Состояние систолического, минутного объемов крови и расчетных гемодинамических показателей у учащихся 16-17 лет Петропавловского педагогического лицея и общеобразовательной школы № 2

 Задачей нашего исследования являлось изучить физиологические механизмы реакции сердечно­сосудистой системы (ССС) на дозированную физической нагрузку у учащихся общеобразовательных школ и школ с нетрадиционными формами обучения.

Определение СО и МОК проводили методом «интегральной» реографии тела человека (М.И.Тищенко).

В исследовании приняло участие 121 учащийся обоего пола (43 мальчика и 78 девочек) в возрас­те от 16 до 17 лет различных образовательных учреждений города Петропавловска Северо­Казахстанской области, успевающие в учебе, физически развитые, без хронических заболеваний, имеющие приблизительно одинаковые антропометрические показатели: длину и массу тела, окруж­ность грудной клетки, жизненную емкость легких.

Исследования проводили в учебном заведении, использующем нетрадиционные формы образо­вания (педагогический лицей на базе Северо-Казахстанского государственного университета) и в школе с традиционной формой образования (средняя школа № 2).

Обследовано: 16-летних — 61 (20 мальчиков и 41 девочка), 17-летних — 60 (23 мальчика и 37 девочек), из них 81 лицеист и 40 — школьников.

В каждом учебном заведении детей поделили на группы с учетом уклона обучения и пола.

В дальнейшем для удобства интерпретации результатов при упоминании уклона обучения под­ростков и типа учебного заведения нами будут использованы сокращения: естественники (Е) — уче­ники класса с естественнонаучным уклоном, гуманитарии (Г) — ученики класса с гуманитарным ук­лоном, лицеисты — учащиеся педагогического лицея, школьники (А) — ученики средней школы.

Эксперимент проводили непосредственно на базе учебных заведений. Измерения основных по­казателей физического развития детей проводились в медицинских кабинетах учебных заведений.

Считается, что ударный, или систолический объем (СО), — величина, зависящая от объема по­лостей сердца, функционального состояния миокарда и потребности организма в кровоснабжении (Осколкова, 1976).

Физическая нагрузка не во всех группах учащихся приводила к увеличению изучаемого волеми-ческого параметра. Так, среди 16-летних учащихся увеличение СО наблюдалось у учащихся 9 Г клас­са лицея (у юношей на 31,36 %, у девушек на 2,92 %) и 9А класса средней школы (у юношей на 5,54 %, у девушек на 0,70 %). У учащихся 9Е класса лицея как среди юношей, так и среди девушек наблюдалось снижение данного параметра (у юношей на 11,27 %, у девушек на 2,53 %).

Среди учащихся 17-летнего возраста также наблюдается неоднозначная картина. Повышение изучаемого параметра наблюдается только у девушек 11 Е класса лицея на 14,56 % и юношей 11 А класса средней школы на 1,46 %. В остальных группах учащихся наблюдается снижение параметра.

Минутный объем крови (МОК) чутко реагирует на изменения в организме, чем бы они не вызы­вались, и служит важнейшим параметром приспособительных реакций. Величина МОК зависит, пре­жде всего, от потребности организма в кислороде и питательных веществах и, в конечном итоге, от уровня метаболизма в тканях (Морман, Хеллер, 2000; Тупицын, 1985).

Анализ показателя МОК в зависимости от пола выявил следующую картину: среди учащихся-юношей лицея естественного направления, как 16-ти, так и 17-ти лет МОК был выше. Среди учащих­ся лицея гуманитарного направления и среди школьников МОК был выше у девушек (см. рис.).

МОК у юношей и девушек 16–17 лет Петропавловского педагогического лицея и общеобразовательной школы № 2

Повышение минутного объема при физической нагрузке обусловлено увеличивающейся потреб­ностью организма в кислороде.

 Физиологический механизм увеличения МОК при физических нагрузках у юношей и девушек 16–17 лет Петропавловского педагогического лицея и общеобразовательной школы № 2

 Достоверное увеличение МОК после физической нагрузки происходило во всех группах обсле­дованных учащихся. Механизм увеличения МОК в разных группах учащихся обоего пола 16-ти и 17-ти лет не был одинаковым. Юноши 9Е класса лицея давали прирост МОК только за счет увеличения ЧСС; юноши 9Г класса лицея — в большей степени за счет увеличения СО; юноши 9А класса сш — чаще включением хронотропного эффекта; у девушек 9Е класса лицея имел место чистый хроно-тропный механизм; девушки 9Г класса лицея — в большей степени за счет увеличения ЧСС; девушки 9А класса сш — в большей степени за счет увеличения ЧСС; юноши 11Е класса лицея — только за счет увеличения ЧСС; юноши 11 Г класса лицея — только за счет увеличения ЧСС; юноши 11 А клас­са сш — в большей степени за счет увеличения ЧСС; девушки 11Е класса лицея — в большей степе­ни за счет увеличения ЧСС; девушки 11 Г класса лицея — только за счет увеличения ЧСС; девушки 11А класса сш — только за счет увеличения ЧСС (табл. 1).

В поиске объяснений характерного физиологического механизма изменения СО и ЧСС мы опре­делили усредненные значения этих параметров. Оказалось, что во всех группах школьников увеличе­ние МОК происходило с преобладанием хронотропного механизма. Среди лицеистов чистый хроно­тропный механизм наблюдался у юношей и девушек 9Е класса, у юношей 11Е и 11Г и у девушек 11Г класса (табл. 1).

Хронотропный механизм является наиболее распространенным у молодых организмов, прежде всего потому, что эволюционно и онтогенетически он возникает и формируется раньше других свойств в сердечной мышце. Он быстрее включается и эффективно работает в довольно широких пределах («Основы физиологии человека»). Однако он более затратен в энергетическом отношении и не рассчитан на длительный срок. Ограничением диапазона действия ЧСС является и продолжитель­ность диастолы, так как систола желудочков при увеличении ЧСС практически не изменяется. В свою очередь, это демонстрирует большую надежность хронотропного механизма, так как при израс­ходовании функционального резерва диастолы и волемического параметра СО остальная компенса­ция будет идти по-прежнему за счет ЧСС. До этого предела мы согласны с мнением Ф.З. Меерсона, М. Г. Пшенниковой (1998), волемический механизм является более выгодным для организма.

Анализируя показатель МОК, мы провели оценку результатов проб с выделением 4-х основных типов реакций старших подростков на физическую нагрузку (Калюжная, 1963).

Общий анализ данных выявил следующую картину. Среди 9-классников только у 25 % юношей и у 20 % девушек учащихся естественного направления лицея после нагрузки наблюдалось падение МОК. У гуманитариев-лицеистов и школьников после нагрузки наблюдался прирост показателя. Среди всех групп 11-х классов неблагоприятный тип реакции чаще наблюдался у юношей естествен­ного направления лицея — у 22,2 %. У девушек гуманитарного направления этот эффект имел место в 6,6 % случаях. Увеличение показателя МОК мы встретили у 100 % школьников.

 

Тип реакции ССС на физическую нагрузку у юношей и девушек 16–17 лет Петропавловского педагогического лицея и общеобразовательной школы № 2

В то же время у юношей школьников как 16-ти, так и 17-ти лет и у девушек школьниц 17-летнего возраста учащихся с 1 типом реакции ССС на физическую нагрузку было выше, чем у лицеистов. У преобладающего большинства учащихся наблюдался 2-й или 3-й тип реакции (табл. 2). По теории функциональных систем П.К. Анохина обеспечение любой функции организма идет за счет параллельного включения регуляторных и исполнительных механизмов (Судаков, 1985). 

Большое количество условно неблагоприятных и, особенно, дисрягуляторных реакций ССС на нагрузку говорит о слабой устойчивости организма у старших подростков города Петропавловска к функциональным нагрузкам. Определенный интерес представил анализ усредненных значений реакций для различных групп учащихся:

1) юноши 9Е класса лицея — условно неблагоприятная;

2) юноши 9Г класса лицея — дисрегуляторная реакция;

3) юноши 9А класса сш — условно неблагоприятная;

4) девушки 9Е класса лицея — дисрегуляторная реакция;

 

5) девушки 9Г класса лицея — дисрегуляторная реакция;

6)    девушки 9А класса лицея — дисрегуляторная реакция;

7)    юноши 11Е класса лицея — благоприятная реакция;

8)    юноши 11Г класса лицея — дисрегуляторная реакция;

9)    юноши 11 А класса сш — дисрегуляторная реакция; 

10)     девушки 11 класса лицея — дисрегуляторная реакция;

11)     девушки 11 Г класса лицея — дисрегуляторная реакция;

12)     девушки 11А класса лицея — дисрегуляторная реакция.

Состояние биологического соответствия выраженности реакции организма его потребностям в данный момент мы оценивали по должным величинам. Вычисленный ДМОК подтвердил некоторую несостоятельность нативных механизмов, так как во всех возрастных группах у юношей фактический МОК был ниже должного (р < 0,001).

У девушек становление данной функции идет по различному с юношами пути, так как у них ДМОК был близок по значению к фактическому МОК. Последний не вызвал у нас полного удовле­творения, так как определялся косвенным путем по формулам. С целью повышения объективности исследования мы рассчитали ДМОК по двум вариантам и получили результаты, вызвавшие у нас со­мнение (ДМОК=ДОО/422; ДМОК=ДОО/281). По всей видимости, ДМОК не может быть в конечном итоге в качестве индикаторного показателя. Необходимо ориентироваться на весь доступный набор методов, на определение максимально возможного количества параметров как исполнительных, так и регуляторных систем.

В наших исследованиях наибольшие совпадения фактических данных мы получали при исполь­зовании ДМОК=ДОО/422. Например, при расчетах параметров гемодинамики по общепризнанным методикам Акуеля и Старра мы пользовались натуральными результатами, и дальнейшая обработка цифровых данных привела нас к заключению о большей надежности формулы ДМОК=ДОО/422.

С другой стороны, мы не исключаем варианта использования различных формул определения ДМОК у мужчин и женщин. В практике измерения человека такие явления не редки, так как эмпири­чески проистекают из биологически закономерных морфологических и функциональных отличий мужского и женского организма.

Следующим измеренным параметром было периферическое сопротивление — важнейший пока­затель регуляции артериального давления. Здесь мы также определяли фактический и должный ПСС. Во всех группах обследованных школьников и лицеистов должное ПСС было ниже фактически опре­деленного.

Более низкое ДПС может быть связано с возрастным повышением тонуса симпатической НС в изучаемом нами возрасте. Одновременно еще раз подчеркнем, что нестабильность и высокая мо­бильность функциональных показателей старших подростков в большей мере присуща девушкам, так как у них вегетосоматические механизмы менее стабильны, чем у юношей. Последнее подтвердилось при определении типов саморегуляции кровообращения. У девушек наблюдалось большее разнооб­разие вариантов (табл. 3).

Встречаемость типов саморегуляции кровообращения у юношей и девушек 16–17 лет, %

У юношей ситуация была более консервативной, преобладал гипокинетический тип саморегуля­ции. Предполагаем, что к юношам и к девушкам необходимо применять разные подходы для коррек­ции, выявленной нами при функциональных нагрузках несостоятельности приспособительных реак­ций сердца.

Считаем, что и наличие гиперкинетического типа у девушек и малая его встречаемость у юно­шей отражает не только низкую устойчивость регуляции кровообращения, но и несостоятельность регуляторных механизмов организма в целом.

Интересные изменения мы зафиксировали, сравнивая колебания вегетативного индекса Кердо (ВИК). Оказалось, что у девушек школьниц и лицеистов естественной группы положительный сдвиг ВИК был выше, чем у юношей, но у юношей-гуманитариев ВИК был достоверно выше, чем у деву­шек этой группы, равно как и в сравнении с другими группами 16-летних (табл. 4).

ВИК у юношей и девушек 16–17 лет Петропавловского педагогического лицея и общеобразовательной школы № 2

Можем отметить, что по общепризнанному мнению колебания ВИК в пределах ±25 единиц сви­детельствуют о гомеостатировании организма и благополучной вегетативной регуляции. Но на об­щем фоне преобладание ВИК у юношей-гуманитариев настолько заметно, что мы предлагаем срав­нительную характеристику организации учебного процесса в этом классе, по сравнению с другими. В частности, выяснилось, что у них количество уроков высокой сложности составляет в неделю 66,6 %, количество уроков средней сложности — 33,3 %, а легких — 0 %.

В то же время подвижные уроки, или уроки физической культуры, у них отсутствовали. В связи с этим считаем, что так называемые нетрадиционные формы обучения на примере обследованных нами гуманитариев однозначно свидетельствуют о необходимости контроля над организацией учеб­ного процесса, так как длительное, как минимум в течение года, нерациональное напряжение регуля­ции, прежде всего функции сердца, окажет вредное действие на организм лицеистов и должно быть или скорректировано дополнительными средствами, или требует немедленного изменения графика и соотношения уроков различной степени трудности.

Подытоживая состояние исчисления расчетных показателей гемодинамики у юношей и девушек 16-ти лет, констатируем, что индекс кровообращения (ИК) и сердечный индекс (СИ), а также ВИК у девушек в большинстве групп всегда были выше, чем у юношей, а удельное периферическое сопро­тивление сосудов (УПСС), наоборот, ниже.

Семнадцатилетние юноши и девушки были нами отобраны среди одиннадцатиклассников. Не­большое — 1 год — отличие девятиклассников и одиннадцатиклассников позволяет нам считать производимые сравнения очень близкими и говорит о хорошей информативности выполненных нами наблюдений. В то же время отличия, выявленные при сравнении 16-ти и 17-летних, как мы рассчиты­вали, должны были помочь разобраться в возможных воздействиях образовательного, т.е. социально­го, фактора в регуляции вегетативной функции.

Поэтапное сравнение аналогичных показателей у 16-ти и 17-летних выявило ряд характерных признаков. По-прежнему ИК у естественников юношей был выше, а «двойное произведение» (ДП) также превосходило аналогичные параметры сравниваемых групп. Более того, ДП у юношей естест­венников лицея превышало возрастную норму и достигало 98,29±6,51 у.е. Это позволяет считать, что наши предположения о нефизиологической и отрицательной гигиенической характеристике учебного процесса у естественников имеют под собой убедительные основания: более напряженная, чем у дру­гих учащихся, деятельность сердца сохраняется у них и в 11-м классе. То же самое мы отметили, сравнивая усредненный ИК. Несмотря на увеличивавшиеся индивидуальные отличия, усредненная величина была у юношей 11Е класса выше, чем в других группах. Сердечный индекс у юношей 11-х классов стабильно увеличивался, что вполне согласуется с антропометрическими данными и объяс­няется большей потребностью кровообращения больших масс тела.

Однако и здесь у юношей естественников изучаемый коэффициент был выше, чем в других группах, подтверждающий нерациональный характер организации учебного процесса.

Нам предстояло провести сравнительный анализ влияния двух вариантов организации учебного процесса на состояние основных жизненных параметров школьников. И мы видим, если сравнивать только усредненные данные, отличия ИК, ДП и СИ невелики. Более того, дети из обычной школы по этим показателям оказываются наиболее близкими к возрастной общепринятой норме, но если мы коснемся межгрупповых отличий, то рассогласование признаков становится очевидно. Полагаем, что одним из практических результатов нашего исследования является то, что мы конкретно, на примере сложившихся учебных заведений, смогли показать, что начавшееся в конце 80-х — начале 90-х гг. экспериментирование на школьниках фактически продолжается до сих пор и уже находит отражение в характеристиках функций, лимитирующих общий адаптивный потенциал человека. Перифериче­ское сопротивление 17-летних юношей практически не изменилось. На наш взгляд, это говорит о стабилизации периферического сосудистого тонуса и его регуляции. Наиболее заметным отличием ВИК стало приближение ВИК гуманитариев лицея к гомеостатическому уровню. Как и ранее, мы от­мечали высокие индивидуальные отличия параметров и считаем это вполне естественным в условиях высокого напряжения функций. Фенотипический механизм адаптации при столь большом разбросе может считаться подтверждением не только высокой вариативности обеспечения жизнедеятельности, но и свидетельством большого объема резервов системы кровообращения и ее регуляции. Однако это ни в коем случае не является основанием для перегрузки школьников и лицеистов и, по нашему мне­нию, является аргументом в пользу как можно быстрого внедрения коррегирующих здоровье мето­дик.

Переходя к рассмотрению данных о состоянии гемодинамических индексов у девушек, мы заре­гистрировали ряд заметных отличий исследованных параметров у девятиклассниц. У школьниц су­щественно возрос индекс Робинсона, тогда как индекс Кердо и СИ не претерпели заметных измене­ний. У девочек лицеисток можно отметить снижение ДП у гуманитариев. Общие же отличия не вы­ходят за рамки возрастной нормы. Как и у юношей, высокие индивидуальные колебания имеют ДП, УПСС и ВИК. Это явление, полагаем, можно считать естественной возрастной реакцией на усилив­шуюся учебную нагрузку. У естественников лицеисток ВИК оказался выше, чем у школьниц и гума­нитариев. С другой стороны, у девочек гуманитариев и школьниц усредненный ВИК оказался очень близок к гомеостатическому. Это можно было бы считать положительным фактом, если бы незначи­тельно возросший индивидуальный размах различий. Стандартное отклонение у школьниц достигло 32,58. Таким образом, полученные нами результаты говорят о том, что на фоне естественных измене­ний ИК воздействие на юношей и девушек учебного процесса, безусловно, имеет место и находит отражение в состоянии информативного и легко вычисляемого коэффициента [1-4]. 

 

Список литературы

1         Адаптивные реакции организма старших школьников к физическим и умственным нагрузкам / Под ред. В.Я.Еремеева. — Пермь: ПГПИ, 1990. — 124 с.

2         Куприянова О.О. Функциональные параметры сердечно-сосудистой системы у здоровых детей и подростков // Фи­зиология роста и развития детей и подростков: Теоретические и клинические вопросы / Под ред. А.А.Баранова, Л.А.Щеплягиной. — М., 2000. — С. 326. 

3         РонкинМ.А., ИвановЛ.Б. Реография в клинической практике. — М.: НМФ МБН, 1998. — 250 с.

4         Судаков К.В. Общая теория функциональных систем. — М.: Медицина, 1984. — 224 с.

Фамилия автора: Р.В.Бабейко
Год: 2010
Город: Караганда
Категория: Биология
Яндекс.Метрика