Журнал «Здоровье ребенка» 3 (46) 2013

Охрана здоровья детей и подростков требует строгого нормирования различных видов их деятельности и правильной организации режима суток [1]. Большие дневные, недельные, годовые нагрузки приводят к умственному утомлению, снижению работоспособности, к депрессии, пониженной активности. В связи с повышенной нагрузкой на регуляторные системы (в том числе на вегетативную нервную систему) школьники старших классов являются группой риска по срыву адаптации к учебному процессу [2]. Учебный процесс можно рассматривать как повреждающий фактор по отношению к организму ребенка, создающий предпосылки для развития различных заболеваний. Несоответствие требований и возможностей ребенка, что часто зависит от личностных особенностей, ведет к неблагоприятным изменениям функционального состояния центральной нервной системы, к резкому снижению учебной активности, работоспособности [3].

Применение анализа вариабельности сердечного ритма (ВСР) в качестве метода оценки адаптационных возможностей организма представляет практический интерес для различных областей прикладной физиологии, профессиональной и спортивной медицины, а также для социально­экологических исследований. К числу несомненных преимуществ ВСР следует отнести его простоту и доступность, неинвазивность и высокую информативность [4]. Поскольку в настоящее время отсутствуют общепринятые критерии для оценки результатов адаптации к учебной нагрузке школьников в течение года, что в особенности касается данных о вариабельности сердечного ритма, то разработка этого вопроса представляет большой научный и практический интерес.

Цель исследования: повышение эффективности диагностики дезадаптационных состояний к учебной нагрузке у старших школьников с последующей разработкой дифференцированных моделей профилактики.

Материалы и методы исследования

Для формирования экспериментальных групп было обследовано 69 мальчиков­подростков 15–16 лет. Уровень готовности подростков к профессиональному выбору обусловлен способностью к самореализации («автономность»), осознанием соответствия своих качеств и способностей избранному профилю обучения («информированность»), обоснованностью принятия решений, способностью к планированию своего профессионального пути и эмоциональной «включенности» в принятие решений относительно профессионального самоопределения. Согласно этим гигиенически значимым показателям профессионального самоопределения старшеклассники были распределены на четыре группы профессиональной готовности (ГПГ). Учащиеся 1­й ГПГ определились с профессиональным будущим, 2­й ГПГ — осуществляют профессиональный выбор под влиянием мнения окружающих; школьники 3­й ГПГ выбор делают интуитивно, но при этом хорошо информированы о будущих производственных условиях и обязанностях. Старшеклассники 4­й ГПГ не имеют устойчивых взглядов на свое профессиональное будущее [5, 6].

Для оценки физиологической «цены» достигнутого приспособительного результата был использован метод вариабельности сердечного ритма. ВСР определяли с использованием сертифицированной компьютерной диагностической системы CardioLab+ (Украина) с анализом пятиминутных записей.

Исследование гемодинамических показателей проводилось по группам в начале и в конце учебного года с использованием функциональной нагрузочной пробы — Гарвардского степ­теста по адаптированной методике, разработанной Л.И. Абросимовой и соавт. [7]. Для распределения старшеклассников на группы использован кластерный анализ методом k­средних, а для определения правила этого распределения — дискриминантный анализ. Статистическая обработка проведена общепринятыми методами с использованием компьютерных программ Microsoft Excel 2000, SPSS 17.

Результаты

Годовая динамика показателей ВСР в результате обследования общей группы старшеклассников свидетельствовала о смещении вегетативного баланса в сторону преобладания симпатического отдела, уменьшении адаптационно­трофической функции парасимпатической нервной системы, повышении степени напряжения регуляторных механизмов сердечного ритма к концу учебного года, так как было выявлено достоверное увеличение показателей LFnorm% с 57,70 ± 1,01 до 67,1 ± 1,2 (р < 0,01), LF/HF — с 1,73 ± 0,02 до 2,71 ± 0,03 (р < 0,01), относительного показателя LF% — с 33,40 ± 2,04 до 39,2 ± 1,8 (р < 0,01), уменьшение показателей HFnorm% с 42,3 ± 3,6 до 32,80 ± 2,14 (р < 0,01), HF% — с 26,17 ± 1,54 до 21,19 ± 2,40 (р < 0,05).

Отсутствие к концу учебного года достоверного сдвига большинства показателей спектральной мощности ВСР в результате проведения степ­теста свидетельствует о сниженной реакции на физическую нагрузку (табл. 1), что, по­видимому, объясняется неоптимальным управлением сердечным ритмом к концу учебного года, большей напряженностью центральных структур в регуляции сердечного ритма, снижением функциональных резервов организма. Увеличение степени напряжения регуляторных систем и снижение гемодинамических показателей к концу учебного года указывают на снижение адаптационных функциональных возможностей учащихся.

Последнее требует активных профилактических вмешательств, которые невозможны без учета факторов риска, вызвавших дезадаптационные состояния. Различная динамика индивидуальных показателей ВСР в течение года, а также сложность анализа влияния неблагоприятных факторов в общей группе учащихся послужили поводом к исследованиям в отдельных группах, выделенных в зависимости от личностных особенностей, обусловленных необходимостью профессиональной самореализации — уровнем профессиональной готовности.

Анализируя показатели ВСР у старшеклассников с разным характером профессиональной готовности, мы получили следующие результаты: в начале года в покое отмечались значимо высокие показатели VPR в 3­й ГПГ — 5,40 ± 0,89 по сравнению с 1­й ГПГ — 5,20 ± 0,66 и 2­й ГПГ — 3,50 ± 0,32, а в 1­й ГПГ — по сравнению со 2­й ГПГ (p < 0,05). Во 2­й ГПГ значение показателя VPR было наименьшим, что можно интерпретировать как преобладание активности парасимпатического звена автономной нервной системы в данной группе школьников. К концу учебного года значение показателя Мо стало наименьшим в 4­й ГПГ — 669,8 ± 27,7 мс по сравнению с другими группами, а значение показателя VPR во 2­й ГПГ — 3,60 ± 0,33 достоверно меньше по сравнению с 4­й ГПГ — 6,8 ± 1,4, что можно объяснить преобладанием симпатической активности в регуляции сердечным ритмом среди школьников 4­й ГПГ. В течение учебного года наросло значение показателя LF/HF в 1­й ГПГ с 1,70 ± 0,21 до 2,6 ± 0,3 и в 4­й ГПГ с 1,70 ± 0,35 до 3,50 ± 0,77 (p < 0,05), что можно рассматривать как сдвиг симпатовагального баланса в сторону преобладания симпатической системы.

Степ­тест показал значимый сдвиг показателей ВСР в начале года во 2­й ГПГ и частично в 1­й ГПГ и отсутствие такового к концу учебного года, что, по­видимому, свидетельствует о повышении степени напряжения регуляторных механизмов сердечного ритма, снижении функциональных резервов организма. Снижение реакции на функциональную нагрузку регистрировалось также в 3­й и 4­й ГПГ как в начале, так и в конце учебного года (табл. 1).

В структуре спектральной мощности в покое в начале года исходно преобладала медленноволновая активность. Распределение долей каждой из компонент ВСР имело вид LF > VLF > HF > ULF во 2­й и 4­й ГПГ, LF = VLF > HF > ULF в 1­й ГПГ и LF > HF > VLF > ULF в 3­й ГПГ школьников (рис. 1). После выполнения степ­теста достоверная разница в доле VLF­компоненты ВСР отмечалась между 3­й ГПГ — 29,3 % и 4­й ГПГ — 38 % (p < 0,05), так как только в 4­й ГПГ изменение структуры спектральной мощности произошло за счет нарастания преимущественно VLF­компоненты ВСР, большего включения центральных механизмов регуляции сердечным ритмом над автономными. К концу учебного года доля высокочастотной компоненты ВСР отмечалась достоверно ниже в 4­й ГПГ — 14,7 % по сравнению с 3­й ГПГ — 26,6 % (p < 0,05). Это связано с тем, что в течение года в структуре спектральной мощности во всех группах произошло снижение HF­ и повышение доли VLF­ и ­LF­компонент ВСР, которое было наиболее выражено в 4­й ГПГ (рис. 2).

Анализ гемодинамических показателей у старшеклассников с разным характером профессиональной готовности в покое в начале учебного года показал низкие показатели частоты сердечных сокращений (ЧСС), систолического артериального давления (АДсист.), диастолического (АДдиаст.) и высокий показатель систолического объема крови (СОК) во 2­й ГПГ, что отражало более экономную работу сердца школьников данной группы. К концу учебного года анализируемые показатели претерпели отрицательную динамику во всех группах, однако наиболее значимые изменения произошли во 2­й ГПГ, где достоверно наросли значения АДсист., АДдиаст., среднего АД (АДср.), снизился СОК, минутный объем крови (МОК) в состоянии покоя и снизился СОК, МОК после степ­теста. В 4­й ГПГ повысилось АДдиаст., АДср. (в состоянии покоя и после степ­теста) и снизился СОК после функциональной нагрузки, а в 3­й ГПГ к концу года наросли показатели АДсист. и АДср. в состоянии покоя (табл. 2).

Обсуждение результатов

Анализ результатов исследования ВСР в общей группе старшеклассников выявил отрицательную динамику к концу учебного года, заключающуюся в нарастании роли симпатического звена в регуляции сердечного ритма и уменьшении адаптационно­трофической функции парасимпатической нервной системы.

Неблагоприятное воздействие факторов окружающей среды, как известно, вызывает общий адаптационный синдром, ведущим компонентом которого является повышение активности симпатоадреналовой системы. Организм больше усилий затрачивает на поддержание гомеостаза жизненно важных систем, увеличивается цена адаптации к условиям окружающей среды. Одним из таких неблагоприятных факторов может быть психоэмоциональное напряжение, которое нарушает функционирование лимбико­ретикулярного аппарата, где находятся психические и вегетативные центры. Длительное эмоциональное напряжение адаптационных систем у школьников этого возраста может быть следствием повышенной нервно­эмоциональной нагрузки в школе и дома, личностных особенностей и многих других факторов, которые вызывают постоянную активизацию стрессовых механизмов [4, 8–10].

Очень важно диагностировать дезадаптационные состояния и грамотно провести профилактические мероприятия у старшеклассников с выраженным преобладанием центральной регуляции, что возможно только с учетом факторов риска, характерных для отдельных групп учащихся.

Анализ показателей ВСР у школьников в группах с разным характером профессиональной готовности показал исходно в начале учебного года преобладание низкочастотной доли спектра, что может свидетельствовать об активации центральных регуляторных механизмов, снижении адаптационных способностей учащихся.

Уровень функционирования системы кровообращения (минутный и ударный объем, частота пульса, артериальное давление) имели наиболее выгодное значение в начале учебного года у старшеклассников 2­й ГПГ на фоне преобладания активности парасимпатического звена автономной нервной системы по показателям ВСР. Однако к концу года отрицательную динамику претерпели как гемодинамические показатели, так и показатели ВСР в виде снижения уровня функционирования, повышения степени напряжения регуляторных систем, снижения функционального резерва, реакции на функциональные нагрузки, повышения доли медленноволновых компонент, активации симпатической нервной системы.

Исходно в начале года учащиеся 4­й ГПГ имели высокую степень напряжения регуляторных систем, сниженную реакцию на физическую нагрузку согласно показателям ВСР, однако к концу учебного года дальнейшая централизация управлением сердечным ритмом привела к ухудшению миокардиально­гемодинамического гомеостаза, снижению адаптационных возможностей подростков.

В 3­й ГПГ изначально отмечалась достаточно выраженная доля высокочастотной компоненты в регуляции сердечного ритма, что можно было связать преимущественно с парасимпатическим звеном регуляции. Однако в течение учебного года произо­шли нарастание медленноволновой части спектральной мощности ВСР, активация все более высоких уровней управления, что привело к еще большему снижению функциональных резервов, однако уровень функционирования оставался прежним.

Уровень функционирования сохранялся в течение учебного года и в 1­й ГПГ, однако цена адаптации, постоянства миокардиально­гемодинамического гомеостаза, увеличилась и заключалась в повышении напряжения кардиорегуляторных систем к концу учебного года.

Наиболее выраженные в течение учебного года нарушения вегетативного и миокардиально­гемодинамического гомеостаза, со снижением уровня функционирования, что указывало на угрозу срыва адаптационных механизмов, отмечались у школьников 2­й и 4­й ГПГ. Явления дезадаптации и низкая стрессоустойчивость старшеклассников связаны с их личностными особенностями. Так, среди этих групп преобладали подростки, неуверенные в себе, не всегда доводящие начатое до конца, эмоционально неустойчивые, не имеющие устойчивых взглядов на свое профессиональное будущее и/или осуществляющие свой профессиональный выбор под влиянием мнения окружающих. Отсутствие настойчивости в поведении учащихся снижает толерантность к разнообразным стрессовым воздействиям, которые требуют определенных стратегий преодоления препятствий (фрустраций), что, несомненно, отражается на общих адаптационных реакциях организма.

Выводы

Состояние механизмов адаптации к учебной нагрузке у школьников старших классов в целом можно оценить как неудовлетворительное. Вместе с тем адаптационный потенциал учащегося зависел от его личностных характеристик, обусловленных особенностями функционирования нервной системы, что, несомненно, отражалось на уровне готовности подростка к профессиональному выбору. Так, состояние напряжения адаптационных механизмов, связанное с дальнейшим ростом степени напряжения регуляторных систем и со снижением функционального резерва, отмечалось среди ответственных, уверенных в себе, успешных, эмоционально устойчивых школьников, которые определились со своим профессиональным будущим или же свой выбор делали интуитивно, но при этом были хорошо информированы о будущих производственных условиях и обязанностях. Они, как правило, имеют субъективную самооценку, всегда доводят начатое до конца, признают только обдуманный риск, а их поступки обдуманы и обоснованы. Наиболее выраженные в течение учебного года нарушения вегетативного и миокардиально­гемодинамического гомеостаза со снижением уровня функционирования, что указывало на угрозу срыва адаптационных механизмов, отмечались в группах неуверенных в себе, не всегда доводящих начатое до конца, эмоционально не­устойчивых учащихся, которые не имели устойчивых взглядов на свое профессиональное будущее и/или осуществляли свой профессиональный выбор под влиянием мнения окружающих.

Постоянные и длительные воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды, учебная нагрузка ведут к снижению адаптационных возможностей школьников и, как следствие, к развитию заболеваний, таких как головная боль напряжения. Контроль за этим процессом и управление им возможны при повторяющихся динамических наблюдениях. Результаты таких наблюдений могут в перспективе иметь большое значение для разработки систем, предназначенных для ежегодного контроля здоровья школьников.