Характеристика функционального состояния и регуляторно-адаптивных возможностей организма студентов в процессе обучения в медицинском ВУЗе (стр. 2 )

Диапазон нормальных значений для каждого исследуемого показателя, при котором сохраняется рациональность функциональных проявлений деятельности организма в целом и отдельных составляющих его физиологических систем, рассматривался относительно должных значений с учетом индивидуальных типологических различий.

Разработанная и апробированная система мероприятий профилактической коррекции функционального состояния и повышения текущей работоспособности включала использование сеансов аутогенной тренировки и гетеросуггестивного воздействия (n = 56) [Х. Линдеман , 1980; А. Г. Филатов, 1985], управляемой релаксации с биологической обратной связью (n = 50) [Е. И. Попова, 1994; А. И. Федотчев  и др., 2002], методов комплексного ритмического воздействия на зрительный и слуховой анализаторы (n = 58) [Г. Э. Бреслав, 2000; М. Е. Сандомирский , 2003; Т. Н. Кочегура, 2006], гипоксической тренировки умеренной интенсивности (n = 34) [Ю. Ю. Беловский, В. Н. Морозов, 1998; И. Н. Солопов, 1998; С. В. Булатецкий, 2008], приемов навязанного ритма дыхания (n = 56) [С. Н. Кучкин , 1991], избирательное воздействие на биологически активные точки (n = 62) [Н. А. Жаркин, 1988; М. Р. Гейн , 1995] и была апробирована с участием студентов медицинского профиля, имеющих функциональные донозологические нарушения.

Обработка и анализ первичных данных проводился с помощью пакета программ «SPSS - 18», «Excel - 2003».

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Характеристика физического развития студентов медицинского профиля. Важным показателем здоровья и социального благополучия является физическое развитие [А. Г. Хрипкова, 1978], которое в своей сущности отражает состояние метаболических процессов в организме, направлено на увеличение функциональных возможностей и является неотъемлемым компонентом адаптации [А. В. Шаханова, 1998].

Анализ показателей МТ, ДТ, ОГК, характеризующих темпы роста и развитие организма, позволил выявить более гармоничное физическое развитие юношей-медиков по сравнению с девушками. У юношей на фоне стабилизации роста к 4-5 курсам отмечалось взаимосвязанное увеличение ОГК и ЖЕЛ. Тогда как у девушек выявлены неблагоприятные сдвиги в пропорциональности развития грудной клетки на фоне достоверного уменьшения МТ с 56,2 ± 1,6 кг на 1 курсе до 52,1 ± 1,4 кг на 5 курсе (р ≤ 0,05). Оценка гармоничности развития по индексу крепости телосложения позволила установить преобладание астенического типа телосложения у студентов 1 курса независимо от гендерной принадлежности. На 4 и 5 курсах у юношей преобладающим был нормостенический тип телосложения, тогда как у девушек выявлено достоверное нарастание астенизации телосложения от 1 к 5 курсу.

На данном этапе онтогенеза закрыты зоны линейного роста и все изменения в характере телосложения связаны с таким лабильным показателем как масса тела. При этом оценка физического развития по пропорциям тела может давать приближенный результат гармоничности развития, так как здесь вмешивается фактор биологического разнообразия, т. е. конституциональной принадлежности индивидуума [А. В. Шаханова и др., 2008].

Достоверное снижение ИМТ до 18,9±0,49 кг/м2 у девушек к 5 курсу обучения в медицинском вузе свидетельствует о напряжении механизмов энергообеспечения на фоне интенсивной умственной деятельности [А. В. Лейфа , 2003; Л. Ф. Трохимчук и др., 2007; А. В. Шаханова и др., 2008; Ю. Д. Карпенко, 2010]. Отмечается увеличение ЖЕЛ у девушек на 3 курсе (3,91 ± 0,15 л) и 4 курсе (3,85±0,14 л) по сравнению с 1 курсом (р ≤ 0,05), при этом практически не изменяется ОГК. Тогда как у юношей эти показатели остаются стабильными на протяжении пяти лет обучения. Эти данные свидетельствуют о гендерных различиях, формировании компенсаторно-приспособительных реакций.

Соматический статус во многом отражает функциональные и регуляторно-адаптивные возможности организма при выполнении физической нагрузки. В исследованиях установлены неблагоприятные типы реакций сердечно-сосудистой системы у студентов с астеническим и гиперстеническим типом телосложения. При этом у студентов 2 курса не зависимо от соматотипа и гендерной принадлежности отмечались неблагоприятные сдвиги в деятельности сердечно-сосудистой системы, что указывает на напряжение регуляторных систем и нестабильность процессов адаптации в этот период обучения.

Физиологические особенности кардиореспираторной системы у студентов медицинского профиля в процессе адаптации к условиям обучения в вузе. Критериями долговременной индивидуальной адаптации к условиям обучения в вузе являются реакции гомеостатических систем и структурно-функциональные изменения в организме [Н. А. Агаджанян и др., 2004; Е. Н. Георгиева, Н. В. Саркисова, 2008; М. А. Калиева, Н. К. Смагулов, 2011]. При этом весьма важно исследовать функциональное состояние кардиореспираторной системы, так как именно она первой реагирует на комплекс неблагоприятных воздействий окружающей среды и является универсальным индикатором регуляторно-адаптивных возможностей и центральным звеном в кислородтранспортном конвейере, обеспечивающем энергетические потребности организма [Р. М. Баевский и др., 1989; J. J. Batzel et al., 2006].

По данным нашего исследования поддержание альвеолярной вентиляции и МОД на должном уровне отмечалось у 15,5% студентов 1 курса, у 26,2% – 2 курса, у 30,0% – 3 курса, у 20,5% – 44 курса и у 27,2% – 5 курса. При этом отмечалось достоверное снижение ЧД у студентов 4-5 курсов по сравнению с 1 курсом и повышения ДО у студентов 5 курса по сравнению со студентами 2 курса обучения.

Выявлены различия в динамике показателей ЖЕЛ и проходимости трахеобронхиального дерева у студентов-медиков как в течение учебного года, так и пятилетнего обучения, которые заключались в более низких значениях ОФВ1, МОС25, 75, СОС25-75 у студентов 1 курса, ОФВ1, МОС50 у студентов 2 курса, МОС50 у студентов 3 курса и ПОС у студентов 5 курса к концу учебного года.

При межкурсовом сравнении отмечается повышение мощности функциональных и резервных возможностей дыхательной системы, что проявляется в снижении отклонений показателей ФВД от должных величин при повышении фактических значений на 3, 4 курсах по сравнению с показателями на 1, 2 курсах (рис 1). При этом среди всего контингента обследуемых студентов-медиков в 35,5% случаев выявлены нарушения проходимости дыхательных путей.

а

б

Рис. 1. Гистограммы распределения процентного отклонения от должных значений

показателей МОС25 (а) и СОС25-75 (б) у студентов-медиков I - V курсов

(по оси ординат - % от общего числа обследуемых студентов)

Показатели, характеризующие деятельность кардиореспираторной системы, свидетельствуют о рассогласованности деятельности и напряжении адаптационно-приспособительных механизмов регуляции у студентов-медиков на начальных этапах обучения в вузе. Индекс напряжения (ИН), индекс Хильдебранта (Q) у студентов на 1 и 2 курсах достоверно выше значений полученных у них же на старших курсах. Сдвиг модального значения влево, повышение АМо кардиоинтервалов, сопровождающееся уменьшением их дисперсии, а также выявленное соотношение нормированных значений спектральных компонентов регуляции сердечного ритма VLF > LF > HF (рис. 2, 3) свидетельствуют о вовлечении центральных механизмов в регуляцию сердечного ритма за счет подавления активности сегментарных механизмов регуляции и снижения доминирования тонуса парасимпатического отдела ВНС.

Рис. 2. Динамика различных вегетативных типов по данным вариабельности

сердечного ритма

б

Рис. 3. Распределение вклада спектральных мощностей сердечного ритма в зависимости от курса обучения в вузе

(* - достоверное отличие по сравнению с первым годом обучения)

В динамике пятилетнего обучения отмечались децентрализация управления сердечным ритмом, включение трофотропных механизмов вегетативного обеспечения и оптимизация физиологических функций. В спектре регуляции сердечного ритма отмечалось достоверное увеличение суммарной мощности за счет повышения вклада высокочастотного компонента в среднем по группе с 726,7 ± 124,0 мс2 на 1 курсе до 1419,4 ± 159,1 мс2 на 3 курсе и до 1086,8 ± 101,5 мс2 на 5 курсе, мощность которого является маркером вагусных влияний на сердце [Heart Rate Variability, 1996; С. М. Минасян и др., 2006; Е. Ю. Синицкая, 2006]. Необходимо отметить, что к 5 курсу на 17,5% отмечается увеличение численности обследуемых студентов с симпатикотоническим типом регуляции, что свидетельствует о нарастании психоэмоционального напряжения и ухудшении функционального состояния сердечно-сосудистой системы.

Качественные электрофизиологические изменения миокарда, происходящие под влиянием факторов внешней среды, могут неблагоприятно отражаться на состоянии здоровья [А. Ю. Лутонин и др., 2001; Г. Г. Иванов, 2010]. Принимая во внимание это обстоятельство, мы сочли необходимым проанализировать электрокардиографические данные у студентов медицинского профиля 1-5 курсов.

Анализ полученных данных показал, что у студентов 1 и 3 курсов в ЭКГ отмечалось углубление зубца Q во II, III стандартных и aVF отведениях по сравнению с нормой, что может свидетельствовать о замедлении распространения возбуждения по межжелудочковой перегородке и субэндокардиальным участкам миокарда [Д. М. Аронов, 1974]. При этом повышение амплитуды зубца Т во II отведении в группе студентов 3 курса (0,34 ± 0,02 mV) согласуется с преобладанием у них вегетативного баланса (коэффициент корреляции ИН / ТmV = -0,346 (р ≤ 0,05).

В ходе исследований также установлены признаки гиперфункции правых отделов сердца (смещение переходной зоны в сторону V4-5) у 27,3% обследуемых студентов-медиков 1-5 курсов. На наш взгляд, это дает возможность предположить, что смещение переходной зоны в сторону V4-5 происходит из-за повышения внутригрудного давления и затруднения кровообращения в легких во время длительного нахождения тела в статическом положении.

PWC170 и МПК, являясь наиболее интегративными и информативными показателями энергетического баланса, функционального состояния кардиореспираторной системы и мышечного аппарата, характеризуют физическую и аэробную работоспособность, резервы систем кислородообеспечения [В. Л. Карпман и др., 1969; И. В. Аулик, 1990; И. А. Корниенко  и др., 2000; А. А. Кузьмин, 2011]. Выявлено достоверное уменьшение суммарной работы у студентов 2, 5 курсов и снижение МПК по сравнению со студентами 1 курса. Данные показатели свидетельствует о снижении аэробной производительности и общей выносливости [ и др., 2000]. При этом хронотропный и инотропный резервы, а также показатель качества реакции были достоверно ниже у студентов 1 курса по сравнению с 3, 4 курсами.

На фоне велоэргометрического теста в 87,2 % случаев у студентов 1 курса отмечался срыв механизмов срочной адаптации: ИФС у данных студентов в среднем изменялся с 2,5 ± 0,08 у. е до 4,9 ± 0,09 у. е. (р ≤ 0,01). При этом выявлена неблагоприятная реакция сердечно-сосудистой системы, которая характеризовалась усилением кровообращения за счет учащения сердечных сокращений, а не увеличения ударного объема, что нерационально для сердца (коэффициент сдвига на нагрузку по ЧСС составил – 0,553 у. е., по АДс – 0,145 у. е., по АДп – -0,049 у. е.).

Реакции срочной адаптации у студентов 2 (42,6%) и 3 (28,7%) курсов характеризовались как неудовлетворительные (ИФС2 = 3,2 ± 0,13 у. е.; ИФС3 = 2,8 ± 0,06 у. е., соответственно), а коэффициент сдвига на нагрузку указывал на истощение функциональных резервов (0,374 у. е.; 0,415 у. е., соответственно). При достаточных функциональных возможностях системы кровообращения у студентов 5 курса на фоне велоэргометрического теста отмечалось увеличение численности обследуемых студентов до 61,7%, у которых ИФС переходил в градацию напряжения адаптационных механизмов регуляции (в среднем по группе с 2,0 ± 0,06 у. е до 2,3 ± 0,05 у. е).

Дисперсионный анализ показал схожие статистически значимые различия между юношами и девушками независимо от курса обучения. Так, показатели, отражающие физическую работоспособность PWC170, суммарную работу, МПК были достоверно выше в группе юношей. При этом хронотропный резерв, коэффициент расходования кислорода, а также индекс энергетических затрат у них оказались значительно ниже, чем у девушек.

При сравнении гемодинамических показателей у студентов медицинского профиля в различные периоды адаптации к условиям обучения в вузе был выявлен гиперкинетический тип кровообращения у студентов 1 курса в 69,5% случаев, у студентов 2 курса в 82,4% случаев, что подтверждается повышенными значениями показателей центральной гемодинамики. Так, ударный объем был достоверно выше у студентов-медиков на 1, 2 курсах обучения по сравнению с 4-5 курсами (р≤0,05), сердечный индекс на 1 и 2 курсах по сравнению с 3 курсом. Установлено снижение расхода энергии во время сердечного сокращения у студентов 3-5 курсов по сравнению с 1 курсом (р≤0,05), а также изменение регуляции кровообращения в сторону преобладания сосудистого компонента у студентов 2-5 курсов.

Таким образом, в процессе адаптации к условиям обучения в вузе на фоне эмоционального напряжения, интенсивной умственной деятельности и гипокинезии кумуляция утомления у студентов-медиков на 1, 2 и 5 курсах вызывает снижение функциональных и регуляторных возможностей кардиореспираторной системы. Выявлены периоды ухудшения функционального состояния, снижения регуляторно-адаптивных возможностей, снижение резистентности организма к неблагоприятным факторам образовательного пространства и ухудшение состояния здоровья студентов, тогда как современная образовательная и в дальнейшем профессиональная среда требует проявления высокой умственной и физической работоспособности и выносливости организма [А. В. Шаханова и др., 2008]. Все вышеизложенное подчеркивает необходимость разработки и внедрения профилактической программы укрепления и сбережения здоровья студентов-медиков в процессе их адаптации к учебной деятельности в вузе.

Характеристика интерстициального пространства у студентов медицинского профиля в период обучения в вузе. Дезинтеграция в деятельности функциональных систем вызывает определенную напряженность в общей реакции адаптации с широким диапазоном индивидуального варьирования как в состоянии покоя, так и на фоне нагрузочного воздействия [Н. Н. Хасанова, 1999; Е. А. Юматов, 2001]. В данном аспекте исследование интерстициального пространства может дать ценную информацию о функциональном состоянии организма студентов, регуляторно-адаптивных возможностях и уровне здоровья.

Исследования показателей кислотно-основного баланса и газового состава, интерстициальной ионограммы и биохимических показателей не выявили статистически значимых различий между юношами и девушками. Это можно объяснить «жесткостью» поддержания гомеостаза на клеточном уровне физико-химическими и физиологическими процессами [Н. А. Агаджанян и др., 2003].

Интересным представляется изучение изменений интерстициального пространства на фоне дозированной физической нагрузки (ФП – фоновые показатели; 1ВП; 5-7ВП – показатели в 1-ю и 5-7 минуты восстановительного периода соответственно). Установлены реакции компенсации метаболического нарушения, которые проявлялись на фоне дефицита оснований у студентов 1, 3 курсов (p ≤ 0,05), накоплении ионов магния у студентов 3-5 курсов (p ≤ 0,05) , накоплении ионов кальция у студентов 2-3 курсов (p ≤ 0,05), а также достоверном повышении интерстициальной глюкозы у студентов 1 и 3 курсов. Однако, этот показатель обмена углеводов зависит не только от воздействия на организм нагрузок различного генеза, но и от эмоционального состояния человека, гуморальных механизмов регуляции, питания и других факторов [Б. А. Никулин, 2007; K. Tsintzas, C. Williams, 1998].

Выявленные гипернатриемия и гипокалиемия у студентов 2 курса, по всей вероятности, обусловливают повышенное в рамках верхних границ нормы систолическое и пульсовое давление по сравнению с показателями у студентов 3-4 курсов. На фоне нагрузочного воздействия было выявлено снижение интерстициального натрия у студентов 1 и 2 курсов. При этом у студентов 1 курса к 5-7ВП отмечалось повышение содержания ионов натрия в интерстициальном пространстве, тогда как у студентов 2 курса – снижение интерстициального натрия (р≤0,05). Регуляция минерального обмена имеет важное значение в период адаптации студентов к условиям обучения в вузе, когда отмечается лабильность сосудистого тонуса и неустойчивость вегетативных реакций в отношении выделения воды [Н. В. Дмитриева и др., 1998; М. Е. Евсевьева  и др., 2011]. На фоне нагрузочного воздействия по данным нашего исследования достоверное повышение pH среды отмечалось лишь в группе студентов 2 курса (КС1 = 0,0040 у. е.) (р≤0,05) с одновременным снижением парциального напряжения CO2 (КС1 = -0,089 у. е.), которое является следствием альвеолярной гипервентиляции и повышенного вымывания CO2 из альвеолярного газа [Ю. А. Агапов , 1968].

Установлены гендерные различия в активации гормональных механизмов, обеспечивающих адаптацию организма студентов-медиков в процессе обучения в вузе методом электросоматометрии (DDFAO, Франция) (табл. 2).

Таблица 2

Уровень значимости различий гормонов и основных нейромедиаторов, находящихся

в интерстициальном пространстве у юношей и девушек студентов медицинского профиля

Показатели	I курс	II курс	III курс	IV курс	V курс
ж	м	ж	м	ж	м	ж	м	ж	м
Серотонин
Дофамин
Катехоламины								0,001
Ацетилхолин		0,039
TSH			0,045
FSH		0,049		0,031
Кортизол		0,001	0,045			0,018
DHEA					0,018
Альдостерон		0,005
Адреналин/ Норадреналин
Эстрадиол	0,001		0,001				0,001		0,028
Инсулин		0,001				0,025
ПЩж			0,022
Щж				0,045
ADH
ACTH	0,001				0,018

По данным дисперсионного анализа содержание эстрадиола в интерстициальном пространстве у девушек было достоверно выше по сравнению с юношами независимо от курса обучения (р ≤ 0,001). Фолликулостимулирующий гормон (FSH) играет важную роль в циклическом функционировании женских половых желез, проводя селекцию только одного из фолликулов (доминантного), который вступает в менструальный цикл. Вследствие этого усиливается синтез эстрогенов и по механизму отрицательной обратной связи происходит снижение уровня FSH [H. M. Goodman , 1994; J. F. Laycock, P. H. Wise, 1996; В. М. Покровский, Г. Ф. Коротько , 2003], что подтверждается и нашими данными. На фоне повышенного содержания интерстициального эстрадиола у девушек отмечается уменьшение FSH в интерстициальном пространстве. При этом выявлены достоверные отличия в содержании интерстициального FSH у девушек 1, 2 курсов по сравнению с юношами.