VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Исследование некоторых психофизиологических процессов в организме участников экспедиции «Арктический плавучий университет 2014» показало отчётливую комплексную реакцию организма на экстремальные условия внешней среды – низкие температуры воздуха, полярный день (высокая освещённость в течение суток), неблагоприятные погодные условия (волнение моря до 6 баллов).

Цель исследования состояла в выявлении отклонении физиологических и психофизиологических показателей, а также в установлении динамики этих отклонений в ходе 30-дневного нахождения в арктических широтах.

Задачи исследования:

1) Измерение параметров деятельности сердечно-сосудистой системы – в начальный период, в середине рейса (нахождение в самых северных рубежах плавания у архипелага Шпицберген) и в конце рейса;

2) Определение уровня вестибулярной устойчивости;

3) Оценка степени утомляемости зрительного анализатора и связанных с ним структур

Методы исследования:

1) Хронокардиоинтервалометрия - BioMouse KPF-01b;

2) Стабилометрия (стабилотренажёр ST-150);

3) Измерение артериального давления.

Этапы проведения психофизиологических наблюдений:

1) начальный этап плавания (первые 4 дня);

2) середина плавания (15-17 день);

3) конец плавания (27-30 день).

Группа обследованных включала 31 человек – студенты САФУ имени М.В.Ломоносова (возраст 19-27 лет), относящихся к первой группе здоровья по результатам медицинского освидетельствования (члены экипажа в испытуемую группу не входили). Исследования проводились с согласия обследованных и с соблюдением правил физиологической этики (Declaration of Helsinki and European Community directives, 8/609 ЕС). Среди испытуемых 14 юношей и 17 девушек.

В ходе экспедиции отмечались видимые общие изменения физиологического состояния у большинства членов экспедиции, выражающиеся в сонливости, заторможенности реакции, снижении работоспособности, в некоторых случаях – тошноты и рвоты, вызванные укачиванием. Все перечисленные признаки говорят о низком уровне вестибулярной устойчивости участников экспедиции. Для установления динамики уровня вестибулярной устойчивости проведено исследование с помощью стабилотренажёра для установления стабило-индекса. Следует отметить, что снятие стабилограммы проводилось в начале и середине рейса (так как только в это время можно было наблюдать приближённые условия – волнение моря 1,5-2 балла), в конце рейса волнения практически не наблюдалось. При снятии стабилограммы испытуемые вставали на платформу и находились на ней в вертикальном положении в течение двух минут – сначала с открытыми глазами, потом – с закрытыми. В результате измерений получилась чёткая картина уменьшения стабило-индекса у всех испытуемых, средняя величина которого в начале рейса у девушек составила 1792, а в середине 697; у юношей 1554 и 1035 соответственно. Снизился и показатель энергозатрат на поддержание равновесия, что свидетельствует о начале развития адаптации вестибулярного аппарата к постоянному укачиванию. Если в начале рейса средний показатель энергозатрат составлял у девушек 27 Дж/мин., то к середине рейса он снизился до 9,5 Дж/мин. У юношей также произошло снижение с 49,5 Дж/мин. до 22,5, что соответствует 65 % улучшению у девушек и 50 % улучшению у юношей. Заметно снизилась площадь стабилограммы у абсолютно всех испытуемых, особенно в положении стоя с закрытыми глазами, где у девушек она составляла в среднем 3250 мм² в начале и 1240 мм² в середине, а у юношей 3100 мм² в начале и 2150 мм² в середине рейса.

Рис.1. Динамика стабило-индекса у участников экспедиции в начале и в середине рейса, усл. ед.

Смена условий окружающей среды обуславливает реакцию организма, которая впоследствии выливается в адаптацию организма к новым условиям. Однако об адаптации за 30 суток плавания говорить не приходится, но её начало вполне возможно зафиксировать. Наиболее ярко реактивность организма проявляется в работе сердечно-сосудистой системы, так как от её функционального состояния зависит жизнь всех остальных органов. В свою очередь деятельность сердца и кровеносных сосудов испытывает гуморальную и нервную регуляцию. Со стороны нервной системы сердце и сосуды контролируются высшими мозговыми центрами, сигналы от которых поступают в основном по блуждающему (парасимпатическому) и симпатическому нервам. Влияния их носят противоположный характер. Симпатические влияния вызывают учащение сердцебиения - положительный хронотропный эффект, усиление сокращений предсердий и желудочков - положительный инотропный эффект, улучшение проведения возбуждения в сердце - положительный дромотропный эффект повышение возбудимости сердца - положительный батмотропный эффект. Сигналы, поступающие к сердцу по блуждающему парасимпатическому нерву способствуют урежению сокращений и уменьшению их амплитуды. Кроме того, симпатические влияния на сосуды вызывают вазоконстрикционный эффект (сужение сосудов), парасимпатические же наоборот вызывают вазодилатацию (расширение сосудов) [4].

В роли интегративных показателей здоровья зарекомендовали себя параметры вариабельности сердечного ритма, которые дают информацию о нейровегетативном обеспечении пейсмекерной активности сердца [3].

В этом отношении целесообразно использовать показатель индекса напряжения (индекс Баевского или вегетативный индекс), отражающий централизацию управления сердечным ритмом и характеризующий активность симпатического отдела ВНС. В норме в спокойном состоянии индекс напряжения может составлять ниже 100 условных единиц, однако он повышается при патологических либо стрессовых состояниях, в периоды «жёсткого» ритма сердца с относительно одинаковыми интервалами, длительностью сокращений. Такой ритм, в свою очередь, может наблюдаться в условиях стресса, резкого изменения параметров внешней среды для организма [1].

Рис.2. Динамика показателя индекса напряжения в ходе рейса, усл. ед.

Из диаграммы отчётливо видно, что незначительное напряжение в работе регуляторных систем сердца развилось к середине рейса, но к концу плавания его величина снизилась в обоих группах.

Кроме того, необходимо учитывать и соотношение сил в регуляции ритма сердца со стороны симпатической и парасимпатической систем.

Рис.3. Динамика индекса вегетативного равновесия в ходе плавания, усл. ед.

Данные диаграммы показывают приблизительно равную величину ИВР в начале рейса как в группе девушек, так и в группе юношей, однако степень реактивности регуляторных систем (симпатической системы) выше у юношей, что отражено в резком возрастании показателя уже к середине рейса. У девушек эти изменения более плавные, медленно нарастающие к концу рейса. Такая картина может свидетельствовать о большем количестве энергозатрат на регуляцию сердечной деятельности у юношей и как следствие более быстрые признаки начавшейся адаптации. В условиях волнения моря, холодного климата юноши на судне выполняли больший объём физической работы, соотвественно организм испытывал больший стресс и как следствие компенсаторные механизмы отреагировали раньше и в большем объёме.

В настоящее время сведения об эндокринном обеспечении вегетативной регуляции ритма сердца в дискомфортных условиях среды обитания разноречивы и в большинстве случаев ограничиваются данными о влиянии отдельных эндокринных систем на ритм сердца. [3].

Функциональный смысл вариабельности сердечного ритма заключается в постоянной поднастройке сердечного ритма на резонансный режим, вызванный изменение внешних условий. Современные данные свидетельствуют о том, что автономная нервная система, используя различные нейропептиды, осуществляет точную настройку в непосредственном контроле клеточных функций.

Очень показательной является динамика артериального давления, средняя величина которого у всех членов экспедиции снизилась. Соответственно претерпели изменения и другие гемодинамические показатели. Так выявлена явная тенденция у абсолютного большинства испытуемых к снижению уровня артериального давления, как систолического (САД), так и диастолического (ДАД). Существенно снижается и среднее динамическое давлении (СДД). Ударный объём (УО), минутный объём крови (МОК) и периферическое сопротивление сосудов имеют различные тенденции у юношей и девушек, так как на формирование этих показателей оказывает влияние возраст, вязкость крови (которая может изменяться под действием различных гормонов, количества эритроцитов, тромбоцитов, лейкоцитов) [2].

Однако первые три показателя – САД, ДАД и ЧСС (частота сердечных сокращений) свидетельствуют о явном действии парасимпатического отдела нервной системы.

Таблица 1

Основные гемодинамические показатели участников экспедиции

Показатели	Юноши, n=14			Девушки, n=17
	начало рейса	середина рейса	конец рейса	начало рейса	середина рейса	конец рейса
САД, мм рт. ст	127,2	127,8	117,7	117,2	116,0	107,8
ДАД, мм рт. ст.	71,7	73,8	67,3	76,3	73,4	68,1
ЧСС, уд/мин.	80,5	72,1	71,0	79,0	83,8	78,8
СДД, мм рт. ст.	90,2	91,8	84,1	89,9	88,0	81,3
УО, мл	67,1	65,1	66,8	56,0	59,2	60,1
МОК, мл	5429,1	4698,8	4760,5	4383,3	4978,4	4716,4
ПСС, дин*с*см-5	1387,2	1593,6	1435,5	1695,0	1449,8	1408,7

САД – систолическое артериальное давление; ДАД – диастолическое артериальное давление; ЧСС – частота сердечных сокращений; СДД – среднее динамическое давление; УО – ударный объём крови; МОК – минутный объём крови; ПСС – периферическое сопротивление сосудов.

В ходе проведённых исследований выявлены признаки начала адаптации организма к условиям плавания в арктических широтах, проявляющаяся в увеличении напряжения нейро-гуморальной регуляции;

В динамике рейса наблюдалось улучшение функционального состояния организма в обоих группах с более быстрым положительным темпом у юношей.

На основании результатов, можно заключить, что юноши более устойчивы к влиянию негативных факторов, что подтверждается более стабильным течением показателей исследуемых систем. У девушек наблюдаются более резкие изменения показателей, свидетельствующие о меньшей стрессоустойчивости. Кроме того, в ходе рейса менее устойчивыми к морской качке оказались девушки, среди которых большинство переносили сильное волнение моря хуже юношей, что проявлялось такими симптомами, как головокружение, тошнота, которые существенно снижали работоспособность.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что для более быстрой адаптации и более лёгкому перенесению неблагоприятных условий моря необходимо ввести комплекс мер по подготовке участников морских плаваний к суровым условиям. Это могут быть методы общей физической подготовки, направленные на тренировку вестибулярного аппарата. Кроме того, физическая подготовка должна проводиться и на судне в периоды длительных плаваний, особенно в периоды отсутствия штормов [1].

Изменить возбудимость вестибулярного анализатора можно путем адекватного его раздражения, достигаемого целеустремленными изменениями положения головы. Известно, что у моряков и летчиков вестибулярный анализатор адаптируется к постоянному надпороговому раздражению, что проявляется определенными ответными реакциями (нарушение устойчивости), которые ослабляются или совершенно исчезают. Это следствие тренировки вестибулярного анализатора и выработки новых условных статокинетических рефлексов.

Список литературы:

1) Агаджанян Н.А. Тель Л.З., Циркин В.И., Чеснокова С.А. Физиология человека. М.: Медицинская книга, 2003. – 528 с.

2) Баевский Р.М. Прогнозирование состояний на грани нормы и патологии. М.:Медицина, 1979. - 298 с.

3) Поскотинова Л.В. Вегетативная регуляция ритма сердца и эндокринный статус молодёжи в условиях Европейского Севера России. Екатеринбург: УрО РАН, 2010. – 229 с.

4) Солодкова А.С. Руководство к практическим занятиям по физиологии человека . – М.: Советский спорт, 2011, 196 с.

Код для цитирования: Скопировать