Состояние вегетативного гомеостаза в процессе производственной адаптации

АННОТАЦИЯ

Все стадии свинцовой интоксикации протекают при повышенном тонусе обоих отделов вегетативной нервной системы, в начальном периоде доминирует активность парасимпатической, во время разгара - симпатической вегетативной нервной системы.

Ключевые слова: свинец, вегетативный гомеостаз, рабочие свинцового производства

Свинец - нейротропный яд. Функциональные нарушения обычно представлены астеническим синдромом и вегетативной дисфункцией [1,2-3]. В экспериментальных исследованиях на животных [4,5] были выявлены разнообразные морфологические изменения со стороны различных отделов вегетативной нервной системы: гипоталамической области, гипофиза, спинномозговых ганглиев, звездчатых узлов и др. В зависимости от степени и сроков свинцовой интоксикации наблюдались различные изменения от процессов набухания и пролиферации клеток глии до повреждения нервных клеток и распада нервных волокон. Авторы пришли к выводу о высокой чувствительности нервной системы к свинцу. По мнению Б.А. Атчабарова и соавт. [2], в основе патогенеза свинцовой колики лежит усиление токсического воздействия свинца на центры вегетативной нервной системы. Автор считает, что все стадии свинцовой интоксикации протекают при повышенном тонусе обоих отделов вегетативной нервной системы, в начальном периоде доминирует активность парасимпатической, во время разгара - симпатической вегетативной нервной системы.

Среди большого числа методов исследования вегетативной нервной системы наиболее информативным и широко используемым в настоящее время является математический анализ сердечного ритма. Комплексная программа обработки сердечного ритма позволяет объективно оценить напряженность регуляторных механизмов деятельности сердца при различных функциональных состояниях организма, в том числе в процессе адаптации к воздействию различных производственных факторов.

Цель исследования: изучить состояние вегетативного статуса в процессе долговременной адаптации в условиях свинцового производства.

Оценку адаптационно - приспособительной деятельности проводили по результатам математического анализа сердечного ритма [6,7]. Функциональное состояние систем регуляции сердечного ритма определяли методом ритмокардиоинтервалографии (КИГ) с записью 100 кардиоинтервалов на электрокардиографе ЭК1К - 01 во П - стандартом отведении. По данным КИГ проводили математический, автокорреляционный, спектральный анализ сердечного ритма. Определяли амплитуды моды (Амо), коэффициент вариации (CV), вариационной размах (AX), индекс напряжения (ИН), мощность дыхательных волн (ДВ), медленных волн I и II порядка (МВ1 и МВ2), индекс централизации (ИЦ). Математический анализ данных КИГ проводили в лаборатории НЦГТ и ПЗ. По этим показателям судили о суммарном эффекте регуляции, функции автоматизма, устойчивости регуляции, вегетативном гомеостазе, активности подкорковых центров организма.

В до сменный период вегетативный гомеостаз рабочих был оценен по активности парасимпатического контура, оцениваемой по уровню вариационного размаха (A Х), симпатического звена вегетативной регуляции (АМ0), и по их соотношению, определяемого индексом напряжения (рисунок 1). У рабочих со стажем 1-4 года регистрировали достаточность метаболических резервов гемодинамической системы, определяемые высокими значениями вариационного размаха (ВР>0,2 мм) (таблица 1). Его постепенное снижение (до 0,17 мм) определяли у рабочих со стажем 5 - 9 лет и у лиц, проработавших более 10 лет - до 0,16 мм. Более значительное сокращение ВР (до 0,15 мм) было обнаружено у рабочих со стажем работы 20 и более 20 лет, что отражало ослабление энергетических характеристик сердца. У рабочих со стажем работы до 5 лет регистрировали незначительное смещение вегетативного гомеостаза в сторону умеренной активации симпатического звена (АМ0 52 - 53% и ИН 260 - 280 у. е.). У лиц, проработавших в основном свинцовом производстве 5 - 9 лет, регистрировали некоторое снижение активности

симпатического звена относительно парасимпатического (АМ0 - 50,6 %) и ИН 210 - 230 у.е. Однако у рабочих со стажем работы более 10 лет возникало резкое преобладание активности симпатического звена регуляции (АМ0 - 55,9 %) на фоне ослабления парасимпатического контура регуляции, что определяло возникновение вегетативного дисбаланса в регуляции СР, проявляющегося нарастанием ИН до 288 - 310 у.е.

I ESS! АМо ВР -Л-ЧСС |

Рисунок 1 - Активность гуморальной регуляции СР и ЧСС рабочих основного производства в стажевых группах

Таблица 1 - Состояние кардиореспираторной системы рабочих основного свинцового

производства на протяжении трудового стажа (M ±m)

Примечание:* - достоверность по Манну - Уитни по отношению к стажевой группе 1

В последующих группах со стажем регистрировали значительное усиление симпатической модуляции (АМ0 до 57,2 - 68,9 %), нарастание индекса напряжения (от 320 до 498 у.е.). Уровень индекса напряжения, отражающего вегетативный баланс, наименьшим был у рабочих со стажем работы от 6 до 9 лет (220,2 ± 37,0 ед.), постепенно нарастал, достигая максимальных величин у лиц, проработавших более 30 лет (486,4 ± 48 ед.). Это свидетельствовало о значительном напряжении и истощении у них регуляторных систем. Динамика автокорреляционной функции (АКИ) у рабочих на протяжении стажа позволила определить взаимодействие центрального и автономного контуров регуляции СР. По мере увеличения стажа работы (уже после 5 лет труда) в основном свинцовом производстве активация в центральном контуре регуляции СР отражалась в постепенном увеличении значения АКИ. Усиление центрального контура регуляции у лиц со стажем более 20 - 25 лет было связано, вероятно, с возникновением дисбаланса функционирования между сердечным и сосудистым звеньями системной гемодинамики за счет снижения сократимости миокарда и повышения периферического сопротивления сосудов.

Эти изменения системы управления сопровождались ослаблением гуморального канала регуляции у рабочих уже после 5 лет работы, но особенно после 20 лет труда. Сокращение показателя сигмы при этом достигало 50%, а после 30 лет стажа работы - в 2 раза. Перестройка регуляторных механизмов системы управления функциональным состоянием организма у рабочих свинцового производства происходила с определенной этапностью и носила волнообразный характер. У малостажированных рабочих, при стаже до 5 лет, отмечали заметное напряжение вегетативной регуляции, смещение вегетативного гомеостаза в сторону активации симпатического звена, нарастание ИН, усиление хронотропного влияния и некоторое напряжение гуморального контура регуляции. В ходе профессиональной адаптации у лиц со стажем 5 - 9 лет напряжение регуляторных систем заметно ослабевало, их функционирование достигалось новым уровнем регуляции со снижением активности как симпатического, так и парасимпатического звеньев. При этом индекс напряжения, как показатель, отражающий их взаимодействие, нормализовывался (220,2±37,0 у.е.). Вместе с тем у рабочих регистрировали постепенное перемещение активности в центральный контур управления.

72

63

60

64

54 [W

80 -

70 -■

60 -■

50 -■

40 -■

30 -■

20 -■

10 -■

0 --

51,549 51

1-4 лет 5-9 лет 10-14 лет 15-19 лет 20-24 лет 25-29 лет > 30 лет

|иаамв1 ez3mb2 ^>-Дв]

Рисунок 2 - Активность контуров управления СР у рабочих основного производства в стажевых группах

Об этом свидетельствовало возрастание индекса централизации (до 0,21 у.е.) и мощности МВ1, (до 50,7±5,5 мс2) (рисунок 2). Активация гуморального звена сокращалась до 0,034 мс при большем снижении парасимпатических модуляций. У рабочих с 10 летним стажем работы отмечали заметное возрастание влияния симпатического звена (АМ0 на 6,5%) с опережающим ослаблением парасимпатической модуляции (ВР на 43,8%), повышение индекса напряжения (до 298,9±42,4 у.е.). Более заметные изменения в перестройке управляющих систем отмечали у рабочих со стажем работы свыше 20 лет.

Дисбаланс в вегетативной регуляции СР возникал за счет резкого преобладания активности симпатического звена регуляции на фоне ослабления парасимпатического контура. При этом ВР сокращался до 0,153 мс, а АМ0 возрастала до 57,2 %, индекс напряжения - до 321,5±62,5 у.е. Если у рабочих после 10 лет работы возрастание ИН было связано с увеличением упорядочения структуры СР (CV достоверно возрастал до 30,3%), то после 20 лет трудовой деятельности - за счет снижения активности парасимпатического и усиления симпатического звена вегетативной регуляции. Согласно теории Баевского Р.М. о кибернетической модели регуляции СР [7], судили об активности подкорковых нервных центров по показателям индекса централизации и мощности дыхательных волн (ДВ), а также медленных волн первого (МВ1) и второго порядка (МВ2). Сейчас не вызывает сомнения, что мощность высокочастотных колебаний в ВРС (мощность дыхательных волн) отражает активность подкоркового дыхательного центра и, в конечном итоге, определяется эффекторным влиянием блуждающего нерва, что отражает состояние парасимпатической нервной системы [8].

По мнению большинства исследователей [7,9,10], среднечастотный ритм ЧСС (МВ1) отражал барорефлекторный механизм регуляции сосудистого компонента, а низкочастотный (МВ2) - активность церебральных эрготропных систем. Авторы признают, что МВ1 - модуляция напрямую связана с активностью постганглионарных симпатических волокон. Именно по их спектральной мощности можно судить о состоянии симпатической регуляции СР. Мощность МВ2 зависит от состояния надсегментарных, в первую очередь, гипоталамических, вегетативных центров., При этом некоторые составляющие этого диапазона могут быть обусловлены сугубо гормональными влияниями на сердечную мышцу, на структуры синусового узла через соответствующие рецепторы [11]. Спектральная мощность ДВ у рабочих основного свинцового производства постепенно нарастала от 30±2 до 35±5 мс2, но после 20-летнего стажа работы стала сокращаться до 25 - 26 мс2. Мощность МВ1, начиная с малого стажа работы (до 5 лет), отражала сдвиг управления СР к центральному контуру (от 43±3 до 48±3 мс2), нарастая после 20 лет и особенно значительно после 25 лет работы (до 54±8 мс2). Это отражало усиление напряжения регуляторных систем управления и адаптационных механизмов организма рабочих, что подтверждали и нарастающие значения индекса централизации.

Влияние центральных отделов управления СР на барорефлекторную модуляцию (МВ1) отмечали у рабочих со стажем 5 - 9 лет (от 48,3±3 до 51±5 мс2), со стажем более 20 лет (47±4 мс2), и особенно значительно после 25 лет работы (54±8 мс2). Это влияние несколько ослабевало у рабочих со стажем работы 10 - 19 лет (43±3 - 40±4 мс2) и замещалось влиянием более высоких уровней управления. Мощность МВ2 у малостажированных рабочих (60±6 мс2) была обусловлена недостаточностью функционально-метаболических структур, в частности, системы кровообращения в ответ на возросшие энергетические потребности организма рабочих. В течение 6-15 лет работы этот показатель несколько сокращался (от 49±7 до 51±4 мс2), вероятно, в связи с включением приспособительных механизмов адаптации организма. Однако после 14 лет работы у рабочих мощность МВ2 вновь начинала нарастать до 59±7 мс2 при стаже 15 - 19 лет, а после 20 лет достигала максимального уровня 72±10 мс2, отражая высокие энергетические запросы организма у высокостажированных рабочих в условиях свинцового производства.

Таким образом, у рабочих основного свинцового производства при стаже работы до 5 лет повышенная энергетическая потребность удовлетворялась за счет усиления хронотропной функции сердца, активации симпатического звена вегетативной регуляции. У обследованных на протяжении работы от 5 до 9 лет нарастала инотропная функция сердца, увеличивался минутный объем сердца за счет усиления сердечного выброса. Оптимальный вегетативный гомеостаз регистрировался у рабочих до 10 лет работы (удовлетворительная адаптация), который в дальнейшем сменялся напряжением, а у части рабочих и перенапряжением управляющих систем.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Корбакова А.И, Соркина Н.С., Молодкина Н.Н. и др. Свинец и его действия на организм // Медицина труда и промышленная экология. - 2001. - № 5. - С. 29 - 47.
2. Атчабаров Б.А. Поражение нервной системы при свинцовых интоксикациях. - Алматы: Наука, 1996. - 318 с.
3. Божанова Т.П. Международное совещание «Влияние свинца и других тяжелых металлов на здоровье детей» // Токсикологический вестник.- 1995.- № 5.- С. 36 - 38.
4. Baher E.L., White R.F., Pothier L. J. et. al. Occupational Lead neurotoxicity: improvement in behavioural effects after reduction of exposure //Brit. J. of Ind. Med. - 1995. - V. 42, № 8. - P. 507 - 516.
5. Кадырбаева Х.М. Патоморфологические изменения некоторых отделов вегетативной нервной системы в зависимости от сроков отравления при свинцовой интоксикации //Сб. научных трудов институтата краевой патологии. - Алматы, 1961. - Т. XX. - С. 81 - 97.
6. Баевский Р.М. Прогнозирование состояний на грани нормы и патологии. - М., 1979. - 281 с.
7. Баевский Р.М., Кириллов О.И., Клецкин С.З. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе. - М.: Наука, 1984. - 216 с.
8. Lehrer P. M., Vaschillo E., Vaschillo B. БОС - тренинг по резонансным частотам с целью увеличения сердечной вариабельности: обоснование и руководство к применению //Биоуправление - 4: теория и практика. - Новосибирск, 2002. - 165 с.
9. Ноздрачев А.Д., Щербатых Ю.В. Современные способы оценки функционального состояния автономной (вегетативной) нервной системы //Физиология человека. - 2001. - Т. 27, № 6. - С. 95 - 101.
10. Janssen B. J.A., Oosting J., seaff D. W. et al. Hemodynamic basis of oscillations in systemic arterial Pressure in conscions rats //Am. J. Physiol. - 1995. - V. 269, № 1. - P. 1162.
11. Van den Berg D. T., de Rloet E. R., van Dijren H. H., de Jong W. Brain corticosteroid receptors and regulation of arterial blood pressure //J. Hypertens. - 1989. - V. 7, № 6. - P. 202 - 208.