Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Эколого-физиологические аспекты адаптации человека к условиям окружающей среды 13
1.1. Адаптация человека к новым климато-географическим условиям проживания 13
1.1.1. Природно-климатические особенности различных регионов Уральского федерального округа (г. Тюмень, ХМАО, ЯНАО, Курганская область) 14
1.1.2. Общие механизмы адаптации человека к природно-климатическим условиям средних и высоких широт 19
1.1.3. Распространенность и интенсивность кариеса зубов в различных регионах Уральского Федерального округа 24
1.2. Физиологические механизмы адаптации к учебному процессу в вузе
и «физиологическая цена» результативной деятельности студентов 27
ГЛАВА 2. Материал и методы исследования 35
2.1. Организация и дизайн исследования и характеристика обследуемого контингента 35
2.2. Клинико-физиологическая характеристика групп обследованных и методы исследования
2.2.1. Оценка стоматологического статуса 37
2.2.2. Функциональные и психофизиологические методы исследования 38
2.2.3. Статистические методы исследования 42
ГЛАВА 3. Исходный стоматологический статус, функуциональные резервы и адаптивный потенциал студентов, поступивших на i курс в вузы г. Тюмени из разных регионов уральского федерального округа (хмао, янао, курганская область) 44
3.1. Показатели стоматологического здоровья 44
3.1.1. Распространенность и интенсивность кариеса зубов 44
3.1.2. Показатели гигиены полости рта, скорости саливации и вязкости слюны 48
3.1.3. Функциональная активность жевательных мышц 51
3.2. Физиометрические показатели 54
3.2.1. Функциональные показатели сердечно-сосудистой системы и физическая работоспособность 55
3.2.2. Исходный вегетативный тонус, вегетативная реактивность и степень напряжения регуляторных механизмов 59
3.3. Психофизиологические показатели
3.3.1. Оценка личностной и ситуативной тревожности 67
3.3.2. Диагностика состояния стресса 72
3.3.3. Показатели качества жизни 76
ГЛАВА 4. Динамика показателей стоматологического здоровья, функциональных резервов и адаптивного потенциала у студентов вузов г. тюмени первого года обучения, приехавших из разных регионов уральского федерального округа (Хмао, Янао, Курганская область) 82
4.1. Показатели стоматологического здоровья после шести месяцев
обучения и в конце учебного года 82
4.1.1. Распространенность и интенсивность кариеса зубов 82
4.1.2. Показатели гигиены полости рта, скорость саливации и вязкость слюны 89
4.1.3. Функциональная активность жевательных мышц 94
4.2. Физиометрические показатели после шести месяцев обучения и в
конце учебного года 97
4.2.1. Функциональные показатели сердечно-сосудистой системы и физическая работоспособность 97
4.2.2. Исходный вегетативный тонус, вегетативная реактивность и степень напряжения регуляторных механизмов 102
4.3. Психофизиологические показатели после шести месяцев обучения и в
конце учебного года 110
4.3.1. Оценка личностной и ситуативной тревожности ПО
4.3.2. Диагностика состояния стресса 118
4.3.3. Показатели качества жизни 122
ГЛАВА 5. Системная оценка стрессреактивности и кариесрезистентности студентов г. Тюмени при адаптации к учебной деятельности и смене климато географических условий проживания 130
Заключение 149
Выводы 170
Практические рекомендации 171
Список литературы
- Общие механизмы адаптации человека к природно-климатическим условиям средних и высоких широт
- Клинико-физиологическая характеристика групп обследованных и методы исследования
- Показатели гигиены полости рта, скорости саливации и вязкости слюны
- Функциональная активность жевательных мышц
Общие механизмы адаптации человека к природно-климатическим условиям средних и высоких широт
Так, В.И.Русановым (1982, 1983) было проведено описание климата на основе разработанных карт структуры климата в погодных моментах. Границы климатических областей летом и в переходные периоды года получены путем наложения и согласования карт дефицита тепла в организме, а зимой - суровости погоды. При этом выявлено, что наиболее изменчивая погода в Западной Сибири по величинам соответствующего индекса наблюдается зимой, наименее - летом, весна и осень занимают промежуточное положение.
В связи с этим, если классифицировать климат Западной Сибири с учетом изменчивости погодных факторов, то следует признать, что выраженные суточные и месячные колебания основных составляющих, а также резкая континентальность климата являются довольно сильным фактором воздействия на организм людей. При этом известно, что специфика процессов акклиматизации человека во многом зависит от степени контрастности природных условий - между предыдущим местожительством и последующим (В.В.Колпаков, 1985, 1987; С.Г.Кривощеков, 1998, 2000, 2012; Н.М.Фатеева, В.В.Колпаков,2011).
В настоящее время для контрастности временной среды различных пунктов имеется карта хроноантропологических областей, учитывающаяся наряду с часовыми поясами и пояса фотопериодические (В.А. Матюхин с соавт., 1984, 1986). Характерной особенностью динамики светового дня в северных регионах Западной Сибири является полярный день в летние месяцы и полярная ночь зимой. При этом в условиях средних широт (г.Тюмень) месячный дрейф утреннего восхода и вечернего захода солнца в течение года составляет 53 минуты, на уровне Заполярья в среднем составляет 2 часа, а практически утраивается, поскольку от полярной ночи до полярного дня весь период составляет только 4 месяца. В связи с этим вся территория Тюменской области с юга на север располагается в трех фотопериодических поясах (3, 4 и 5). Это определяет достаточно выраженную контрастность, поскольку данные материалы определяют возможность развития влияния структуры светового дня на формирование биоритмов человека на различных широтах (В.Н.Симонов, 2013; R.Wever, 1979; S.Panda et al, 2002; A.Winz-Justice,2006).
Также для более подробной количественной характеристики контрастности основных погодных метеофакторов была определена их динамика на протяжении календарного года в условиях Тюмени (5709 с.ш.) и северных регионов Тюменской области ХМАО, ЯНАО. При этом на основе полученных данных установлено, что перепады в частности температуры и атмосферного давления (неизбегаемого фактора окружающей среды), к которым должен приспособиться живой организм различны в разные месяцы в каждом регионе (В.В.Колпаков, 1985, 1987; В.И.Хаснулин, 2000; С.Ю.Речкина, 2013). Наиболее значительны они в январе, феврале, марте, декабре, т.е. в холодное время и в переходные периоды, наименее значительны - летом. Вместе с тем необходимо отметить практически полное отсутствие ярко выраженного климатического контраста между г.Тюменью и Курганской областью. По всем метеофакторам в течение всего года имеется однотипная количественная и качественная динамика (https://ru.wikipedia.org/).
Таким образом, анализ относительного контраста климатических условий различных регионов Западной Сибири (ЯНАО - г.Салехард 6632 с.ш.; ХМАО - г.Ханты-Мансийск 6100 с.ш.; г.Тюмень 5709 с.ш.;) показывает существенные различия по всем метеофакторам. В связи с этим четкое представление о динамике и территориальной структуре климатических градиентов определяет необходимость учитывать эти данные в прогнозе и профилактике дизадаптационных нарушений как при бытовых, так и производственных перемещениях. При этом как показали результаты исследований по экспедиционно -вахтовой организации труда достаточно высокое напряжение организм испытывает как при перемещении из относительно комфортных природно-климатических зон в регион с более суровым климатом, так и в обратном направлении (В.В.Колпаков, 1985, 1987; С.Г.Кривощеков, 1989, 1998, 2000, 2012; А.Б.Гудков и соавт., 1996, 1999, 2000; Н.М.Фатеева, В.В.Колпаков, 2011).
Последнее в полной мере может быть отнесено и к студенческой молодежи, когда для продолжения учебы в высших учебных заведениях приходится изменять место проживания и в последующем по нескольку раз в год перемещаться в регион постоянного местожительства и обратно к месту учебы. В большей степени это касается студентов-первокурсников, имеющих постоянное местожительства в различных регионах УрФО и приехавших на учебу в г.Тюмень. Кроме того, необходимо учитывать колебания метеофакторов в конкретных условиях местопроживания. Увеличение размаха типичных воздействий, изучаемых метеорологических показателей, их внутри- и межсуточных колебаний может способствовать развитию метеопатических реакций и затруднению процесса акклиматизации (В.И.Хаснулин, 2005).
В связи с этим на основе анализа имеющихся литературных данных можно утверждать, что относительных контраст климатических условий различных регионов Уральского федерального округа может приводить к существенной акклиматизационной нагрузке при переезде человека из одного региона в другой регион со сменой климато-географических условий проживания. При этом дополнительным неблагоприятным фактором окружающей среды является низкое содержание фтора в питьевой воде в населенных пунктах на территории Тюменской области (Л.А. Иванова, 2003). Пониженное содержание фтора в питьевой воде может являться существенным фактором высокой распространенности кариеса среди населения соответствующих территорий.
Клинико-физиологическая характеристика групп обследованных и методы исследования
Как результат понимания важности вышеуказанной проблемы в 1995 году была проведена первая Всероссийская научная конференция «Образ жизни и здоровье студентов». Представленные материалы исследований показали, что у студентов перестройка к новым социальным условиям вызывает активную мобилизацию, а затем истощение физических резервов организма, особенно в первые годы обучения. Частота хронических заболеваний колеблется в очень широких пределах. Одним из основных факторов, влияющих на распространенность сердечно-сосудистых заболеваний у студентов, является недостаточная двигательная активность, сочетающаяся с эмоциональной и информационной перегрузкой. На этом фоне важнейшее значение приобретает поиск путей улучшения состояния здоровья, повышение физической работоспособности и функциональных возможностей будущих высококвалифицированных специалистов (Н.А.Агаджанян и соавт., 1995).
Успешное решение задач, стоящих перед высшей школой возможно только при проведении комплексных научных исследований силами специалистов разного профиля, оперативного внедрения результатов научно-исследовательских работ органами здравоохранения и администрации вуза.
Адаптация к обучению в вузе достаточно длительный процесс и в то же время, по мнению большинства авторов, максимальные изменения компенсаторно-приспособительных реакций организма студентов происходят в период первого года обучения (Н.А.Агаджанян и соавт., 1998, 2005; А.П.Спицин, 2002; О.А.Драгич, 2006; Г.А.Севрюкова, 2006; Н.Г.Кожевникова, 2009; M.Rosal et al, 2007; S.Steward et al, 2007; A.A.Supe, 2008).
Так, многочисленными исследованиями с учетом 40-летнего опыта изучения проблемы адаптации иностранных и российских студентов к новым климато-географическим, социальным и производственным условиям кафедрой нормальной физиологии Российского университета дружбы народов установлено, что адаптация это сложный динамический процесс, имеющий свои временные характеристики (Н.А.Агажданян, И.В.Радыш, 2014; Н.В.Ермакова, 2014; В.И.Торщин и соавт., 2014).
Острый период адаптации у 80% студентов сопровождается напряжением механизмов регуляции, что является причиной различных функциональных расстройств. Психофизиологические исследования студентов первого года обучения выявили, что 37% обследуемых проявляли признаки повышенного нервно-психического напряжения. В целом было выделено пять вариантов индивидуальной устойчивости организма к эмоциональными нагрузкам, различающихся степенью адекватности реакций сердечно-сосудистой системы и внешнего дыхания. Также установлено, что эффективность адаптации студентов зависит от уровня физической работоспособности. У студентов с высоким уровнем PWCno стабилизация адаптивных сдвигов в основном завершалась к концу первого года обучения, у первокурсников с низким уровнем PWCno этого срока было недостаточно (Н.В.Ермакова, 2014).
При этом под влиянием новых условий в вузе и на фоне происходящих в этот период адаптационных изменений в организме студентов их физическая и психологическая работоспособность в разные периоды первого учебного года имеет свою динамику. Наиболее выраженные изменения психологических и физиологических параметров у первокурсников происходят в конце осеннего семестра и в период первой экзаменационной сессии (В.И.Бадиков и соавт., 1997; И.В.Щербатых, 2000; Е.А.Юматов и соавт., 2001; Н.Г.Гаранян и соавт., 2007; В.Н.Зарипов, М.О.Баринова, 2008; С.М.Черепанов и соавт., 2008; A.R.Schwartz et al., 2003; N.Hjortskov et al, 2004; L.Dyrbye et al, 2006).
Немаловажную роль в процессе адаптации играет и экзаменационная сессия, формирующая значительную психоэмоциональную реакцию у студентов накануне и в период сдачи экзаменов, которая сохраняется определенное время после экзамена. Большой вклад в разработку данной проблемы внесен преподавателями кафедры нормальной физиологии Московской медицинской академии имени И.М.Сеченова (КВ.Судаков, 1998, 2005, 2007; Ю.А.Юматов, 2001; Т.Д.Джебраилова и соавт., 2001, 2012; Е.В.Быкова и соавт, 2001; Е.А.Умрюхин и соавт., 2003, 2008), а также другими исследователями (Ю.В.Щербатых, 2001; Н.В.Макаренко и соавт., R.Kelsey et al, 2004; N.Sato et al, 2004). В период экзаменов нервно-эмоциональные нагрузки учащихся значительно возрастают, достигая уровня психоэмоционального стресса, характеризующегося выраженными изменениями тревожности, вегетососудистых функций, энерготрат, во многом определяемых прогнозом и полученным результатом.
Вместе с тем, согласно литературных источников основная часть исследований была проведена в областях с относительно благоприятными геоклиматическими условиями, включая Уральский федеральный округ (Ю.ВЩербатых, И.Э.Есауленко, 2002; А.Д.Доника, 2006; О.А.Драгич, 2006; С.М.Миносян и соавт., 2006; А.П.Спицин, 2007). При этом студенты вузов севера Западной Сибири, в частности Среднего Приобья, проходят адаптацию к обучению на фоне неблагоприятных природно-климатических условий, которые существенно осложняют процесс адаптации организма (А.Б.Гудков и соавт., 2000; Н.Ф.Жвавый и соавт., 2001; В.П.Зуевский и соавт., 2001; Ю.Г.Солонин и соавт., 2002; В.В.Мефодьев и соавт., 2007; В.И.Хаснулин и соавт., 2009; A.Hains et al, 2004; H.Frunkin et al, 2008).
Показатели гигиены полости рта, скорости саливации и вязкости слюны
Стоматологический статус студентов изучался согласно рекомендациям ВОЗ (1995). Интенсивность кариеса определялась по индексу КПУ (К -кариозные, П - пломбированные, У - удаленные зубы). Распространенность кариеса определялась в процентном соотношении числа лиц, имеющих кариес, к общему числу обследованных пациентов. Гигиеническое состояние полости рта оценивался по модифицированному индексу Федорова-Володкиной (Н.В.Курякина, Н.А.Савельева, 2003).
Для исследования ротовой жидкости забор слюны осуществляется утром натощак до чистки зубов без стимуляции слюноотделения в стерильные флаконы. Изучались показатели, влияющие на интенсивность кариозного процесса. Скорость слюноотделения (сиалометрия) определялась методом свободного вытекания слюны из полости без проглатывания в мерные пробирки (Т.Л. Рединова, А.Р. Поздеева, 1994). Слюну собирали в течение 10 минут. Скорость саливации (СС) рассчитывали по формуле CC=V/tv, мл/мин, где V -объем выделенной слюны в мм; t - время сбора слюны в мин. В поликлинических условиях применяется упрощенный метод определения вязкости слюны по Рединовой-Поздееву (1994) в относительных единицах. Стандартная микропипетка калибруется дистиллированной водой на истекание в течение 5 сек. Учитывая, что текучесть слюны из-за повышенной вязкости меньше, ее объем истекает в течение 5 сек естественно ниже. Расчет по формуле: VB / Vc = Be /_Вв где: VB - объем истекшей воды (в мл), Vc - объем истекшей слюны (в мл), Вс - вязкость слюны (отн.ед.), Вв - вязкость воды (отн.ед.) Качественный анализ секрета - характеристика цвета, прозрачности, наличие включений в секрете, проводится визуально. Параллельно вязкость секрета определяли при помощи зубоврачебного шпателя. Помещали каплю секрета на предметное стекло и прикладывали рабочую поверхность шпателя к этой капле, а затем, приподнимая шпатель, наблюдали характер разъединения двух поверхностей (стекла и металла) во влажной среде. При легком отрыве шпателя от стекла, при отсутствии слизистых тяжей между обеими поверхностями, вязкость считали нормальной. При появлении слизистых тяжей, обрывающихся на расстоянии 5-10 мм от поверхности стекла, вязкость считали повышенной (+). Если вся капля секрета при разъединении поверхностей широким тяжом поднималось за шпателем, вязкость считалась повышенной (++).
Активная реакция слюны (рН) определялась на универсальном иономере ЭВ-74. Силу жевательных мышц измеряли при помощи динамометра конструкции В.И.Тхоревского с необходимым приспособлением для измерения силы сокращения жевательных мышц при нагрузке на резцы, правые и левые коренные зубы (рац. предложение №299 от 5.11.1999 по Тюменской государственной медицинской академии).
Функциональные и психофизиологические методы исследования В состоянии покоя у всех обследуемых определяли ЧСС и АД (цифровой измеритель A&D, Япония), а также регистрировалась ЭКГ в стандартных, однополюсных усиленных и грудных отведениях (CARDIOMAX FX-7402, Fukuda.Denshi, Южная Корея). Расчётные показатели гемодинамики проводились в соответствии с рекомендациями М.А. Медведева и В.Б.Студницкого (2006).
Пульсовое давление (ПД) - разница между систолическим и диастолическим давлением и рассчитывалось по формуле: ПД (мм. рт. ст.) = САД - ДАД Среднее динамическое давление (СДД) рассчитывалось по формуле: СДД (мм. рт. ст.) = ДАД + 0,421ПД Ударный объём (УО) (количество крови, выбрасываемое сердцем при каждом его сокращении рассчитывалось по формуле, предложенной Starr: УО (мл) = 90,97+0,54ПД - 0,57ДД - 0,6В; (В - возраст в годах) Минутный объём кровообращения (МОК) рассчитывался по формуле: МОК (мл) = УО х ЧСС; У О - систолический объём кровообращения; ЧСС - частота сердечных сокращений. Общее периферическое сопротивление сосудов (ОПСС) показывает суммарное сопротивление прекапиллярного русла, высчитывалось по формуле: ОПСС = 80 х СДД / МОК; где СДД - среднее динамическое давление; МОК - минутный объем кровообращения. Для определения физической работоспособности применялся метод стэптеста с определением расчетной величины PWCno: PWC170=W1+(W2-W1)/((170-f1)/(f2-f1)), где Wi и W2 - мощности 1-й и 2-й нагрузок соответственно; fі и f2 - ЧСС в конце 1-й и 2-й нагрузки соответственно. Для определения уровня физической работоспособности использовались стандартные таблицы. Работа (W), выполняемая каждым обследуемым, определялась по следующей формуле: Wt (подъема)=Рпп; W=Wt/t, где Wt - работа обследуемого за время выполнения пробы, кгм, Дж; Р -масса обследуемого, кг; п - количество циклов подъема - спуска за время t; h -общая высота ступеньки, м; t - время работы обследуемых, мин; W - мощность нагрузки, кгм.
Функциональная активность жевательных мышц
Таким образом, проведенный анализ полученных данных уже на настоящем этапе позволил говорить о существенных различиях исходного стоматологического статуса у студентов, приехавших на учебу в г.Тюмень из различных регионов Уральского федерального округа. Наиболее характерные особенности проявлялись в более низком уровне силы жевательных мышц, характеризующий меньшие функциональные резервы зубо-челюстной системы и как следствие возможность получать один и тот же физиологический эффект при большей затрате энергии.
Физиометрические показатели после шести месяцев обучения и в конце учебного года Известно, что напряжение и степень изменения физиологических функций человека при достаточно длительном воздействии факторов окружающей среды во многом зависит от исходного уровня (базовой составляющей) показателей гомеостаза организма (КВ.Судаков, 1998, 2007; В.В.Колпаков и соавт., 2011; И.М.Ларина и соавт., 2012; V.V.Kolpakov et al, 2011). При этом в основе начального проявления разнонаправленной динамики физиологических функций лежит реакция первичного ответа или «прогнозный элемент» по В.И.Медведеву (2003). В связи с этим нами с учетом базовой составляющей было проведено дальнейшее комплексное обследование первокурсников на протяжении всего учебного года.
Показатели сердечно-сосудистой системы и физической работоспособности у юношей I курса вузов г. Тюмени, постоянно Таблица 26 Показатели сердечно-сосудистой системы и физической работоспособности у юношей I курса вузов г. Тюмени, постоянно проживающих в областном центре и приехавших на учебу из различных регионов Уральского федерального округа, после шести месяцев учебы и в конце учебного года Показатели Длительность обучения Группа (регион) различие параметров с группой сравнения после шести месяцев обучения и в конце учебного года (р 0,05) проживающих в областном центре и приехавших на учебу из различных регионов Уральского федерального округа, после шести месяцев учебы и в конце учебного года представлены в табл. 26.
Проведенные анализ полученных данных позволил установить однонаправленное изменение в показателях ССС и физической работоспособности как в группе сравнения, так и у студентов ХМАО, ЯНАО и Курганской области после шести месяцев обучения и в конце учебного года, которые характеризовали достаточно высокую степень напряжения их организма. Вместе с этим были выявлены и существенные (статистически значимые) межгрупповые различия практически по всем изучаемым показателям (табл. 26).
По сравнению с контрольной группой (г.Тюмень) наиболее значимые различия были установлены со II группой студентов, приехавших на учебу из ЯНАО. Несколько меньшие различия были выявлены с I группой (ХМАО) и III группой студентов (Курганская область). При оценке вышеуказанных показателей с учетом базового уровня уже после шести месяцев обучения можно говорить о менее экономном функционировании сердечно-сосудистой системы у юношей и девушек ХМАО, ЯНАО, Курганской области по сравнению со студентами, постоянно проживающими в г.Тюмени. Последнее подтверждается, прежде всего, тем, что необходимые параметры интегрального показателя эффективности кровообращения - МОК у студентов I, II, III групп (соответственно 4327±118, 4359±131, 4486±115 мл/мин; р 0,05) достигались при более низких показателях ударного объема (соответственно 56,34±0,47, 55,32±0,85, 58,56±0,59 мл; р 0,05), но за счет более высоких показателей ЧСС (соответственно 76,8±0,81, 78,8±0,93, 76,6±0,73 уд/мин; р 0,05).
Также подтверждением вышеизложенного являлись более высокий уровень систолического и диастолического артериального давления, а также меньшие пульсовое давление и физическая работоспособность по сравнению с контрольной группой (табл. 26). При этом во всех опытных группах (ХМАО, ЯНАО, Курганская область) отмечалось приближение САД и ДАД к верхней границе нормы, а физическая работоспособность соответствовала градации «ниже средней». Кроме того по сравнению с контрольной группой у студентов, приехавших из различных регионов УрФО было установлено повышение ЧСС, СДД, ОПСС, а также снижение пульсового давления, ударного объема. Все это говорит о достаточно существенном напряжении организма. При этом более выраженные проявления были выявлены у студентов, приехавших из ХМАО и ЯНАО (табл. 26).
Данная закономерность проявлялась в достаточной степени у студентов ХМАО и ЯНАО в конце учебного года. Так, отмечалось поступательное повышение ЧСС, САД, ДАД, СДД, ОПСС и снижение ПД и уровня физической работоспособности. Вместе с тем было установлено, что к концу учебного года в группе сравнения (г.Тюмень) и у студентов Курганской области отмечалась обратная тенденция - все вышеуказанные показатели приближались к базовому уровню. Последнее позволяет утверждать, что у студентов данных групп пик напряжения после шести месяцев обучения прошел и к концу учебного года отмечалось по показателям сердечно-сосудистой системы соответствие исходному уровню (р 0,05). Подтверждением вышеизложенного являлось приближение к базовому уровню физической работоспособности, которая соответствовала градации «средняя».
Аналогичная закономерность была установлена и у девушек -первокурсниц постоянно проживающих в областном центре и приехавших на учебу из различных регионов Уральского федерального округа, после шести месяцев учебы и в конце учебного года (табл.27). При этом сохранение общей динамики сочеталось с некоторыми тендерными особенностями. Так, у девушек всех групп по сравнению с юношами отмечалось как после шести месяцев
