реакций на функциональные пробы.
-
Проанализировать взаимосвязь между характером вегетативных реакций на функциональные пробы, уровнем адаптационного потенциала и успеваемостью у испытуемых с разным типом реакции регуляторных систем.
-
Определить связь тревожности и психоэмоционального напряжения с успеваемостью студентов, при разном уровне адаптационного потенциала и разном типе реакций на функциональные пробы.
Научная новизна работы
Впервые предложено деление испытуемых на группы по показателю общего напряжения регуляции – коэффициенту вариабельности сердечного ритма (CV), отражающему вклад как симпатического, так и парасимпатического компонентов регуляторных механизмов. Данный коэффициент включает также напряжение центрального (надсегментарного) аппарата управления регуляторными процессами. Такой подход позволил выделить дискретные группы с однонаправленными и разнонаправленными сдвигами напряжения регуляции при разных пробах и более четко представить адаптационную стратегию организма во время срочной адаптации к стрессогенным факторам окружающей среды. Мы предполагаем, что сдвиги, зарегистрированные нами и имеющие отличия у разных испытуемых, могут служить маркерами особенностей долговременной адаптации.
Впервые показана прямая зависимость между уровнем адаптационного потенциала и успеваемостью студентов в период адаптации к обучению в университете и обратная зависимость между напряжением регуляции при лабораторной пробе с умственной нагрузкой и уровнем успеваемости.
Теоретическая и практическая значимость исследования
Полученные данные о характере регуляции организма при холодовом воздействии и умственной нагрузке у студентов расширяют представления о процессах срочной адаптации у лиц однонаправлено и разнонаправлено реагирующих на функциональные пробы.
Большое значение для понимания адаптационной стратегии организма имеют сведения о существенном вкладе в суммарную характеристику напряженности регуляторных процессов при холодовой пробе –парасимпатической составляющей, при умственной нагрузке – надсегментарных (центральных) уровней регуляции.
Выявленная связь адаптационных резервов организма и успеваемости студентов в период адаптации к обучению в университете позволит разработать адекватные формы и методы организации учебной деятельности на основе индивидуальной устойчивости к стрессу.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
В процессе срочной адаптации к психофизиологическим и физиологическим стрессогенным воздействиям напряжение регуляции может, как возрастать, так и снижаться в обеих пробах или изменяться разнонаправлено: в одной – повышаться, в другой – снижаться. При этом напряжение может быть обусловлено как симпатической, так и парасимпатической составляющей регуляторного процесса.
-
Реакция на функциональные пробы связана с типологическими особенностями вариабельности сердечного ритма, влияющими на физическую работоспособность индивидуума.
-
Адаптационные резервы организма в значительной степени отражаются как на характере реагирования при применении холодового воздействия и умственной нагрузки, так и на успешности процесса адаптации к обучению в университете, выраженной в уровне успеваемости по общеобразовательным и специальным дисциплинам учебной программы.
Апробация результатов работы
Результаты работы доложены и обсуждены на 7 итоговых научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава ПГГПУ (г. Пермь, 2006-2012г.); VI Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Экология и научно-технический прогресс» (Пермь, 2007); Международной научно-методической конференции «Университет в системе непрерывного образования» (Пермь, 2008); Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные процессы в области химико-педагогического и естественнонаучного образования» (Оренбург, 2009); Всероссийской научно-методической конференции «Здоровье детей и подростков. Формирование культуры здоровья и здорового стиля жизни у подрастающего поколения» (Челябинск, 2009); Международной конференции «Физиология развития человека» (Москва, 2009); Съезде физиологов Урала (Екатеринбург, 2009); IX Всероссийской молодежной научной конференции Института физиологии Коми НЦ УрО РАН (Сыктывкар, 2010); V Всероссийском симпозиуме с международным участием «Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение» (Ижевск, 2011); X Международном конгрессе кардиологов «Кардиостим» (Санкт-Петербург, 2012).
Внедрение. Полученные данные включены в учебный процесс по дисциплинам: «Возрастная анатомия и физиология», «Физиология человека и животных», «Антропология».
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 печатных работ, в том числе 4 в рецензированных журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, главы, посвященной результатам собственных исследований, заключения, выводов, приложения. Текст диссертации изложен на 133 страницах, иллюстрирован 13 таблицами, 21 рисунком. Библиографический указатель включает 196 источников, из них 98 – иностранных авторов.
Реакции сердечно-сосудистой системы
Наиболее характерной реакцией на холод сердечно-сосудистой системы различных животных является спазм периферических сосудов, обусловленный влиянием симпатических нервов и катехоламинов (G. Grassi е.а., 2008) и ограничивающий потери тепла с поверхности тела (G. Alexander е.а., 1972; M.J. Hilz, е.a., 2002). При этом регистрируется, как правило, усиление мозгового и коронарного кровотока (Ю.А. Чилигина, 2005).
У людей, постоянно живущих в холодных районах земного шара (эскимосов, арктических индейцев) холодовое сужение сосудов кожи выражено меньше, а холодовая вазодилатация развивается чаще и начинается раньше, чем у неадаптированных к холоду людей (J. Krog е.а., 1960). В результате при охлаждении конечностей у адаптированных людей температура кожи снижается в меньшей степени, чем у неадаптированных (Физиология ...,1986; В. Hellstrom, 1965) и уменьшается вероятность обморожений.
По данным J. Feger and S. Braun (2005) более чем у 95% здоровых субъектов в возрасте от 20 до 78 лет наблюдался сосудосуживающий эффект в ответ на кратковременное холодовое воздействие. Величина вазоконстрикторных ответов уменьшалась с возрастом. Сужение кровеносных сосудов у молодых субъектов происходило быстро, в группе пожилых людей вазоконстрикторные реакции протекали медленнее (F. Khan е.а., 1992; J. Feger е.а., 2005).
Существуют и половые различия реакции сосудов на холод. Данные полученные К. Cankar и Z. Finderle (2003) свидетельствуют о большей реактивности кожного сосудистого ответа у женщин, по сравнению с мужчинами. Авторы связывают это с обнаруженной у женщин относительно низкой симпатической деятельностью в покое, и резком повышении этой активности под действием стрессора.
Наряду со снижением кровотока в «оболочке» тела при действии холода существенно повышается кровоток во внутренних органах и мышцах (В.Г. Евдокимов с соавт., 1992; F. Simon, 1971; L. Jansky е.а., 1968; L Jansky, 2003). Перераспределение кровотока на холоде направлено на повышение теплопродукции и обогревание жизненно важных органов (J. Leblanc, 1969).
Если со стороны сосудистого русла на действие холода практически всегда обнаруживается та или иная степень вазоконстрикции, часто сопровождающаяся повышением системного артериального давления, то ЧСС в условиях холодового воздействия может как возрастать, так и снижаться. Данные H.R. Middlekauff (2004), G. Grassi (2008) свидетельствуют о том, что при погружении ноги в холодную воду сердечный ритм увеличивается. В то же время пребывание в холодном помещении в течение 2-х часов вызывало снижение частоты сердечных сокращений (I. Korhonen, 2006). Этот же автор считает, увеличение частоты ритма сердца и повышение артериального давления, наблюдаемые при холодовом испытании, связаны с увеличением потребления кислорода сердечной мышцей.
В работе L. Mourot е.а. (2009) показано, что частота сердечных сокращений в ответ на холодовое воздействие у половины испытуемых увеличилась, у остальных имела двухфазную структуру: на 2-й минуте действия холода - увеличение, затем - снижение до фоновых значений.
Т.Э. Тулинцева с соавт. (2006) выявила 3 типа реакций на холодовой стресс, регистрируемых по величине среднего артериального давления (АДср.): гипотензивный, гипертензивный и отсутствие реакции. У мужчин более чем в 4 раза чаще, чем у женщин, была выявлена гипотензивная реакция.
Сосудистая реакция на локальное холодовое воздействие зависит от исходного вегетативного тонуса. Сравнительный анализ реакции на ХП у здоровых и больных артериальной гипертонией женщин зрелого возраста, проведенный В.Р. Вебер с соавт. (2006) показал, что у всех здоровых женщин происходило повышение АДср., тогда как у больных АГ повышения АДср. не отмечалось.
Таким образом, абсолютной ясности в вопросах направленности изменений артериального давления и сердечного ритма при холодовом воздействии того или иного характера по литературным данным не прослеживается. Очевидно, что стратегии организма, обеспечивающие его приспособительные реакции, зависят как от длительности действия холода на организм, так и от целого ряда индивидуальных параметров, таких как пол, возраст, уровень артериального давления в покое, вегетативный тонус. Именно вегетативный компонент, вероятно, играет решающую роль в направленности и целесообразности реакционных сдвигов в сердечно-сосудистой системе во время холодового стресса.
Основные подходы к группированию исследуемого контингента по типу регуляции сердечно-сосудистой системы
Приспособительные реакции разных организмов протекают неодинаково, как в качественном, так и в количественном отношении, несмотря на одинаковость, предъявляемой нагрузки. У одного и того же организма на разные нагрузки реакции также могут существенно различаться, вплоть до разнонаправленное. Как пишет в своей монографии Н.И. Шлык: «Вопрос о «внутренней неоднородности здоровой популяции» и разных типологических особенностях организма, связанных с различным уровнем биологического развития поднимается давно» (Н.И. Шлык, 2009, стр.26). Поскольку сдвиги бывают больше или меньше, в разных направлениях, от разного уровня регуляции, получить целостную картину единственно возможного варианта адаптации, даже для очень большой (и особенно, для очень большой) выборки, практически невозможно. Именно поэтому при анализе результатов, связанных с реагированием нервной, эндокринной и любой другой, в том числе, и сердеч 32 но-сосудистой системы на предъявляемые организму повышенные требования, необходимо учитывать исходный тип регуляции и направленность реакций, сопровождающих адаптивные процессы.
Для оценки уровня функционирования системы кровообращения используют индекс функциональных изменений (ИФИ) (P.M. Баевский, А.П. Берсенева, 1997). При его расчете учитываются следующие параметры: возраст, масса тела, рост, частота сердечных сокращений, уровень систолического и диастолического давления. По мнению P.M. Баевского и А.П. Берсеневой. (1997) адаптационные возможности организма, вычисляемые по ИФИ, напрямую коррелирует с уровнем здоровья.
В зависимости от значения ИФИ выделяют 4 группы лиц: с удовлетворительной адаптацией (до 2,59 ед.), напряжением механизмов адаптации (с 2,60 до 3,09 ед.), неудовлетворительной адаптацией (с 3,09 до 3,49 ед.) и срывом адаптации (3,50 ед. и выше). По мнению P.M. Баевского с соавт. (1997) состояние адаптивности организма напрямую коррелирует с уровнем здоровья. По данным Н.Л. Лысцовой с соавт. (2012) среди студентов 1 курса биологического факультета Тюменского государственного университета 97% имели удовлетворительный уровень адаптации и лишь 3% - напряжение механизмов регуляции. Несколько иные данные получены Т.А. Мишковой (2010) и Г.В. Сазановой (2012). По данным Т.А. Мишковой (2010) 73,2% юношей и 79,9% девушек имели удовлетворительный уровень адаптации, 22% юношей и 17,5% девушек -функциональное напряжение, у 4,4% юношей и 2,2% девушек зарегистрирована неудовлетворительная адаптация. Анализ адаптационного показателя у курсантов военного вуза показал, что лишь 2% имели удовлетворительную адаптацию и 98% - разную степень напряжения адаптационных механизмов (Т.В. Сазано-ва, 2012).
Чаще всего группы формируют в зависимости от типа регуляции сердечно-сосудистых реакций, с учетом тех или иных критериев. Прежде всего, тип регуляции определяется по соотношению активности симпатического и пара 33 симпатического отделов вегетативной нервной системы. В отношении нормально функционирующей сердечно-сосудистой системы это абсолютно оправдано, так как, и сердце, и сосуды прекрасно иннервированы, существует множество рефлексов, рефлексогенные зоны которых находятся в разных участках тела, в том числе, в самой сердечно-сосудистой системе.
В зависимости от того, что положено в основу подразделения: сердечные, сосудистые или те и другие характеристики в комплексе названия групп по типу регуляции могут быть разными. В частности, распространены такие наименования:
парасимпатотонический, симпатотонический, эйтонический типы (Е.В. Быков и соавт., 2004);
гиперкинетический, гипокинетический, эукинетический (В.И. Бон-дин, В.А. Казначеев, 2001; Е.В. Быков и соавт., 2009).
Вводится также понятие «вегетативной реактивности» с тремя градациями: нормотонической, гиперсимпатикотонической и асимпатикотонической (Е.В. Быков и соавт., 2004). В данном случае имеется в виду направленность и величина изменений активности симпатического отдела вегетативной нервной системы при тех или иных функциональных пробах.
Что касается конкретной наполненности всех вышеперечисленных понятий, то это может быть разделение, либо на основании комплексного приборного анализа, либо какого-нибудь интегративного показателя, вычисленного из полученных данных. Например, Е.В. Быков и соавт. (2004) использовали показатели компьютерной технологии «Кентавр», которая, как известно, позволяет одновременно регистрировать электрокардиограмму (ЭКГ) в первом стандартном отведении, трансторакальную реограмму, движения грудной клетки при дыхании, пульсацию сосудов пальца кисти при помощи пульсоксиметрического датчика, а также измерять АД (Н.В. Сергеева, 2007). Выделение гиперкинетического, гипокинетического и эукинетического типов проводилось по величине сердечного индекса (СИ), (Е.В. Быков и соавт., 2004; Г.И. Сидоренко и соавт., 1984.
Широко используются для подразделения испытуемых на группы симпа-то-, нормо- и парасимпатотоников индекс Кердо и коэффициент Хильдебрандта (A.M. Вейн, 1988; Ю.В. Щербатых, 2002; А.Н. Хоменя, 2008). Существуют общепринятые градации, как для первого, так и для второго показателей, позволяющие сформировать группы по типу вегетативной регуляции.
В работе Ю.С. Ванюшина (2001), исследовавшего типы адаптации кар-диореспираторной системы к функциональным нагрузкам, акцент сделан на целостную картину регуляции, с учетом, как нейрогуморальной составляющей, так и периферического звена функциональной системы адаптации к нагрузкам разного характера и разной величины.
Еще одним комплексным подходом отличается разделение на группы, использовавшееся в отношении больных (Д.И. Жемайтите, 1982) и в отношении спортсменов (А.К. Кепеженас и Д.И. Жемайтите 1983). В первом случае более дробно, во втором менее, произведено разделение по принципу, во-первых, частоты сердечных сокращений (пара- симпатикотония), во-вторых, выраженности «дыхательных» и других волн кардиоритмограммы, в-третьих, аэробной работоспособности, определяемой прямым методом.
Анализ вариабельности сердечного ритма, с точки зрения отнесения испытуемых к разным группам, с учетом показателей этого анализа используется едва ли не в каждой из уже цитированных работ и во многих других: от основоположников метода В.В. Ларина и P.M. Баевского (В.В. Парин, 1967) до множества работ, собранных в сборниках международных симпозиумов «Вариабельность сердечного ритма», проводившихся в г.Ижевске с 2003 по 2011 годы. Большой обзор на эту тему имеется в монографии Н.И. Шлык (2009). Исходя из уже общепринятого представления о двухконтурной модели управления сердечным ритмом (P.M. Баевский, А.П. Берсенева, 1997) Н.И. Шлык (2009) разделяет детей на 4 группы с учетом значимости центрального и автономного контуров регуляции сердечным ритмом. При этом для каждой группы нормируются такие показатели, как индекс напряжения регуляторных систем (ИН) и наиболее стабильный у конкретного индивидуума, в условиях покоя показатель - мощность «очень медленных волн» (VLF) кардиоинтервало-граммы.
Использование нескольких показателей, относящихся к тем или иным уровням регуляторного контура, имеет свою историю в мировой и отечественной литературе, посвященной исследованию разных аспектов регуляции. В частности в работе G.G. Berntson е.а., (1993) предложено рассматривать управление ритмом сердца с позиций двухфакторной модели регуляции, где симпатическая и парасимпатическая оси выступают как относительно независимые участники этого процесса, внося определенный вклад в хронотропную функцию сердца.
Сдвиги показателей при лабораторных пробах
В таблице 3 и приложении 1 приведены, характеризующие каждую группу изменения показателей, отражающих симпатические, парасимпатические и центральные компоненты регуляции.
Показатели: среднее квадратичное отклонение длительности кардиоин-тервалов (SDNN), дисперсия (D), отношение максимального по длительности кардиоинтервала к минимальному (MxRMn) при нагрузочных тестах меняются совершенно одинаково и очень похоже на сдвиги CV. В частности, при ХП в группах 1.1 и 1.0 (с повышением напряжения регуляции при холодовой пробе) усиление вариабельности выражено как возрастание этих показателей у подавляющего большинства студентов (у 87 - 100%, таблица 3). При УН в группе 1.1 коэффициент вариабельности также возрастает; все названные показатели тоже возрастают у большей доли испытуемых: у 87,8% - SDNN; у 88,2% - D; у 92 6% — отн.MxRMn. В группе 1.0 выделенной как гпл/ппа с понижением напряжения регуляции при УН, эти показатели снижаются у большинства: у 100% SDNN и D и почти у 80% MxRMn (уровень достоверности всех этих сдвигов очень высокий, р 0,001). Контрастирующие с 1.1 и 1.0, группы 0.0 и 0.1 характеризуются и противоположными сдвигами показателей. Однако выражено это не столь ярко и не во всех случаях носит статистически достоверный характер.
SDNN (рисунок 4) и D в группе 0.1 при ХП совершенно отчетливо снизились у большинства (повышение лишь у 9,4% и 9,1%), возрастаение MxRMn произошло у 38,2% (р = 0,240). В группе 0.0 также проявилась тенденция к снижению при ХП и SDNN, и D, и MxRMn (возрастание у 23% двух первых показателей и 33% третьего, р = 0,096 и 0,386). Однако при УН в группе с ослаблением напряжения регуляции (0.0) у 100% - выражено снижение и SDNN, и D (р 0,001). В группе 0.1 эти, отражающие общий эффект регуляции показатели, возросли у 82,4% - SDNN; 80% - D, и 85,3% - MxRMn (р 0,001).
Однако, как мы уже указывали, напряжение регуляции может быть обусловлено, как парасимпатическими, так и симпатическими, и центральными влияниями. Кроме того, в разных случаях может проявляться как преобладание одних влияний над другими, так и суммарное влияние одного контура регуляции над другим (автономного и центрального). Среди показателей временных характеристик вариационного ряда кардиоинтервалов есть преимущественно отражающие парасимпатические (RMSSD), симпатические (АМо) влияния; а также преобладание парасимпатических над симпатическими (pNN50) и центральных над автономными (SI).
Достаточно однотипны изменения «парасимпатических» показателей -RMSSD и pNN50 (таблица 3). При этом можно говорить, что в случаях усиле 57 ния парасимпатических влияний на ритм сердца имеет место и преобладание их над симпатическими. Действительно, в группе с повышением напряжения регуляции во время ХП и УН (1.1) оба эти показателя увеличились у 88,6% -RMSSD и 80% - pNN50 при холодовой пробе (рис. 5). При умственной нагрузке таких явных сдвигов нет, что свидетельствует о том, что ХП у представителей данной группы протекает с явным преобладанием парасимпатических влияний, тогда как при УН могут усиливаться, видимо, как парасимпатические, так и симпатические компоненты регуляции, а возможно, и центральные.
В группе 1.0 также при ХП выражено усиление и RMSSD и pNN50 у 89,3% и 92,9%, соответственно (таблица 3, рисунок 5). При умственной нагрузке так же четко их снижение более чем у 90% (усиление у 3,4% и 6,9%). В группе со снижением показателя CV во время ХП и его повышением при УН (0.1) не выражено ни явного усиления, ни явного ослабления парасимпатического влияния ни при той, ни при другой пробах (увеличение этих показателей у 37,1 - 64,7%). В группе 0.0, несмотря на то, что это группа с ослаблением напряжения регуляции по показателю CV при обеих пробах во время ХП процент испытуемых с повышением/снижением показателей примерно одинаков, при УН увеличение не зарегистрировано ни в одном случае (0%).
Тем более, интересно как в какой группе, и при какой пробе ведет себя симпатическая нервная система. О ее реакции можно судить по АМо - условному показателю именно симпатической регуляции. Мы уже писали в предыдущей главе о том, что, если при ХП имело место в большинстве случаев уменьшение ЧСС, то есть увеличение интервала R-R, а при УН его уменьшение (увеличение ЧСС), вполне резонно предположить, что последнее - симпатический эффект и тогда АМо должна при холодовой пробе снижаться, а при умственной нагрузке - увеличиваться. Тем не менее, данный показатель ведет себя своеобразно в каждой группе и при каждой пробе (рисунок 6).
В группе 1.1 доли испытуемых с возрастанием АМо при обеих функциональных пробах приблизительно одинаковы и очень малы (15,7% и 17,6%), соответственно), то есть имело место ослабление симпатических влияний, как при локальном охлаждении, так и при устном счете. В группе 1.0 во время ХП снижение АМо зарегистрировано почти у 90% (повышение у 10,3%), во время устного счета симпатическая регуляция усилилась у 75% испытуемых. В группе 0.0 также проявился отчетливый эффект возрастания АМо - у 83,3% во время УН и тенденция к ослаблению симпатического компонента регуляции при ХП - у двух третей АМо снизилась (повышение у 33,3%). Наконец в группе 0.1, характеризующейся снижением напряжения регуляции при ХП и повышением при УН, не наблюдалось статистически достоверного изменения симпатического компонента регуляции при локальном охлаждении (повышение АМо у 65,7%, р = 0,091). Однако при умственной нагрузке АМо более чем у 70% - снизилась (р = 0,018).
Индекс напряжения (SI) рассматривается как показатель преобладания центральных механизмов регуляции над автономными (P.M. Баевский, 1984). Его сдвиги во время функциональных проб у испытуемых в выделенных группах аналогичны АМо. В группе 1.1 влияние центрального контура регуляции ослабилось при обеих функциональных пробах; в группе 0.0 - усилилось во время устного счета; в 1.0 ослабилось во время локального охлаждения и усилилось - при умственной нагрузке; в 0.1 имела место тенденция к усилению при ХП и ослаблению при УН.
Мы не упомянули еще один показатель - модальный интервал (Мо), его оценивают как «наиболее вероятный уровень функционирования сердечнососудистой системы» (М.Р. Баевский и соавт., 2002). Этот показатель - отражение суммарного влияния всех видов регуляции, как и средний кардиоинтервал R-R при ХП почти во всех группах увеличился (у 76,5 - 85,2% испытуемых, р — 0,043-0,000), при УН - уменьшился (у 94,3 - 82,1%, р = 0,001-0,000). Исключе 60 ниє - группа 0.1, в которой приблизительно у половины испытуемых имело место увеличение, половины - уменьшение модального интервала при ХП.
Таким образом, анализ временных показателей ВСР выявил, как «типические» реципрокные отношения между отделами вегетативной нервной системы, так и определенные «синергии» (группа 0.1). Не вполне ясным является также и симпатический/парасимпатический эффект во время УН у представителей группы с повышением показателя CV во время обеих проб, составляющей половину всех участников эксперимента. 3.3.1.2. Межгрупповые различия показателей
Сравнительный анализ статистических показателей в контрастирующих группах, то есть группах с противоположными реакциями на пробы: 1.1с 0.0 и 1.0 с 0.1, выявил некоторые закономерности. Данные, полученные на основании критерия Манна-Уитни, представлены в таблицах 4 и 5.
Самая многочисленная группа 1.1 состоит из испытуемых, реагирующих на обе функциональные пробы увеличением CV. В группе же 0.0, напротив, при обеих пробах этот коэффициент уменьшается, что трактуется как снижение напряжения регуляции. Между этими группами статистически достоверно (р 0,05) различие по показателям, отражающим общий регуляторный эффект, по сути, общее напряжение регуляции (SDNN и D). Это напряжение в группе 1.1, как до ХП, так и до УН ниже, чем в группе 0.0.
Еще один показатель - RMSSD, отражающий степень активности парасимпатической нервной системы также в группе с повышением показателя CV меньше, чем с его снижением. Таким образом, очевидно, что активность регулирующих систем у представителей группы 1.1 в покое ниже, чем у представителей группы 0.0 (об этом свидетельствует знак перед показателем уровня Z в таблице).
Во время функциональных проб картина изменилась следующим образом: различия показателей SDNN и D либо нивелировались (при ХП), либо инвертировались (при УН). При этом обнаружились и некоторые дополнительные различия. В частности, при устном счете показатель, отражающий степень напряжения симпатической нервной системы - АМо стал существенно меньше в группе 1.1, по сравнению с группой 0.0, тогда как MxRMn - больше (в покое значимых отличий не обнаруживалось). Важно отметить, что MxRMn, также как и SDNN и D отражает общий уровень напряжения регуляции.
Анализ межгрупповых различий отдельных параметров у испытуемых, отнесенных к группам 1.0 и 0.1, показал достоверные различия фоновых значений как общего напряжения регуляции до ХП (SDNN, D) и УН (MxRMn), так и отдельных компонентов регуляции - симпатических (АМо), парасимпатических (RMSSD) и центральных (SI) до локального охлаждения (таблица 5). При этом можно уверенно сказать, что общее напряжение регуляции и его парасимпатический компонент в группе 1.0 меньше, чем в группе с противоположными изменениями CV - 0.1, а симпатическая и центральная, напротив, больше. Об этих различиях свидетельствует знак перед показателем Z-уровня в таблице 5.
Во время ХП в группе 1.0 показатели SDNN, D, RMSSD увеличились, а АМо, SI снизились; у испытуемых группы 0.1 сдвиги указанных показателей произошли в противоположном направлении. Такое сближение параметров ра 63 боты сердечно-сосудистой системы, отражает характер ее адаптивных реакций при холодовом воздействии.
При умственной нагрузке различия между значениями SDNN, D и MxRMn, свидетельствуют о значительно меньшем напряжении регуляции в группе 1.0, по сравнению с 0.1, при этом «симпатический» показатель - АМо, напротив, больше именно в группе с повышением напряжения регуляции во время ХП и снижением при УН. Это значит, что на фоне общего снижения напряжения регуляции во время устного арифметического счета в группе 1.0 произошло усиление симпатической регуляции.
Адаптация студентов к обучению в университете по показателю адаптационного потенциала и успеваемости
Интегральным показателем, отражающим функциональное состояние организма, является индекс функциональных изменений, при расчете которого учитываются ЧСС, САД, ДАД, возраст, масса тела и рост. По мнению P.M. Ба-евского с соавт. (1997) адаптационные возможности организма, вычисляемые по ИФИ, напрямую коррелирует с уровнем здоровья.
Анализ полученных данных показал, что у студентов, принимавших участие в исследовании, значения ИФИ составили от 1,5 до 2,7 единиц, что свидетельствует об удовлетворительном уровне адаптации. В связи с относительно незначительным разбросом показателя посредством центильного метода было выделено 3 группы: с высоким - 1ИФИ (ИФИ от 1,5 до 1,95 ед.), со средним - 2Ифи (ИФИ от 1,96 до 2,20 ед.) и с низким - 3ИФИ (ИФИ выше 2,20 ед.) адаптационным потенциалом. Количественный состав групп представлен в таблице 10. В выделенных группах соотношение студентов с разным уровнем адаптационного потенциала приблизительно одинаково - по четверти студентов относятся к крайним группам - 1ИФИ и 3ИФИ (соответственно, 37 и 40 испытуемых), половина - к группе 2ИФИ (71 человек). В группах, выделенных по характеру реакции на функциональные пробы, соотношение испытуемых с разным уровнем ИФИ, приблизительно такое же, кроме группы 0.0, где студентов с показателем ИФИ 1,95 нет. Согласно критерию Фишера для четырехпольных таблиц 2x2 статистически достоверной разницы в составе групп нет.
Одним из критериев адаптации к обучению в университете является успеваемость студентов, поэтому был проведен ее сравнительный анализ, как в группах, выделенных по реакции на пробы (таблица 11), так и в группах с разным уровнем адаптационного потенциала (приложение 5, рисунок 21).
На начальном этапе обучения, когда, как отмечается еще достаточно большое значение имеют знания, полученные в средней школе. Статистически достоверных различий между средним баллом успеваемости по общеобразовательным дисциплинам у студентов разных групп не обнаружено. Тем не менее, следует отметить группу 1.0, в которой студенты по специальным дисциплинам имеют средний балл гораздо ближе к 3, чем к 4-м, как в других группах.
У испытуемых этой группы во вторую сессию данная тенденция проявилась и по общеобразовательным дисциплинам средний балл которых оказался ниже по сравнению с первой сессией (3,25 и 3,55, соответственно). Успеваемость в группе 1.0 по общеобразовательным предметам во вторую сессию также значимо ниже, чем у студентов групп 1.1, и 0.1 (3,25; 3,78 и 3,68, соответственно).
Как уже указывалось, в состав каждой из групп входят лица с разным уровнем адаптационного потенциала. Как во всей выборке, так и в отдельных группах было произведено сравнение успеваемости у лиц, отличающихся по ИФИ. Данные представлены в приложении 5 и на рисунке 21.
Как видно из рисунка самая высокая успеваемость у студентов с минимальными значениями ИФИ (группа 1ИФИ)- Студенты этой группы, как по общеобразовательным дисциплинам, так и по среднему баллу за всю сессию, опережают группу 3ИФИ В обе сессии, а группу 2ИФИ - во вторую. Успеваемость этих студентов по разным дисциплинам и в разные сессии колеблется от 3,78 до 3,95 балла. Можно сказать, что распределение успеваемости прямо пропорционально адаптационному потенциалу: чем выше последний, тем выше успеваемость. В группе 2ИФИ колебания от 3,47 до 3,61 балла, в группе 3ИФИ - от 3,42 до 3,49 балла.
Однако в отдельных группах, выделенных по реакции на лабораторные пробы, картина несколько иная (таблица 12). В группе 1.1, в которую входит почти половина всех студентов, испытуемые с высоким (іифи) и средним (2ифи) адаптационным потенциалом по успеваемости сближены, и не имеют значимых различий. Зато в обеих этих группах успеваемость существенно выше, чем в группе ЗИФИ- В частности по специальным предметам в первую сессию и общеобразовательным во вторую средний балл по дисциплинам учебного плана достоверно выше в группах с более высокими значениями адаптационного потенциала (ІИФИ и 2ИФИ), чем с низким (ЗИФИ) В группе 1.0 (п=29) студенты, имеющие уровень адаптационного потенциала от 1,50 до 1,95,то есть, относящиеся к группе 1ИФИ так же, как и в группе 1.1, самые успешные (таблица 12). Успеваемость этих студентов, достоверно выше по общеобразовательным предметам, как в первую, так и вторую сессии и специальным дисциплинам во 2 сессию, чем у испытуемых группы 2ИФИ. Соответственно, около 4-х и 3-х баллов. Достоверных различий в успеваемости между группами 2ИФИ и 3ИФИ нет. Большой разброс показателей успеваемости не позволяет также утверждать, что имеется различие и между группами 1ИФИ И ЗИФИ, тем не менее, средний балл в группе 3ИФИ гораздо ближе к среднему баллу в группе 2ИФИ, чем в группе 1ИФИ Для определения взаимосвязей между показателями успеваемости, с одной стороны, и уровнем напряжения регуляторных систем организма, показателями тревожности и психоэмоционального напряжения - с другой был проведен корреляционный анализ.
На основе анализа обнаружились следующие закономерности (таблица 13). Прежде всего, выявилась неоднородность группы 1.1. В этой группе, если ее рассматривать целиком, корреляционные отношения между названными показателями практически отсутствуют. Однако при анализе внутри этой группы отдельно групп с относительно высоким, средним и низким адаптационным потенциалом, корреляционные отношения выявляются, причем в ряде случаев с противоположными знаками для одних и тех же пар показателей.
У студентов с относительно высоким адаптационным потенциалам (1ИФИ), и, как уже указывалось, высокой успеваемостью, имеются корреляционные связи между уровнем успеваемости и параметрами тревожности. Как с ситуативной (СТ), так и с личностной (ЛТ) тревожностью - отрицательные. Эти связи свидетельство того, что более тревожные студенты получают оценки ниже, чем менее тревожные. В остальном, видимо, адаптация к учебной деятельности осуществляется посредством индивидуальных перераспределений симпатического, парасимпатического и центрального компонентов регуляции.
Именно это перераспределение четко выявляется в группе 2Ифи - средний уровень адаптационного потенциала. Усиление парасимпатического компонента регуляции при умственной нагрузке у этих студентов сопровождается снижением среднего балла успеваемости, как по общеобразовательным, так и специальным предметам в обе сессии, тогда как при более сильном влиянии центрального компонента регуляции во время умственной нагрузки, средний балл успеваемости выше.
Диаметрально противоположные закономерности в группе 3ИФИ (П=17), группе не только с самым низким адаптационным потенциалам, но и самой низкой успеваемостью. Парасимпатическая регуляция положительно, а симпатическая и центральная - отрицательно коррелируют с успеваемостью. Следует оговориться, что последнее относится к показателям регуляции при холодовой пробе. Мы считаем, что реакции при холодовой пробе более тесно, чем реакции на умственную нагрузку, связаны с физиологической стороной адаптации. Анализируя особенности корреляционных отношений в этой группе, можно делать выводы следующего характера: во-первых, умственная нагрузка у этих студен 90 тов не вызывает существенного перераспределения регуляторных влияний; во-вторых, чисто физиологическая сторона адаптации не обеспечивает достаточный уровень регуляторного влияния на умственную деятельность.
В группе 1.0 (п=29), очень мало корреляционных связей, как в целом по группе, так и при анализе отдельных ее составляющих - с низким, средним и относительно высоким адаптационным потенциалом (таблица 13). Это связи для группы 1ИФИ (п=7) - с суммарным напряжением регуляции при холодовой пробе, для группы 2ИФИ (п=14) С психоэмоциональным напряжением, для группы ЗИФИ (п=8) также с психоэмоциональным напряжением и парасимпатической регуляцией при умственной нагрузке. Следует напомнить, что это группа со снижением напряжения регуляции при умственной нагрузке, во-первых, и самой низкой успеваемостью, во-вторых. Видимо именно эти обстоятельства сказываются на корреляционных отношениях между показателями, которые, в свою очередь выявляют значительную индивидуализацию перераспределения регуляторных процессов. Тем не менее, общим психоэмоциональным напряжением достигается улучшение успеваемости среди студентов этой группы.
Группа 0.1 (п=35) представляет собой группу с повышением напряжения регуляции именно при умственной нагрузке. Относительно небольшое количество студентов этой группы, имеющих высокий адаптационный потенциал (таблица 13, п=7) имеют высокозначимые корреляционные связи между компонентами нервной регуляции и успеваемостью: симпатической составляющей регуляции - положительные со средним баллом успеваемости во вторую сессию и парасимпатической регуляции - отрицательные. Эти студенты по-своему достигают более высокой успеваемости - напряжением симпатического компонента регуляции. При этом данный эффект сопровождается снижением суммарного напряжения регуляции при умственной нагрузке, по крайней мере, в 1 сессию. Что касается остальных студентов данной группы - имеющих значения ИФИ более 2,11 ед. (группы 2ИФИ и 3ИФИ), ТО ОНИ либо не имеют значимых корреляционных отношений показателей (3ИФИ, п=12), либо это положительные связи с параметрами тревожности (2ИФИ, п=16), то есть более тревожные студенты (г - от 0,52 до 0,66) оказываются и более успевающими.
Наконец, малочисленная группа 0.0 (гг=13), как уже указывалось ранее, достаточно однородная, оказалась и весьма однородной по адаптационному потенциалу (ИФИ у студентов этой группы от 1,99 до 2,25 ед.), то есть почти полностью соответствует группе 2Ифи- Выяснилось, что у этих студентов напряжение центральной регуляции как, впрочем, и ситуативная тревожность, только вредят успеваемости, тогда как парасимпатический компонент положительно на ней сказывается (таблица 13). Эффект, как очевидно, противоположен тому, который наблюдается в группе 1.1, 2ИФИ И группе 0.1, ІИФИ- Однако, учитывая, что студенты этих групп на умственную нагрузку реагируют повышением напряжения регуляции, а в группе 0.0 - снижением эти эффекты не так уж неожиданны.
Таким образом, в исследовании была показана тесная связь между адаптационными резервами организма, реакциями на умственную нагрузку и успеваемостью студентов в период их адаптации к учебной деятельности в университете.
