Введение к работе
Актуальность работы. Социально-экономические потребности нашей Республики в XXI веке почти целиком будут удовлетворяться за счет возрастающего и рационального использования гидроэнергетических, минеральных, почвенно-биологических, рекреационных и орографических ресурсов гор. Промышленное, сельскохозяйственное, оздоровительно-туристическое развитие и освоение горных территорий с экстремальными климатогеографігческими условиями потребует привлечения и перемещения большого количества населения для временного или постоянного проживания в необычных условиях горной среды.
Сложный комплекс факторов высокогорья (гипоксия, резкие перепады суточных и сезонных температур, высокие уровни ультрафиолетового излучения, повышенный радиационный фон, социальный дискомфорт) вызывает в организме глубокие энергетические, метаболические и морфофункциональные сдвиги и это^ естественно, сказывается на состояшш здоровья и продолжительности жизни, производіггельности и эффективности их труда, со всеми вытекающими отсюда социально-экономическими последствиями.
Поэтому проблема физиологического и социального приспособления человека в экстремальных условиях гор и обеспечения его жизнедеятельности в необычных условиях является актуальной и приоритетной не только для нашей республики, но и для всего человечества, ибо по признанию комиссии ООН по устойчивому развитию "благополучие половины человечества в XXI веке будет непосредственно связано с качеством освоения и развития горных территорий".
Особую актуальность и значимость эта проблема имеет для личного состава погранвойск, несущих охрану государственной границы в суровых природно-климатических условиях высокогорья Тянь-Шаня, и воинского контингента, выполняющего боевые задачи в новых социально-политических условиях, в составе Центрально-азиатских миротворческих сил, на высокогорных территориях сопредельных с Афганистаном. К настоящему времени доказано, что до 3-4 % военнослужащих, передислоцированных в горные районы, расположенные на высотах 3500-4200 м, оказываются недееспособными и нуждаются в оказании экстренной медицинской помощи.
Сказанное выше ставит перед специалистами различного профиля чрезвычайно важную задачу по организации социальных и медико-биологических мер защиты людей, по оптимизации их профессиональной деятельности в экстремальных природно-климатических и социально-
психологических условиях, разработке способов и средств, повышающих устойчивость функционирования физиологических и психических функций и сохраняющих работоспособность и боеспособность.
Несмотря на то, что в области высокогорной физиологии и физиологии экстремальных состояний в горах накоплен обширный научный материал [Сиротинин, 1964;Миррахимов, 1964-1984; Бернштейн, 1967; Барбашова, 1960; Турусбеков, 1970; Исабаева, 1975; Данияров, 1979; Айдаралиев, 1982; Кудайбердиев, Шмидт, 1982; Мамбеталиев, 1983 и мн.др.], практически не изученной осталась проблема адаптации человека к длительной профессиональной деятельности в высокогорье, хотя физиологам было известно, что длительное пребывание на больших высотах (начиная с 3000 м и выше) связано с глубокими деструктивными изменениями в организме и высоким риском для здоровья [Schmidt, Thews, 1983]. Имеющиеся исследования по оценке производственной деятельности горнорабочих в условиях разных высот, оценке труда на отгонных пастбищах нашей республики, представленные Мамбеталиевым и его учениками [Касымов, 1995; Акынбеков, 1997; Джусупов, 1996], все же носят больше гигиенический характер и не охватывают проблем, связанных с перемещениями больших контингентов военнослужащих, призванных выполнять военно-профессиональные задачи в условиях биоклиматического и социального дискомфорта. Не решена эта проблема и для вахтовых рабочих, особенно ее аспекты, связанные с приспособлением к длительному профессиональному труду в горах.
Именно эти теоретические предпосылки и определили цель и задачи исследования.
Цель исследования: изучить общие и индивидуально-типологические приспособительные изменения в основных функциональных системах оргагапма приадаптащш к длительной профессиональной деятельности в условиях высокогорного биоклиматического и социального дискомфорта. Идентифицировать факторы, ограничивающие адаптивные возможности организма при профессиональной деятельности военнослужащих и вахтовых рабочих и способствующие развитию дизадаптационных и нервно-психических расстройств. Разработать методы коррекции и оптимизации функциональных состояшш при краткосрочной и длительной деятельности в экстремальных условиях высокогорья.
В соответствии с поставленной целью определены следующие іадачи:
1. Оценить и охарактеризовать степень биоклиматической комфортности (дискомфортности) зон, в которых осуществлялась профессиональная деятельность военнослужащих и горнорабочих.
-
Дать общие и частные характеристики военно-профессиональной деятельности и деятельности вахтовых рабочих.
-
Выявить особенности приспособительных изменений в системах кровообращения, дыхания и транспорта кислорода на разных этапах адапгащш к различным видам деятельности в высокогорье.
-
Выявить псігхофігзиологические и биоритмологические критерии степени утомления и дать оценку динамики работоспособности у военнослужащих и вахтовых рабочих в условиях высокогорного биоклиматического дискомфорта.
-
Изучить общие и индивидуальные изменения проокислительных и антиокислительных реакций и анаэробного метаболизма при адаптации к профессиональной деятельности в условиях высокогорья, оцегаггь значимость этих показателей в развитии утомления, дгоадаптационньгх расстройств и заболеваемости.
6. Выявить индивиду ально-типологические особенности
психофіпиолопгческой адаптации к профессиональной деятельности
военнослужащих и вахтовых рабочих, выяснить значимость исходного
психологического состояния личности и мотивационно-эмоциональньгх
компонентов адапгащш в достижение целей деятельности в условиях
высокогорья.
-
Выявить вклад энергетических и активационных компонентов адапгащш в обеспечение эффективности и успешности профессиональной деятельности военнослужащих и вахтовых рабочих в условиях высокогорного биоклиматического дискомфорта.
-
Обосновать и разработать методы оптимизащш и коррекции приспособления военнослужащих и вахтовых рабочих к деятельности в экстремальных природных и социальных условиях.
Научная новизна:
- впервые дана комплексная биоклиматическая и социально-
психологаческая характеристика условий профессиональной деятельности
военнослужащих и вахтовых рабочих в условиях высокогорья;
оценена тяжесть труда и энергетическая стоимость профессиональной деятельности военнослужащих и вахтовых рабочих в условиях биоклиматического дискомфорта высокогорья;
- установлено, что профессиональная деятельность военнослужащих
и вахтовых рабочих в условиях биоклиматического и социального
дискомфорта осуществляется на фоне значительного напряжения
физиологических и психических функций с проявлением признаков
экстремальности состояний (нарушение равновесных гоместатических
отношений, динамическое рассогласование функций, развитие высокой степени утомления);
показано, что эффективность труда при длительной профессиональной деятельности вахтовых рабочих поддерживается как за счет физиолого-биохимических адаптационных резервов, так и за счет эмоционально-волевого напряжения, тогда как у военнослужащих формируется нгокіш уровень продуктивности деятельности, не компенсируемый эмоционально-мотивационными составляющими работоспособности;
- обнаружено, что адаптационные и дизадаптационные изменения в
организме военнослужащих и вахтовых рабочих в высокогорье
сопровождаются изменениями биоритмов физиологических функций:
появление ультрадианной составляющей и деформированных суточных
ритмов является признаком высокой степени утомления и переутомления.
- выделены факторы, лимитирующие адаптивные возможности
организма и работоспособность на тканевом и клеточном уровнях;
показано, что у военнослужащих снижена активность антиокислительных ферментов и токоферола, что способствует переокислению лшщдов с образованием токсичных продуктов и, по-видимому, является одной из причин дизадаптационных расстройств;
- доказано, что введение фармакологических препаратов, обладающих
ПОЛ-коррегируюшей способностью, нейтрализует чрезмерное накопление
продуктов переокисления, повышает устойчивость эригроцитарных
мембран, оказывает экономизирующий эффект на процессы метаболизма;
- впервые обоснованы и разработаны физиологические принципы
дифференцированной оптимизации функционального состояния
военнослужащих и вахтовых рабочих в различные сроки адаптации к
длительной трудовой деятельности в высокогорье.
Теоретическая значимость. На основе полученных данных в общую теорию адаптации и в физиологию труда в высокогорье внесено новое представление о принципах взаимодействия физиологических, биохимических и психігческих функций при адаптации к длительной деятельности в условиях биоклиматического дискомфорта, а также дано понимание конкретных условий и звеньев в межсистемных взаимодействиях, лимитирующих приспособительные возможности или ведущих к дизадаптации (десинхронизации или к реальному риску высокогорной патологии).
Практическая значимость. Материалы диссертационной работы использованы для ряда методических разработок и практически рекомендаций, направленных на сохранение здоровья, оптимизацию
приспособления и сохранение боеспособности военнослужащих в высокогорье, а также на биосоциальную, физиологическую, фармакологическую и диетическую оптимизацию вахтового труда горнорабочих.
Внедрение результатов работы. Полученные результаты внедрены в практику воинских частей, золото- и горнорудных предприятий в виде методических рекомендаций по:
оценке функциональных резервов и отбору контингента погранвойск для службы в условиях высокогорья /1987;1991/;
научным основам повышения устойчивости организма человека к сочетанному воздействию низких температур и высокогорной гипоксии /1993/;
- колігчественной оценке напряженности и тяжести труда в
высокогорье /1994/;
- фіпиологическому обоснованию нормативов питания в высокогорье
/1997/;
биоклиматическому зонированию территории Кыргызской Республики /1996/;
- определению коэффициентов доплат к заработной плате за
неблагоприятные условия труда в горных регионах Республики /1994/.
По результатам работ создана и выпущена Госагентством по геодезии и картографіш карта биоклиматического зонирования горных регионов республики, где выделены комфортные и дискомфортные для жизнедеятельности человека зоны. Карта, рекомендации, практігческие предложения по определению коэффициентов доплат за неблагоприятные условия труда для горных населенных пунктов переданы в Правительство Кыргызской Республики и учтены Законодательным собранием Жогорку Кенеша при подготовке Закона "О государственных гарантиях и компенсациях для лиц, проживающих и работающих в условиях высокогорья".
Основные положения, выносимые на защиту:
Длительные (годичные) вахты горнорабочих и военная служба в высокогорных отрядах, осуществляемые в условиях биоклиматического и социально-психологического дискомфорта, вызывают высокое напряжение физиологических и психігческих функций с появлением признаков экстремальности состояния организма.
Адаптация вахтовых рабочих и военнослужащих к профессиональной деятельности в экстремальных условиях высокогорья характеризуется неустойчивой компенсацией функций, снижением работоспособности и формированием значительной степени утомления.
Приспособительные возможности организма и работоспособность при длительной профессиональной деятельности в условиях высокогорья лимитируются чрезмерным накоплением продуктов перекисного окисления и лактата, снижением активности антирадикальной и антиперекисной ферментной системы защиты.
При выполнении профессиональных задач военнослужащими и горнорабочими в экстремальных условиях природной и социальной среды существенная роль принадлежит эмоционально-мотивационным компонентам деятельности, при этом переутомление, нервно-психические расстройства, дизадаптационные явления и высокий уровень заболеваемости являются следствием психологической и психофизиологической цены адаптации.
Комплекс мероприятий по оптимизации приспособления к профессиональной деятельности военнослужащих и горнорабочих в экстремальных биоклиматических и психосоциальных условиях высокогорья должен включать:
- превентивную и текущую фармакологическую коррекцию
физиологических, энергетических и метаболических
адаптационных возможностей организма адаптогенами,
антигилоксантами и диетой;
- тренировку неспецифических механизмов гомеостатического
регулирования;
социально-психологический тренинг, направленный на
совершенствование мотивационно-волевых установок.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы
докладывались на Всесоюзной конференции "Проблемы оценки
функциональных возможностей человека и прогнозирование здоровья",
Москва, 1985; Ill-Всесоюзном симпозиуме "Кровообращение в условиях
высокогорной и экспериментальной гипоксии", Фрунзе, 1986; VIl-научно-
практической конференции врачей САВО, Алма-Ата, 1988; научно-
практической конференции ВМФ, посвященной 70-летию Вооруженных
сил СССР, Владивосток, 1988; VII-Всесоюзной конференции по
экологической физиологии, Ашхабад, 1989; Съезде физиологов Средней
Азии и Казахстана, Душанбе, 1991; П-Всесоюзной конференции
"Физиологическая коррекция гипоксических состояний", Гродно, 1991; на
заседании Научного Совета по 6 разделу Госпрограммы "Глобальные
изменения природной среды и климата", Москва, 1992, 1993;
Международной конференции "Здоровье и окружающая среда, Дели, 1997;
Международной конференции "Адаптация к природным и экосоциальным
условиям среды", Бишкек, 1998.
Структура диссертации. Диссертация изложена на 277 страницах текста и включает: введение, обзор литературы (гл.1), объект и методы исследования (гл.2), 6 глав результатов собственных исследований, обсуждение, выводы и список литературы. Список использованных источников содержит ссылки на 441 работу.
Исследования проводились на высокогорных объектах, расположенных в диапазоне высот 2800-4200 м. Сравнительная оценка результатов работы представлена материалами, полученными на золоторудном месторождении Джеруй (3600 м) и в пос. Мургаб (3600 м).
В исследованиях приняло участие 620 мужчин в возрасте от 25 до 35 лет (в среднем 31+3,2) аналогичных профессий, при этом в работе использовали комплексный подход, включающий оценку природно-климатических факторов среды, характер и структуру деятельности, влияние этих факторов на функциональное состояние и здоровье обследуемого контингента.
Биоклиматическую оценку суровости метеорежима производили по методике Белкина с соавт. /1983, 1989/.
Биоклиматический индекс суровости метеорежима (БИСМ) рассчитан по формуле:
БИСМ - У*(Р-Ж)Ч50-у) /*К*3570
где: у- коэффициент температуры, Р - барометрическое давление в гПа, v -скорость ветра в м/сек,/- коэффициент относительной влажности, К -коэффициент прямой солнечной радиации.
Для оценки эффективности адаптации к профессиональной деятельности исследовались сердечно-сосудистая и дыхательная система, определялись показатели аэробного и анаэробного метаболизма, перекисного окисления липидов (ПОЛ) и антиокислительной активности, оценивалось психофизиологическое состояние, работоспособность, поведенческие реакции.
Для исследования функции внешнего дыхания (ФВД) был применен полианалшатор ПА5-01, который позволяет оценивать как статические, так и динамические легочные объемы.
В режиме МОД проводилось измерение следующих показателей
вентиляции легких при спокойном дыхании, минутного объема дыхания (V), частоты дыхания (f), дыхательного объема (Vr), времени вдоха (Т,), времени выдоха (Те) и дыхательного коэффициента времени (ДКВ). По этим показателям просчитаны объемно-временные параметры [Бреслав, 1984], характеризующие паттерн дыхания: Т, - длительность отдельного цикла; Т,/Т, - доля вдоха в общей длительности цикла, так называемый "полезный цикл"; V„ Ve - средние скорости инспираторного и экспираторного потоков.'
Изучали показатели жизненной емкости легких (ЖЕЛ) и максимальной вентиляции легких (МВЛ) и определяли резерв дыхания (РД).
Вычислялись должные величины по общепринятым формулам в системе BTPS и отношение измеренных величин к должным, в процентах.
Для изучения гемодинамики применен полианализатор ПА9-01. Измеряли длительность сердечного цикла (ДСЦ) и частоту сердечных сокращений (ЧСС), вычисляли величины ударного(УОК) и минутного объемов кровообращения (МОК), удельное периферическое сосудистое сопротивление (УПС).
Для определения аэробной работоспособности использовано несколько подходов: определение уровня МПК [Astrand,1960; Шаназаров с соавт., 1994], проба PWC,70 [Карпман с соавт., 1974], индекс ВП-100 [Кеткин, Евдокимов, 1977].
Газоанализ проводили на газоанализаторе "Spirolit-2". Газометрические расчеты производили по общепринятым методикам. Определяли потребление кислорода (Vo;), выделение углекислого газа (Von) (STPD) и ряд производных: дыхательный коэффициент (ДК), дыхательный эквивалент (ДЭ), коэффициент использования кислорода (КИ02), коэффициент соотношения пульс-дыхание (КСПД).
Энергетические траты рассчитывались по количеству потребленного кислорода [Горшков, 1974], при этом калорический эквивалент 1 л поглощенного кислорода принимали равным 5 ккал [Ольнянская, 1959].
Для интегральной оценки работоспособности использована методика определения обобщенного показателя (Kll6) функционального состояния организма человека [Интегральная оценка работоспособности при физическом труде, 1976].
К,д вычислялся на основании определения величин КЧССМ, мышечной силы, статической выносливости и времени простой сенсомоторнои реакции в динамике дня.
Интегральный показатель функционального состояния организма (К^) определяли по формуле:
У К
тг L—t ОЙ
*.„=-^-
где п - количество применяемых методик исследования. Показатель утомления (У) вычисляли по формуле
К 4- К
у = —! L -100
где Кгагп- показатель предпоследнего замера (за 1 час 15 мин до конца работы); КИ1ГП, . показатель последнего замера (сразу после окончания работы).
Биоритмологические критерии утомления были определены на основе классификации суточных ритмов у здорового человека [Руттенбург, Слоннм, 1976].
Для выявления биоритмологических критериев адаптации к деятельности в экстремальных условиях произведен Косинор-анализ указанных физиологических параметров по методігке Халберга /1972/ в модификации Ерошенко, Сорокина /1980/.
В основу категорирования напряженности и тяжести труда положена методика, разработанная в НИИ труда России [Количественная оценка тяжести труда, 1988], которая модифицирована нами с учетом условий высокогорья и биоклиматического дискомфорта [Коліпественная оценка напряженности и тяжести труда в высокогорье, 1994].
Состояние метаболизма испытуемых оценивали до и после нагрузки на основании следующих биохимических показателей: билирубина, глюкозы, фосфора неорганического, холестерина, мочевины, креатинина, которые определяли в высушенных кислых экстрактах проб крови на центрифужном анализаторе "Centrifichem 600" фирмы "Baker" с помощью монотестов фирмы "Baker".
Кроме того, о состоянии метаболических процессов судили на основании перекисного окисления литщдов (ПОЛ), антиокислительной активности ферментов - супероксиддисмутазы (СОД), глутатионредуктазы (ГР), каталазы (КАТ) и продуктов гликолиза - молочной и пировиноградной кислот.
Процессы ПОЛ оценивали по концентрации ТБК-активных продуктов и (інтегративному показателю защиты клетки от продуктов ПОЛ -
перекисной резистентности эритроцитов, определяемых по методу Верболович и соавт. /1985/. Результаты выражали в нмоль /мл и процентах гемолиза эритроцитов.
Для определения активности СОД и ГР использовали модифицированные методы Верболович и соавт. /1985/. Каталазнуто активность определяли методом Королюк с соавт. /1988/. Активность СОД измеряли в ед./акт. на мл сыворотки крови, активность КАТ - в микрокаталах на мл сыворотки, активность ГР - в мкМ НАДФН/мл сыворотки крови.
Содержание метаболитов углеводного обмена - лактата и пирувата определяли, методами Баркера /1941/ и Бабаскина /1976/ и оценивали в ммоль/л.
В качестве препаратов, коррегирующих процессы метаболизма на высоте 3600 м, использовали антиоксидант альфа-токоферол в дозе 600 мг/сут в течение двух пятидневных курсов с двухдневным перерывом и бемитил в дозе 750 мг/сут в течение пяти дней.
С целью оценки нервно-психического статуса и психологического профиля личности использованы психодиагностігческие тесты: шкала ФПС-2Л, тест УНП и тест Люшера.
Шкала функционального психического состояния, второй вариант по типу Ликерта (ФПС-2Л) предусматривает в структуре психического состояния три стороны аффективной сферы человека: мотивационно-побудительную, эмоционально-оценочную и активационно-энергетическую [Чирков, 1989].
Для расчета вегетативного коэффициента (KB) использован вариант теста Люшера, содержащий 8 цветов [Luscher, 1983]. Вегетативный коэффициент вычисляли согласно методике Шипош /1971/, позволяющей дифференщіровать лиц с развитой системой умений и навыков произвольной саморегуляции, лиц эмоционально-волевого типа с преобладанием волевой саморегуляции и лице преимущественным типом эмоциональной саморегуляции.
Для определения внутренней оптимальности психического состояния человека использован другой числовой показатель цветового теста Люшера - "суммарное отклонение от аутогенной нормы" (СО) [Юрьев, 1984]. Минимальное СО равно 0 (AT- норма), максимальное, соответствующее патологическому состоянию, равно 32.
Для определения уровня невротизации и психопатизацпи использован тест УНП, разработанный в Ленинградском психоневрологическом институте им.Бехтерева/1980/.
Математическая и статистическая обработка материала выполнена на ГВМ-386 в среде электронных таблиц Excel с оценкой достоверности по критерию Стьюдента [Венчиков, Венчиков, 1974].
Характер межсистемнъгх взаимодействий определялся на основе множественного корреляционного анализа [Мисюк с соавт., 1975].
С целью выявления индивидуально-типологическігх особенностей адаптации к деятельности производили кластерный анализ [Тюрин, Макаров, 1995].
Для оценки вклада факторов в формирование процессов адаптащги проводился дисперсионный двух факторный анализ с проверкой достоверных разлігчиїї по F-критерию [Шмидт, 1984].