Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы. Изменения физиологических функций при экзаменационном стрессе
1.1. Представления в физиологии о природе экзаменационного стресса 9
1.2. Характеристика и значение формирования типов конституции развития 20
1.3. Обменные и гормональные изменения в организме при стрессовых состояниях 24
CLASS Глава 2. Организация и методы исследования 3 CLASS 4
2.1. Физиологические исследования 37
2.2. Методики измерения минеральной плотности 40
2.3. Методика определения эстрадиола крови 48
CLASS Глава 3. Результаты собственных исследовани CLASS й
3.1. Изменение концентрации гормонов стресс-группы, пролактина и половых гормонов у студенток различных соматотипов при экзаменационном стрессе 52
3.2. Изменение менструального цикла при экзаменационном стрессе 59
3.3. Изменение вегетативных функций у студенток с различным соматотипом при экзаменационном стрессе 64
3.4. Состояние минеральной плотности костей скелета при нарушениях менструального цикла, в условиях экзаменационного стресса 78
3.5. Результаты исследования эмоционального состояния студенток с различным соматотипом в экзаменационный период 85
Обсуждение результатов 94
Выводы 96
Список использованной литературы 97
- Представления в физиологии о природе экзаменационного стресса
- Характеристика и значение формирования типов конституции развития
- Физиологические исследования
- Изменение концентрации гормонов стресс-группы, пролактина и половых гормонов у студенток различных соматотипов при экзаменационном стрессе
Введение к работе
Актуальность темы. В работах отечественных и зарубежных ученых показано, что при стрессе нарушаются различные физиологические функции [148]. Не является исключением и менструальный цикл - одно из существенных проявлений состояния органов, регулирующих половую функцию. На возникновении функциональных изменений цикла наряду с биологическими факторами (особенности конституции и другими) оказывает влияние и эмоциональное состояние человека [60]. Стресс, вызванный умственной и физической нагрузкой, занимает среди них весомое место [21, 94]. При стрессе кроме изменений концентраций гормонов, состояния внутренних органов, обмена веществ, выявляются также изменения содержания минеральных веществ в костной ткани [60].
Воздействие стрессовых факторов приводит к формированию адаптивных физиологических изменений, направленных на восстановление гомеостаза. Кроме участия в регуляции менструальной функции, половые гормоны имеют существенное значение в костеобразовании, в частности, в процессах минерализации органического матрикса. Влияние концентрации половых гормонов на минеральную плотность скелета отмечено многими исследователями [109,190].
Для научно обоснованных рекомендаций по регуляции стрессовых состояний у студенток различных соматотипов представляется актуальным изучение изменений функционального состояния вегетативной нервной системы и гормонального фона в организме, а также минеральной плотности костей скелета при нервном напряжении. Для профилактики остеопении разной степени выраженности необходимо изучить изменения менструального цикла и снижения минеральной плотности костей скелета, вызванные экзаменационным стрессом.
Цель исследования. Выявить гормонально-вегетативные изменения у студенток разных соматотипов при экзаменационном стрессе.
Задачи исследования:
1. Определить изменения концентрации гормонов стресс-группы (АКТГ, кортизол, альдостерон), гонадотропинов (ФСГ, ЛГ), пролактина и половых гормонов (эстрадиол и тестостерон) у студенток различных соматотипов при экзаменационном стрессе.
2. Выявить особенности вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы при экзаменационном стрессе у испытуемых в зависимости от соматотипа.
3. Изучить состояние минеральной плотности костей скелета у студенток при функциональных нарушениях менструального цикла, возникших вследствие экзаменационного стресса.
4. Изучить влияние экзаменационного стресса на психо-эмоциональное состояние у студенток различных соматотипов.
Научная новизна работы. У студенток во время сдачи экзаменов выявлены изменения физиологических функций: усиление активности симпатического отдела вегетативной нервной системы, психоэмоциональное напряжение, особенно выраженное у астеников. Впервые установлено, что гормональные изменения в этот период у студенток-астеников являются более выраженными, чем у гиперстеников: концентрация гормонов стресс-группы (АКТГ, кортизол, альдостерон) и пролактина увеличивается у них в 2,5 и 1,8 раза, при этом концентрация эстрадиола крови уменьшается на 16 % и 8 % соответственно.
В отличие от ранее проведенных исследований показано, что минеральная плотность костей скелета при различных нарушениях менструального цикла, возникших вследствие экзаменационного стресса, у студенток в возрасте 18-21 год уменьшается на 6-28 % с максимумом при опсоменорее и аменорее. Экзаменационная (ситуационная) тревожность студенток различных соматотипов отличается по уровню выраженности: выше среднего - у студенток-астеников, средний и ниже среднего - у нормостеников и гиперстеников.
Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты исследования дополняют раздел физиологии адаптации организма к стрессовым состояниям данными о влиянии экзаменационного стресса на физиологические функции студенток с разным соматотипом. Закономерности изменений физиологических функций у студенток различных соматотипов, определенных при экзаменационном стрессе, можно использовать для разработки рекомендации по средствам управления процессом адаптации к стрессу.
Данные об изменении активности симпатического отдела вегетативной системы, гормональных сдвигах в зависимости от соматотипа могут быть использованы для разработки профилактических мероприятий по устранению нежелательных проявлений экзаменационного стресса, в частности, нарушении менструального цикла и снижения минеральной плотности костей скелета, и предупреждению остеопении.
Результаты работы включены в курс лекций по физиологии в Курганском государственном университете, Шадринском государственном педагогическом институте и Тюменском государственном университете.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. У студенток при экзаменационном стрессе гормональные изменения и активность симпатического отдела вегетативной нервной системы зависят от их соматотипа. Одним из проявлений гормональных изменений у испытуемых являются нарушения менструального цикла, приводящие к деминерализации костей.
2. Вегетативные сдвиги у студенток-астеников сочетаются с высоким уровнем ситуационной тревожности в период экзаменационной сессии, для нормостеников и гиперстеников при этом характерен средний уровень тревожности.
Апробация материалов работы. Основные результаты диссертационного исследования доложены и обсуждены на международной конференции «Морфофункциональные аспекты регенерации» (Курган, 2004); V Сибирском физиологическом съезде (Томск, 2005); II Российском конгрессе по остеопорозу (Ярославль, 2005); II конференции с международным участием «Лучевая диагностика и лучевая терапия в клинической медицине», 2005; Всероссийской научно-практической конференции «Молодые ученые: новые идеи и открытия» (Курган, 2006); II Международной Пироговской конференции (Москва, 2007); 10-й Всероссийской конференции «Человек и его здоровье» (Санкт-Петербург, 2007); Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Лучевая диагностика костно-мышечной системы» (Барнаул, 2007).
Публикации результатов исследования. Результаты исследования отражены в 15 печатных работах, из них 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 122 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, главы «Организация и методы исследования», главы результатов собственных исследований, обсуждения, выводов и списка литературы, содержащего 163 отечественных и 48 иностранных источника. Текст иллюстрирован 36 таблицами и 9 рисунками.
Представления в физиологии о природе экзаменационного стресса
Эмоциональный стресс - это состояние психического напряжения, психической обструкции, которая репродуцируется - возникает в психике субъекта в процессе его деятельности - активности, в основном, в экстремально-сложных условиях онтологии-экзистенции [163, 79].
Одним из общих определений стресса может быть следующее: «Стресс - это такое психологическое состояние организма, когда существует несоответствие между его способностью удовлетворительно справиться с требованиями окружающей среды и уровнем таких требований» [70].
Стресс нередко рассматривают как особое функциональное состояние и в то же время как психофизиологическую реакцию организма на воздействия среды, выходящие за границы адаптивной нормы. Термин «стресс» был введен Гансом Селье в 1929 году. Будучи студентом-медиком, он обратил внимание на то, что у всех пациентов, страдающих от самых разных заболеваний, возникает ряд общих симптомов (потеря аппетита, мышечная слабость, повышенные артериальное давление и температура, утрата мотивации к достижениям). Первоначально Селье использовал термин «стресс» для описания совокупности всех неспецифических изменений (внутри организма), функциональных или органических. Одно из его последних определений стресса таково: «неспецифическая реакция организма на любое требование извне» (Селье, 1974).
Таким образом, в целом стресс представляет собой неспецифический компонент адаптации, играющий мобилизующую роль и обусловливающий привлечение энергетических и пластических ресурсов для адаптационной перестройки организма.
Виды стресса. Многоаспектность явления стресса у человека столь велика, что потребовалось осуществить разработку целой типологии его проявлений. В настоящее время принято разделять стресс на два основных вида: системный (физиологический) и психический. Поскольку человек является социальным существом и в деятельности его интегральных систем ведущую роль играет психическая сфера, то чаще всего именно психический стресс оказывается наиболее значимым для процесса регуляции.
Некоторые авторы разделяют факторы, вызывающие психический стресс, на две большие группы. Поэтому и психический стресс они условно делят на два вида: информационный и эмоциональный. Информационный стресс возникает в ситуациях значительных информационных перегрузок, когда человек не справляется с задачей переработки поступающей информации и не успевает принимать правильные решения в требуемом темпе, особенно при высокой ответственности за последствия принятых решений. Возникновение эмоционального стресса большинство авторов связывают с ситуациями угрозы, опасности, обиды и т.д. С этой точки зрения принято выделять три формы эмоционального стресса: импульсивный, тормозной и генерализованный. При эмоциональном стрессе отмечаются определенные изменения в психической сфере, в том числе изменения протекания психических процессов, эмоциональные сдвиги, трансформация мотивационной структуры деятельности, нарушения двигательного и речевого поведения [70].
Условия возникновения стресса. При длительном воздействии стрессогенных факторов возможны два варианта. В первом — происходят перестройки функциональных систем, ответственных за мобилизацию ресурсов. Причем нередко эти перестройки могут повлечь за собой тяжелые последствия для здоровья человека: например, сердечно-сосудистая патология, заболевания желудочно-кишечного тракта и т.п. Во втором случае перестройки функциональных систем как таковых не происходит. При этом реакции на внешние воздействия имеют преимущественно локальный характер.
Физиологический стресс, как правило, связан с объективным изменением условий жизнедеятельности человека. В отличие от этого, психоэмоциональный стресс нередко возникает в результате собственной позиции индивида. Человек реагирует на то, что его окружает в соответствии со своей интерпретацией внешних стимулов, которая зависит от личностных особенностей, социального статуса, ролевого поведения и т.п.
Этапы развития стресса. Любой раздражитель, вызывающий стрессовую реакцию, должен вначале быть воспринят (хотя и не обязательно осознанно) сенсорными рецепторами периферической нервной системы. Восприняв это раздражение, рецепторы посылают импульсы по сенсорным путям периферической нервной системы к мозгу. В ЦНС от главных путей, восходящих к неокортексу, отходят нервные ответвления, направляющиеся в ретикулярную формацию и далее в образования промежуточного мозга. Поэтому воспринимаемые события оцениваются в структурах мозга, связанных с обеспечением мотивационно-потребностной сферы человека (гипоталамусе и лимбической системе).
Характеристика и значение формирования типов конституции развития
В биологии и медицине термин «конституция» не имеет однозначного содержания, и различия в определениях сводятся в основном к двум моментам: а) является ли конституция только морфологическим понятием или определение конституции должно учитывать и психологические особенности индивида и б) конституция - понятие, связанное только с наследственностью, или она в определенной степени обусловлена действием средовых факторов [59]. Существует следующее определение: конституция - совокупность относительно устойчивых морфологических и функциональных свойств организма человека, обусловленных наследственностью (генотипом), а также длительными и интенсивными влияниями окружающей среды. Эти свойства могут определять особенности реактивности организма [5].
На современном уровне знаний конституцию можно определить и как совокупность относительно устойчивых морфологических и функциональных свойств организма человека, сформировавшихся в итоге реализации генетического кода под воздействием конкретных средовых факторов [10].
Под конституцией следует понимать совокупность наиболее важных морфологических, физиологических и психологических особенностей организма как целого, обусловленных наследственностью, условиями развития и связанных со способностью организма определенным образом реагировать на внешние раздражители [144].
Понятие «конституция человека» объединяет все свойства организма; с ней связаны здоровье, жизнестойкость, сопротивляемость, темпы роста и созревания, работоспособность и продолжительность жизни [153].
Конституция складывается на наследственной основе в процессе индивидуального развития и выражается в определенных формах телосложения, в согласованности строения и функций отдельных частей тела и всего организма в целом, является мерой приспособления организма к определенным условиям жизни [124].
Учение о конституции и соматических типах в современной биологии и медицине, рассматривающих организм как морфофункциональную целостность, сложное, но перспективное направление, имеющее непосредственный выход в практику [89]. Морфофенотип конституции (соматотип, тип телосложения) является наиболее доступной исследованию, относительно устойчивой в онтогенезе и генетически детерминированной характеристикой целостности организма. Он представляет собой макроморфологическую подсистему общей конституции и в целом отражает основные особенности динамики онтогенеза, метаболизма и реактивности организма [11]. Не теряет значения принцип деления людей по типам конституции, по телосложению с применением для этого разных измерений с последующей математической обработкой полученных данных. В практических целях важно определять количественные и качественные особенности морфофенотипа конституции, его возрастную, половую, нормальную и патологическую изменчивость [62, 63].
К настоящему времени накоплен обширный материал, свидетельствующий о конституционально-генетической предрасположенности человека к некоторым заболеваниям, о специфике клинической картины в зависимости от типа конституции человека и особенностях протекания адаптационного процесса [81].
Многообразие подходов, предлагаемых разными специалистами, определяет множество оценок конституции [24]. Морфологическому периоду развития присущи классификации конституций, построенные на основе измерения пропорций человеческого тела и размеров внутренних органов. При этом под телосложением понимают размеры, формы, пропорции и особенности взаимного расположения частей тела, а также особенности развития костной, жировой и мышечной тканей [61].
Разные подходы к изучению конституции породили большое количество определений и классификаций, которые можно свести к двум разновидностям, основанным на дискретности (Сиго, Кречмер, Бунак, Штефко и другие) и непрерывности (Шелдон) свойств индивидуальности человека.
В. Н. Шевкуненко и Д. М. Геселевич (1985) на основе соотношения форм отдельных частей тела выделили 3 типа конституции человека: долихоморфный (преобладание продольных размеров), брахиморфный (преобладание поперечных размеров) и мезоморфный тип. Системный принцип подразумевает преобладающее развитие отдельных функциональных систем организма: дыхательному аппарату соответствует респираторный тип конституции, пищеварительной системе - дигестивный тип, аппарату движения - мышечный тип, нервной системе - церебральный тип конституции [127].
Физиологические исследования
Наиболее оптимальным считается одновременное использование нескольких методик количественной оценки систолической функции сердца (М. И. Гуревич, 1973). Для оценки вегетативного тонуса и согласованности деятельности систем гомеостаза использовали комплекс традиционных показателей - частоту сердечных сокращений (ЧСС), частоту дыхательных движений (ЧДД), систолическое (САД) и диастолическое (ДАД) артериальное давление, на основе измерения которых рассчитывали различные коэффициенты и индексы внутри- и межсистемных рассогласований.
Измерение артериального давления проводили в положении сидя по методу Короткова с использованием сфигмоманометра. Манжету прибора накладывали на левое или правое плечо, тоны сердечных сокращений выслушивали в месте локтевого сгиба. Определяли максимальное (систолическое) и минимальное (диастолическое) артериальное давление (САД и ДАД).
Артериальное давление (АД) и частоту сердечных сокращений (ЧСС) измеряли с помощью аппарата для измерения этих показателей UA-707 фирмы «AD Company Limited» (Japan). Частоту дыхательных движений (ЧДД) определяли путем наблюдения за движениями грудной клетки испытуемого. Среднее динамическое давление (СДД) рассчитывали по формуле Вецлера и Богера: СДД = 0,42-САД+ 0,58-ДАД Этот показатель является одним из интегральных результирующих кровообращения, его изменения могут иметь важное диагностическое и прогностическое значение. Ударный объем (УО) определяли по формуле Старра-Акуель (1997), основываясь на том, что этот параметр детерминирован пульсовым давлением и возрастом: У0 = 100 + 0,5 САД -1,1 ДАД - 0,6 Возраст + ППСА, где ППСА - площадь поперечного сечения аорты (находили по номограмме Н. Н. Савицкого).
Отсюда определяли минутный объем кровообращения (МОК): МОК = УО ЧСС. Этот показатель сравнивали с должным минутным объемом кровообращения (ДМОК): ДМОК = ДОО /281, где ДОО - должный основной обмен, который, в свою очередь, находили по формулам Гарриса и Бенедикта: ДОО = 9,56 Вес +1,85 Рост + 4,67 Возраст + 65,09 /для женщин/ Коэффициент Хильденбранта (КХ) рассчитывали по формуле: КХ = ЧСС/ЧДД Этот коэффициент указывает на сбалансированность взаимодействий сердечно-сосудистой и дыхательной систем (чем он выше, тем больше диерегуляция).
Двойное произведение (ДП) определяли по формуле: ДП = ЧСС-САД/100. Чем выше этот показатель, тем большую работу производит сердечная мышца (В. Robinson, 1967). Его снижение может свидетельствовать, например, о начале развития коронарной патологии. Индекс Аллговера (ИА) рассчитывался по формуле: ИА = ЧСС/САД. Этот индекс в обратной зеличине выражает уменьшение систолического выброса, главного прогностического показателя кровообращения.
Уровень функционирования центрального и периферического контуров кровообращения и ритма сердца зависит от преобладания парасимпатического или симпатического отделов вегетативной нервной системы. Реакция на нагрузку весьма различна при разных типах саморегуляции сердца. Для оценки влияний вегетативной нервной системы мы использовали определение вегетативного индекса Кердо (ВИК) по формуле: ВИК = (1- ДАД / ЧСС) 100.
Количество единиц со знаком (-) означает преобладание ваготонии, а со знаком (+) симпатикотонии. При равновесии в состоянии вегетативной нервной системы этот показатель равен нулю. Положительный индекс Кердо свидетельствует об усилении процессов катаболизма, характерного для напряжённого функционирования и расходования резервов организма, отрицательный - о более благоприятном, анаболическом варианте метаболизма и экономном режиме функционирования. Этот показатель отражает степень приспособления организма к окружающим условиям, при котором отклонение от нулевой линии рассматривается как признак нарушения адаптационных механизмов. Коэффициент выносливости (KB) рассчитывали по формуле А. Квааса: KB = ЧСС / САД - ДАД. Принято считать, что увеличение данного показателя свидетельствует об ослаблении, а снижение указывает на увеличение функциональных возможностей сердечно-сосудистой системы. Коэффициент экономичности кровообращения (КЭК) определяли по формуле: КЭК = (САД - ДАД) ЧСС Этот параметр характеризует затраты организма на передвижение крови в сосудистом русле. Принято считать, что чем он больше, тем экономичнее происходит расходование резервов сердечно-сосудистой системы. Перечисленные индексы и коэффициенты могут указывать по перенапряжение регуляторных систем.
Изменение концентрации гормонов стресс-группы, пролактина и половых гормонов у студенток различных соматотипов при экзаменационном стрессе
Эмоциональное напряжение во время экзаменационной сессии является своеобразным длительно действующим стрессором. В наших исследованиях наиболее срочным ответом организма на него было увеличение концентрации АКТГ у нормостеников в 2,0 раза после второго экзамена и в 2,5 после третьего. Он стимулировал продукцию гормонов надпочечников (табл. 2). Вследствие этого существенно увеличивалась концентрация кортизола после второго экзамена в 1,4 раза, после третьего - в 2,4 раза. Концентрация альдостерона увеличена соответственно в 2,1 и 3,4 раза.
Повышение концентрации альдостерона приводит к асептическому нарушению проницаемости тканей. При этом вследствие усиления выведения калия из организма увеличивается гидрофильность тканей и повышается тонус мышц.
При экзаменационном стрессе в крови увеличивается также концентрация пролактина (физиологическая гиперпролактенемия), который секретируется лютеотропными клетками передней доли гипофиза. Содержание пролактина после сдачи двух экзаменов в нашей работе была увеличена в 2,4 раза, после трех — в 2,9 раза. На продукцию пролактина влияет и уровень эстрогенов крови: повышенные концентрации гормонов стимулируют секрецию, а низкие — ингибируют. При повышенной концентрации пролактина уменьшается секреция тестостерона, ЛГ и ФСГ в силу чего может нарушаться менструальный цикл (МЦ).
У гиперстеников в ответ на экзаменационный стресс реакция оказалась менее выраженной (табл. 2), чем у нормостеников: после второго экзамена концентрация АКТГ была увеличена в 1,8 раза, после третьего - в 2,3 раза. Концентрация кортизола также увеличивалась в меньшей мере - в 1,3 раза после второго экзамена и в 2,1 раза после третьего. Концентрация пролактина меньшая, чем у нормостеников — после сдачи 2-х экзаменов увеличена в 2,1 раза, после трех - 2,6 раза.
У астеников между сессиями была несколько больше концентрация исследуемых гормонов (табл. 3): концентрация АКТГ после сдачи второго экзамена была увеличена в 2,3 раза, в то время как у нормостеников в 2,0 раза; после третьего экзамена соответственно в 2,8, у нормостеников - 2,5 раза. Концентрация кортизола возрастала в 1,8 раза после второго экзамена (у нормостеников в 1,4 раза), а после третьего - в 2,7 раза (у нормостеников - 2,4 раза). Концентрация альдостерона после второго экзамена в 2,4 раза (у нормостеников в 2,1 раза) и 3,6 раза после третьего (у нормостеников - 3,4 раза). Концентрация пролактина повышалась после двух экзаменов - в 2,7 раза (у нормостеников — 2,4 раза), а после трех — в 3,3 раза (у нормостеников - 2,9 раза).
Результаты определения гормонов стресс-группы показали, что концентрация соответствующих гормонов в межсессионный период и в период сдачи экзаменов выше у астеников и ниже у гиперстеников.
Половые гормоны синтезируются из общего для стероидов предшественника - холестерина. Стероидные гормоны — обширная группа полициклических соединений, обладающих высокой биологической активностью. К ним относятся производные: 1) прегнана (С21) - прогестины; кортикостероиды - глюкокортикоидные и минералкортикоидные гормоны; 2) андростана (С 19) — андрогены; 3) эстрана (С 18) - эстрогены и другие. Прогестинами являются прогестерон и два его производных, секретируемые яичниками (в частности, прегнандиол). Они синтезируются желтым телом, плацентой и семенными пузырьками. Андрогены - это тестостерон и его активные метаболиты: 5L - дигидротестостерон и 5L - андростандиол и другие гормоны.
Тестостерон синтезируется клетками Лейдига в семенниках и текаклетках яичников под специфическим контролем лютеинизирующего гормона. Женские половые гормоны делятся на эстрогены и гестагены (гормон желтого тела, плаценты, семенных пузырьков).
В детородном возрасте (12-30 лет) основное количество эстрогенов образуется в зреющем фолликуле. Синтез определяется взаимодействием двух стероидпродуцирующих структур - зернистого слоя и текаклеток фолликула. В текаклетках под регулирующим влиянием ЛГ, осуществляется синтез С19 - стероидов - андрогенов, которые затем перемещаются в клетки зернистого слоя, где в микросомах происходит биохимический процесс их ферментативной ароматизации и превращения под контролем ФСГ в эстрогены. Синтез эстрогенов в зреющем вторичном фолликуле (графовом пузырьке) является одним из основных факторов, определяющим функцию гипофизарно-овариальной системы, так как повышение концентрации эстрогенов в крови, в фазе роста фолликула, вызывает предовуляторный выброс ЛГ и ФСГ, которые необходимы для завершения процесса созревания вторичного фолликула и овуляции.
Лютеиновая фаза длится 14±2 дня. Концентрация прогестерона в крови в фолликулярной фазе 0,3-1,0 нг/мл. Он в это время синтезируется в надпочечниках. После овуляции содержание увеличивается до 10-15 нг/мл за счет функционирования желтого тела. Колебания продолжительности цикла почти всегда обусловлены различиями в фолликулярной фазе. На первых этапах сохранения желтого тела требуется присутствие ЛГ, он секретируется в течение 10 дней.
