ИНДИВИДУАЛЬНО-ТИПОЛОГИЧЕСКИЕ И ТЕНДЕРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ КАРДИОГЕМОДИНАМИКИ ПОДРОСТКОВ ПРИ ЭМОЦИОНАЛЬНЫХ НАГРУЗКАХ

 

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Актуальность исследования. Современный процесс обучения школьников сопровождается повышенным эмоциональным фоном, зачастую ведущим к срыву адаптационных возможностей организма детей и создающим условия для появления у них хронических заболеваний, главным образом, нервно-психических, сердечно­сосудистых и заболеваний желудочно-кишечного тракта (ИА. Криволапчук, 2008; А.В. Крылова, 1996; В.Ф. Стафеев, 1998; Ю.В. Черненков, 2007; Г.С. Якобсон, 1996; J. Axelrod, 1985). Наиболее частыми стрессогенными факторами учебной деятельности наряду с контрольными и тестовыми заданиями, и регулярными опросами являются повышенная учебная нагрузка, необходимость принятия решения в ограниченный период времени и социальная значимость результатов этой деятельности. Кроме того, в настоящее время в связи с большим количеством инноваций в образовании, увеличивающих учебную нагрузку, и введением единого государственного экзамена, приводящего к изменению методики преподавания и оценки знаний учащихся, количество стрессовых ситуаций у школьников значительно возросло (М.В. Жемова, 2002; Е.А. Пивоварова, 2007; С.М. Погудин, 2006; Л.А. Сысоева, 1998).

Многочисленные научные исследования подтверждают ведущую роль эмоционального стресса в развитии и значительном омоложении сердечно-сосудистых заболеваний (Ю.Ф. Антропов, 2005; Ф.П. Ведяев, 1988; С.Я. Классина, 2007; М.Я. Ледяев, 2007; И.Н. Музалевская, 2007; Е.И. Соколов, 1987; D. Moraru, 1992). Особую тревогу в связи с этим вызывает подростковый возраст, так как в этот период идет активное формирование морфологических структур организма, что является наиболее критическим и трудным с точки зрения его адаптации (Е.С. Дворягина, 1998; А.А. Ибрагимов, 1993; А.В. Крылова, 1996; Е.А. Черепов, 2006). Кроме того, подростковый период важен не только в физическом, но и в психическом, нравственном и социальном становлении человека (Е.Н. Богданов, 1998; Н.Н. Глебова, 1998; Ж.Н. Зеллис, 1995).

Кардиогемодинамические реакции при эмоциональном напряжении у всех протекают по-разному и зависят от эмоциональной реактивности конкретной личности (Солдатова О.Г., 2007), ее устойчивости к эмоциональному стрессу (О.Ю. Бадалов, 2005; Е.С. Лучицкая, 2007; К.В. Судаков, 1991), индивидуальных особенностей соотношения симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы (О.Н. Крысюк, 2007; О.Л. Тарасова, 1998), типологических особенностей кровообращения (Ю.Н. Зияев, 1991; Д.М. Иманалиев, 1985; Ю.В. Корягина, 2000; Е.И. Соколов, 1987; P.M. Хаматова, 2000; В.Н. Чернышев, 1998), наследственных и средовых факторов (Е.В. Быков, 2003; Е.И. Соколов, 1980), половых и этнических особенностей (Ф.П. Ведяев, 1990; В.А. Демидов, 1991; Ю.В. Корягина, 2000). Однако проведённые в этом плане исследования не в полной мере раскрывают механизм такого реагирования и неоднозначно объясняют его специфику у лиц подросткового возраста. Актуальной остается тема повышения адаптационного потенциала организма подростков и выявления групп риска, что необходимо не только для успешного обучения и воспитания школьников, но и для формирования поколения здорового физически, психически и социально (И.А. Криволапчук, 2008; А.В. Крылова, 1996).

Объект исследования - вегетативные реакции организма в условиях эмоционального напряжения.

Предмет исследования - кардиогемодинамическая реакция организма подростков в условиях индивидуальной стандартизированной ситуации умственной деятельности с дефицитом времени и социально значимой установкой.

Гипотеза исследования: предполагается, что эмоциональное напряжение, возникающее в ходе учебного процесса, вызывает кардиогемодинамические реакции в организме подростков, причем они будут зависеть от различных факторов: пола, уровня двигательной активности в режиме дня подростка, типа личности и типа кровообращения.

Теоретико-методологической основой исследования явились труды специалистов в области физиологии и гигиены детей и подростков (М.В. Антроповой, Д.А. Фарбер, С.М. Громбаха), теории адаптации (Г. Селье, Ф.З. Меерсона, A.JI. Мясникова, P.M. Баевского, Е.И. Соколова), теории управления (А.Н. Бернштейна, П.К. Анохина, К.В. Судакова).

Цель исследования: изучить индивидуально-типологические и тендерные особенности организации механизмов кардиогемодинамической устойчивости к эмоциональному напряжению у лиц подросткового возраста. Задачи исследования:

Создать модель учебной деятельности с дефицитом времени и социально значимой установкой, характерную для школьников 13-14 лет;

Выявить тендерные особенности адаптации системы кровообращения на эмоциональное напряжение, возникающие у лиц, занимающихся и не занимающихся физической культурой и спортом;

Определить влияние типа личности подростка на адекватность кардиогемодинамического обеспечения умственной деятельности, сопровождающейся эмоциональным напряжением;

Изучить характер кардиогемодинамических проявлений, возникающих в результате эмоционального напряжения у мальчиков и девочек 13-14 лет с разным типом кровообращения.

Научная новизна. Впервые в данном исследовании у лиц подросткового возраста 13-14 лет в условиях индивидуальной стандартизированной ситуации умственной деятельности с дефицитом времени и социально значимой установкой проведена комплексная многоуровневая оценка системной организации механизмов кардиогемодинамической устойчивости к эмоциональному напряжению. Расширено представление о механизмах кардиогемодинамического обеспечения покоя, эмоционального напряжения и восстановления у разных групп подростков. Выявлено, что потребность миокарда в кислороде и показатели, характеризующие энергетическую стоимость сердечной деятельности, являются индикаторами эмоциональной напряженности и по-разному изменяются у подростков с различным уровнем двигательной активности, разными типами личности и разными типами кровообращения. Показано, что средства педагогического (наблюдение, разделение на группы, опросники) и психологического тестирования (корректурная проба, опросник PEN Г. Айзенка) можно использовать для определения функциональных резервов здоровья подростков и выявления групп риска.

Теоретическая значимость. Расширено представление о механизмах кардиогемодинамического обеспечения психической деятельности подростков в условиях эмоционального напряжения. У подростков в ответ на эмоциональную нагрузку, обусловленную учебным процессом, выявлена динамика изменения комплекса параметров кардиогемодинамики влияющих на артериальное давление, потребность миокарда в кислороде и энергетическую характеристику сердечной деятельности.

Практическая значимость работы. Создана модель, посредством которой можно изучать адекватность кардиогемодинамического реагирования подростков 13-14 лет на эмоциональное напряжение, возникающее во время учебной деятельности. Показано, что лица, чей режим двигательной активности превышает гигиеническую норму, обладают большей устойчивостью к воздействию эмоционально-стрессовых факторов. Сходная реакция кардиогемодинамического обеспечения эмоционально - напряженной работы выявлена у лиц со средним уровнем экстраверсии и нейротизма, у мальчиков с гиперкинетическим и девочек с гипокинетическим типом кровообращения.

Индикатором кардиогемодинамической устойчивости подростков к эмоциональному напряжению в первую очередь являются: соответствие изменения частоты сердечных сокращений и ударного объема крови по отношению к изменению величин артериального давления; показатели двойного и тройного произведения, характеризующие потребность миокарда в кислороде; показатели, характеризующие энергетическую стоимость сердечного сокращения - объемная скорость выброса крови, мощность сокращения левого желудочка, внешняя работа сердца и расход энергии сердцем, затраченный на перемещение одного литра крови.

Результаты, полученные в ходе научного исследования, могут быть использованы для оптимизации учебно-воспитательного процесса в школе и во внешкольных образовательных учреждениях.

Положения, выносимые на защиту:

При выполнении корректурной пробы с социальной значимостью ее результата происходят характерные кардиогемодинамические сдвиги (рост ЧСС, артериального давления, изменения фазовой структуры сердечного сокращения, потребности миокарда в кислороде и энергетической характеристики сердечной деятельности), обусловленные половыми, типологическими и психологическими особенностями испытуемых, а также их тренированностью.

У подростков с расширенной двигательной активностью кардиогемодинами - ческое обеспечение эмоционального напряжения, возникающего в ходе учебной деятельности, осуществляется более адекватно и экономно (снижается ЧСС, потребность миокарда в кислороде, происходит экономизация энергетики сердечного сокращения).

Кардиогемодинамическая устойчивость подростков зависит от силы и подвижности нервных процессов и наиболее адекватно выражена у лиц с сильным типом нервной системы со средним уровнем экстраверсии и нейротизма.

Тип кровообращения влияет на адекватность кардиогемодинамической реакции подростков на эмоциональное напряжение, возникающее в ходе учебной деятельности.

Внедрение. Результаты диссертации используются в учебной работе кафедры физической культуры Кировской государственной медицинской академии, кафедры физической культуры Вятского социально-экономического института, а также приняты к сведению сотрудниками областного института повышения квалификации работников народного образования для проведения учебных занятий и практических семинаров с преподавателями и руководителями учебных заведений и тренерами спортивных школ.

Апробация работы. Результаты исследования и основные положения работы изложены на научно-практических конференциях «Актуальные теоретические и практические аспекты восстановления и сохранения здоровья человека» (Тюмень, 2001), «Проблемы учебной и тренировочной деятельности в физическом воспитании и спорте» (Киров, 2002), «Образование и здоровье - проблема XXI века: поиски, пути решения» (Киров, 2003), «Актуальные теоретические и практические аспекты восстановления и сохранения здоровья человека» (Тюмень, 2003), Всероссийской научно-практической конференции «Потребность и мотивация интереса населения к занятиям физической культурой и спортом, формированию здорового образа жизни» (Набережные Челны, 2004), межрегиональной научно-практической конференции, посвященной 55-летию факультета физической культуры ВГГУ (Киров, 2004), VIII научно-практической конференции КамГИФК «Теоретические и практические аспекты физического воспитания» (Набережные Челны, 2006), XX съезде физиологического общества им. И.П. Павлова (Москва, 2007).

Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения, практических рекомендаций, выводов, приложений и библиографического списка, включающего 208 работ отечественных и зарубежных авторов. Работа изложена на 146 страницах машинописного текста, иллюстрирована 20 таблицами и 30 рисунками.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

В исследовании принимали участие подростки 13-14 лет (8-9 класс средней школы №16 г. Кирова) 1 и 2 групп здоровья, не имеющие заболеваний сердечно­сосудистой системы и других патологий за последние две недели перед обследованием, и не состоящие на диспансерном учете. Было обследовано 249 человек (129 мальчиков и 120 девочек). В качестве модели эмоционального напряжения использовался модифицированный 10-минутный компьютерный вариант корректурной пробы В.Я. Анфимова (В.Л. Тарасов, А.П. Спицин, свидетельство №2000610387).

Для усиления мотива, побуждающего к действиям, и для создания у испытуемых более единообразных и определенных представлений о шкале трудностей предлагаемой задачи, как и в исследованиях К.В. Судакова (1991), В.А. Демидова (1988, 1998), мы вводили «социальную норму» результативности. Данный показатель определялся после предварительного изучения психоэмоционального статуса, для чего по бланковому тесту «Черты характера и темперамента» оценивали показатели эмоциональной реактивности, уровня притязаний и типологические особенности личности; по личностному опроснику PEN Г. Айзенка определяли уровень экстраверсии, интроверсии и нейротизма; по шкале самооценки Спилбергера выявляли уровень личностной тревожности.

Перед исследованием, с целью повышения уровня эмоционального напряжения в ходе выполнения теста, испытуемым объяснялась социальная значимость предполагаемых результатов. На 7-й минуте теста вводилось условие: при максимальной скорости и точности выполнения задания на данной минуте результаты теста в целом будут значительно выше, что позволяло создавать ситуацию максимального напряжения деятельности центральной нервной системы, приводящую к более значительным эмоциональным переживаниям, чем на остальных этапах исследования (Д.Н. Мальцев, Физиология человека, 2008).

Измерение кардиогемодинамических показателей производилось в состоянии покоя, на 5, 7 и 10-й минутах выполнения теста, во время анализа полученных результатов сразу же после окончания теста и на 2 и 5-й минутах восстановительного периода. Особенности функционирования сердечно-сосудистой системы изучались при помощи комплекса неинвазивных методов: электрокардиографии, фонокардиографии, сфигмографии, тетраполярной грудной реографии на отечественном приборе «Полиграф П8Ч-01» и измерения артериального давления осциллометрическим методом при помощи автоматического электронного прибора UA-767 фирмы «AND» (Япония).

Об изменении у испытуемых артериального давления и об особенностях при этом кардиогемодинамики судили по данным систолического (СД), диастолического (ДД) и среднего гемодинамического артериального давления (СрГД), а также по изменениям частоты сердечных сокращений (ЧСС), ударного (УОК) и минутного (МОК) объёмов крови, общего периферического сопротивления (ОПСС), фазы изгнания, фазы изометрического сокращения (ИС), механической систолы (МС), внутрисистолического показателя (ВСП) и по изменению работы сердца (А). По величине объемной скорости выброса крови (ОСВ), мощности сокращения левого желудочка (МСЛЖ) и по расходу энергии сердцем (Рэ) производили энергетическую характеристику сердечной деятельности. Потребность миокарда в кислороде оценивали по величине двойного (ДП) и тройного (ТП) произведения.

Результаты исследования подвергнуты статистической обработке методом вариационной статистики (В.И. Кувакин, 1993). О достоверности различий судили по t - критерию Стьюдента. Достоверными считали различия при уровне значимости р<0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Сравнительный анализ кардиогемодинамики в покое и при эмоциональном напряжении у подростков, не занимающихся спортом

В группе подростков, чей режим двигательной активности не превышал гигиеническую норму, у девочек, в отличие от мальчиков, поддержание СрГД (табл. 1) происходит за счет значимо высоких ЧСС, УОК, МОК и достоверно более низкого ОПСС. При этом показатели работы сердца и потребности миокарда в кислороде (см. табл. 2) у девочек были значительно выше (р<0.001), что говорит о более благоприятном функционировании сердечно-сосудистой системы мальчиков-подростков в покое.

Практическое применение компьютерного варианта корректурной пробы для формирования эмоционального напряжения в лабораторных условиях показало, что напряженная информационная нагрузка в условиях дефицита времени, при социальной значимости результатов теста для испытуемого, является достаточно стрессогенным фактором для лиц подросткового возраста. На всем протяжении выполнения корректурной пробы показатели кардиогемодинамики у подростков были достоверно увеличены по сравнению с показателями в покое и во время восстановительного периода. Изменения ЧСС (рис. 1), СД, ДД, СрГД, ДП, ТП, А и Рэ были высоко достоверны как у мальчиков, так и у девочек (р<0,001), но выраженность этих изменений у девочек была выше, что говорит о более высокой реактивности их организма к воздействию эмоциональных нагрузок, возникающих в процессе обучения.

Учитывая тот факт, что наиболее благоприятной реакцией на эмоциональное напряжение является повышение СрГД в основном за счет увеличения УОК при мало изменяющихся ЧСС и ОПСС (Соколов Е.И., 1983), можно заключить, что у подростков механизмы регуляции кардиогемодинамики еще несовершенны (Лучицкая Е.С., 2007). Также о несовершенстве механизмов регуляции кардиогемодинамики у подростков свидетельствует то, что рост МОК в зависимости от степени эмоциональной напряженности работы сопровождался только ростом ЧСС при неизменном УОК, что также является неблагоприятной реакцией организма на стрессорное воздействие.

Таблица 1

Показатели кардиогемодинамики у подростков в покое

Показатели

Группы подростков

Частота сердечных сокращений (уд/мин)

Ударный объем крови (мл)

Общее периферическое сопротивление сосудов (дин)

Обычный режим двигательной активности

Мальчики (п=62)

82,1 ±1,14

55,7 ± 1,35

1618 ± 34,3

Девочки (п=97)

87,0 ± 1,49

61,7 ± 1,36

1409 ± 32,0

Р

<0,01

<0,01

<0,001

Повышенный

режим двигательной активности

Мальчики (п=67)

80,2 ± 1,61

58,1 ±1,98

1583 ±43,1

Девочки (п=23)

82,1 ±2,62

62,1 ±2,1

1413 ± 57,7

Р

>0,05

>0,05

<0,001

Показатели

Группы подростков

Среднее гемодинамическое давление (мм.рт.ст.)

Сердечный

индекс (л/мин/м2)

Объемная скорость сердечного выброса (мл/сек)

Обычный режим двигательной активности

Мальчики (п=62)

86,2 ± 0,75

2,91 ± 0,06

228,2 ± 5,2

Девочки (п=97)

87,9 ±0,76

3,56 ±0,08

245,4 ± 8,6

Р

>0,05

<0,001

<0,05

Повышенный

режим двигательной активности

Мальчики (п=67)

85,9 ± 1,02

2,89 ±0,08

236,1 ±7,3

Девочки (п=23)

86,5 ± 1,54

3,38 ±0,12

245,4 ± 8,6

Р

>0,05

<0,05

>0,05

Высокодостоверное (р<0,001) изменение показателей, характеризующих энергетическую характеристику сердечной деятельности и потребность миокарда в кислороде (табл. 2), доказывает, что данный вид умственной деятельности является достаточно стрессогенным фактором для организма подростков.

Частота сердечных сокращении (уд/мин)

1 этап

2 этап

3 этап

4 этап

—♦—Мальчики - спортсмены

- • - Мальчики неспортсмены

-А— Девочки - спортсмены —X—Девочки неспортсмены

Минутный объем крови (л)

100 97 94 91 88 85 82 79

Мальчики - спортсмены

- - • -

Мальчики неспортсмены

- - А —

Девочки - спортсмены

—X—

Девочки неспортсмены

1 этап

2 этап

3 этап

4 этап

Примечание: 1 этап - покой; 2,3,4 этапы - 5,7,10 минуты выполнения корректурной пробы, соответственно

Рис. 1. Динамика изменения частоты сердечных сокращений и минутного объема крови у подростков во время выполнения корректурной пробы

Реакцией на максимальное эмоциональное напряжение было достоверное, по сравнению с предыдущим этапом эксперимента, увеличение у мальчиков ЧСС с 86,8±1,2 до 91,8±1,2 уд/мин (р<0,01); ДП с 105,3±2,2 до 112,3±2,1 усл. ед. (р<0,05) и ТП с 25,46±0,39 до 26,65±0,39 усл. ед. (р<0,05). У девочек достоверно изменились ЧСС (с 94,5±1,6 до 99,0±1,6 уд/мин, р<0,05) и ТП (с 28,19±0,48 до 29,54±0,47 усл.ед., р<0,05). Можно сделать заключение о том, что кардиогемодинамическая устойчивость к максимальному эмоциональному напряжению у девочек выше, чем у мальчиков; система коронарных сосудов во время эмоциональных перегрузок защищена у девочек более эффективно, хотя на ординарные эмоциональные нагрузки они отвечают более сильными изменениями кардиогемодинамики.

Анализ восстановительного периода показал, что наиболее активно процессы восстановления у неспортсменов происходят сразу же после окончания работы, во время анализа полученных результатов. СрГД и Рэ у мальчиков продолжают достоверно снижаться до 2-й минуты восстановления, а у девочек эти показатели и СД достоверно снизились на 5-й минуте восстановительного периода, что говорит о некотором замедлении темпов восстановления системы кардиогемодинамики у девочек в подростковом возрасте.

Таким образом, предложенная методика исследования кардиогемодинамической реакции организма на эмоциональное напряжение в условиях напряженной информационной нагрузки, сопровождающей выполнение социально-значимых заданий и тестов, может быть рекомендована для исследования устойчивости организма подростков не только к данному виду учебных работ, но и для выявления общей устойчивости организма к эмоциональным перегрузкам. Решение компьютерного теста вызывает вегетативные сдвиги в организме подростков, характерные для эмоционального напряжения, что необходимо учитывать при включении данного метода учета знаний в учебный план школьников. Особое внимание необходимо уделять комплексным показателям, характеризующим энергетическое обеспечение сердечной деятельности и потребность миокарда в кислороде.

Сравнительный анализ кардиогемодинамики в покое и при эмоциональном напряжении у подростков, занимающихся физической культурой

У подростков, чей недельный уровень двигательной активности превышал гигиеническую норму, обнаружено снижение потребности миокарда в кислороде в состоянии покоя (табл. 2); у девочек эти различия высоко достоверны (р<0,001). При этом основные показатели, характеризующие внутрисердечную гемодинамику (УОК, ОПСС, СрГД, СИ), достоверно не отличались в обеих группах (табл. 1).

Таблица 2

Изменение показателей кардиогемодинамики на 5-ой минуте выполнения корректурной пробы

Показатели

Двойное произведение (усл. ед.)

Тройное произведение (усл. ед.)

Внешняя работа сердца (кГм)

Мощность сокращения

левого желудочка (Вт)

Расход энергии сердцем (Вт-л/мин)

Обычный режим двигательной активности

мальчики (п=62)

Покой

91,58 ±1,68

22,1 ± 0,3

5,48 ±0,15

2,64 ± 0,07

11,5 ± 0,1

5-я минута пробы

105,3 ±2,2

25,5 ±0,39

6,33 ±0,18

2,87 ± 0,08

12,5 ± 0,13

Р

<0,001

<0,001

<0,001

<0,05

<0,001

Девочки (п=97)

Покой

98,15 ±2,1

24,3 ±0,35

6,50 ±0,17

2,86 ± 0,06

11,7 ± 0,1

5-я минута пробы

115,0 ±2,76

 

28,2 ± 0,48

7,90 ±0,25

3,20 ± 0,08

12,8 ± 0,12

Р

<0,001

<0,001

<0,001

<0,01

<0,001

Повышенный режим двигательной активности

мальчики (п=67)

Покой

89,58 ±2,24

21,7 ± 0,4

5,50 ±0,19

2,72 ± 0,10

11,5 ± 0,14

5-я минута пробы

104,1 ±2,87

25,4 ± 0,54

6,37 ±0,23

2,94 ± 0,11

12,6 ± 0,18

Р

<0,001

<0,001

<0,01

>0,05

<0,001

девочки (п=23)

Покой

90,62 ± 3,58

22,8 ± 0,66

6,12 ±0,25

2,83 ± 0,11

11,5 ± 0,21

5-я минута пробы

104,7 ±4,68

26,4 ± 0,89

7,73 ±0,55

3,19 ± 0,19

12,5 ± 0,27

Р

<0,05

<0,01

<0,05

>0,05

<0,01

Во время выполнения корректурной пробы потребность миокарда в кислороде у подростков-спортсменов, а особенно у девочек, на всем протяжении пробы ниже, чем у неспортсменов. Это показывает, что система коронарных сосудов у подростков, занимающихся физической культурой и спортом, защищена от воздействия эмоционально-стрессовых факторов в большей степени, чем у их сверстников.

Лучшие показатели адаптации к эмоциональному напряжению имеют девочки - спортсменки. Это подтверждается существенным увеличением у них УОК, СИ, МСЛЖ и наименьшим из всех групп подростков увеличением ВСП на всем протяжении корректурной пробы. То есть сердце, как насос, у девочек-спортсменок работает интенсивнее и более экономно; также более стабильными у них остаются показатели, характеризующие сократительные свойства миокарда и внутрисердечную ауторегуляцию. На лучшую устойчивость спортсменов к эмоциональному напряжению указывает и тот факт, что на 7-й минуте корректурной пробы, во время максимального эмоционального напряжения, несмотря на общую тенденцию всех показателей кардиогемодинамики к росту, у спортсменов достоверно изменилась только ЧСС (рис. 1) и ТП (р<0,05).

При рассмотрении периода восстановления у спортсменов обнаружено, что наиболее интенсивно показатели кардиогемодинамики у тренированного организма снижаются на 1-й минуте восстановительного периода во время анализа полученных результатов, причем эти изменения выражены слабее, нежели у неспортсменов. Более плавное восстановление гемодинамических показателей у спортсменов наблюдалось затем в течение всего периода восстановления в отличие от их сверстников, не занимающихся физической культурой и спортом, у которых СрГД, СД и Рэ продолжали достоверно снижаться до 5-й минуты восстановительного периода. Следовательно, регулярные физические нагрузки ведут к изменению темпов восстановления механизмов гемодинамического обеспечения эмоционального напряжения, что проявляется в постепенном снижении показателей кардиогемодинамики на всем протяжении восстановления, в отличие от неспортсменов, у которых динамика восстановления показателей кардиогемодинамики носит более скачкообразный характер. Исходя из полученных данных, можно сделать заключение, что повышение двигательной активности в режиме дня подростков положительно сказывается на устойчивости кардиогемодинамики к учебным и эмоциональным нагрузкам и является необходимой мерой профилактики заболеваний, в том числе и тех, в основе которых лежат эмоционально-стрессовые факторы.

Сравнительный анализ кардиогемодинамической устойчивости подростков в зависимости от типа личности

Нами обнаружено, что гемодинамическое обеспечение организма в покое зависит от степени развития у подростков экстраверсии (склонности к общительному, активному, самоуверенному, импульсивному поведению) и от уровня их психотизма (конфликтности, склонности к асоциальному поведению). От уровня подвижности нервных процессов (нейротизма) гемодинамическое обеспечение состояния покоя подростка не зависит.

В покое у лиц со средним уровнем экстраверсии наблюдается наименьшая ЧСС (81,28±1,34 уд/мин), что сопровождается увеличением фаз сердечного цикла и уменьшением потребности миокарда в кислороде, то есть экономизацией сердечной деятельности. С увеличением уровня интроверсии наблюдается рост МОК, что приводит к увеличению СИ и потребности миокарда в кислороде. О снижении адаптационного потенциала уже в состоянии покоя у данной группы подростков говорит повышение энергетических характеристик сердечной деятельности. У лиц с высокими показателями экстраверсии достоверно увеличена ЧСС (р<0,05).

С ростом психического качества «психотизм» в состоянии покоя происходит снижение СД, СрГД, ДП, ТП, Рэ (р<0,05), рост ИС (р<0,05), что можно заметить, сравнивая группы с низким и средним уровнем развития данного качества. Следовательно, поддержание ОПСС на одном уровне у лиц со средним уровнем психотизма достигается более за счет сосудистого компонента, что приводит к снижению потребности миокарда в кислороде за счет пониженного расхода энергии сердцем во время сердечного сокращения.

Та же тенденция сохраняется при сравнении подростков с наименьшим и наивысшим уровнем данного качества. В данном случае обеспечение гемодинамической нормы в состоянии покоя осуществляется еще более экономно, о чем свидетельствуют достоверные различия в показателях СД, ДД, СрГД, Т, ИС, ВСП, МОК, ТП, МСЛЖ, Рэ (р<0,05), СИ, А (р<0,01), то есть давление в сосудистом русле подростков более низкое, что приводит к экономизации сердечной деятельности. У подростков с наиболее сильно проявляющимся психотизмом данные изменения сопровождаются еще и снижением объема крови, потребляемого организмом, причем в абсолютных величинах (снижение СИ, р<0,01), то есть у таких подростков созданы более благоприятные условия для обеспечения тканей кислородом.

1 этап 2 этап 3 этап —•—Низкий —■—Средний —

Сердечный индекс (л/мин/м2)

1 этап 2 этап 3 этап • Низкий —■—Средний

Рис. 2. Изменение параметров кардиогемодинамики при выполнении корректурной пробы у лиц с различной степенью выраженности экстраверсии

1 этап 2 этап 3 этап —•—Низкий —■—Средний —j

Объемная скорость выброса крови (мл/с)

1 этап 2 этап 3 этап -•—Низкий —■—Средний —

Минутный объем крови (л)

Частота сердечных сокращений (уд/мин)

Во время выполнения корректурной пробы кардиогемодинамические различия между лицами с разной степенью выраженности экстра-интроверсии увеличиваются (рис. 2). Если на 5-й минуте теста данные различия просматривались лишь по ЧСС, ИС, ВСП и увеличению по сравнению с покоем СИ (р<0,05) у лиц со средним уровнем данных психических качеств за счет роста МОК (р<0,05), то при максимальном эмоциональном напряжении различие проявилось более существенно. Лица с интровертированным типом личности имели выраженную реакцию Т, МОК, СИ (р<0,05), лица с высоким уровнем экстраверсии Т (р<0,001), МОК, СИ (р<0,05). Подростки средней группы имели наибольший прирост Т (р<0,001), МОК, СИ (р<0,01) при наименьшем росте ВСП (р<0,05). На заключительной минуте выполнения корректурной пробы обнаружилось, что подростки с высоким уровнем экстраверсии имели наибольший сдвиг кардиогемодинамических показателей по сравнению с их уровнем в покое. Поддержание МОК и СИ (р<0,05) происходило за счет изменения Т, ИС, ВСП, А (р<0,001), МСЛЖ (р<0,01).

Объемная скорость выброса крови (мл/с)

250

1 этап

2 этап

3 этап

4 этап

■Низкий

■Средний

■Высокий

Рис. 3. Изменение гемодннамнческих показателей при выполнении корректурной пробы у лиц с различным уровнем нейротизма

Сердечный индекс (л/мин/м2)

1 этап 2 этап 3 этап 4 этап

■Низкий

■Средний —А— Высокий

Минутный объем крови (л)

1 этап 2 этап 3 этап 4 этап

►—Низкий —■— Средний —А—Высокий

Частота сердечных сокращений (уд/мин)

1 этап 2 этап 3 этап 4 этап -•—Низкий —■— Средний —Высокий

Поддержание ОПСС во время выполнения теста у подростков со слабой степенью психической устойчивости имело следующие отличия от подростков со средним и высоким уровнем данного показателя (рис. 3). На 5-й минуте оно происходило больше за счет роста СД, ДД, ДП, А (р<0,001), ЧСС, ВСП (р<0,01), МОК и СИ (р<0,05) и сокращения Т и ИС (р<0,01). Лица с низким уровнем нейротизма имели на этом этапе наименьший прирост СД и ДД (р<0,05), а лица среднего психотипа - Т, ИС, ВСП, ДП, А, МСЛЖ, то есть постоянство ОПСС у первых достигалось больше за счет сосудистого, а у вторых - сердечного компонента регуляции. На следующих этапах эксперимента лица со средним уровнем нейротизма имели более благоприятную картину регуляции кардиогемодинамики в связи с большим равновесием центрального и периферического звена регуляции. Обнаружено, что на максимальное эмоциональное напряжение наиболее сильный ответ дает система кардиогемодинамики подростков с высоким уровнем психической устойчивости, причем данная мобилизация не привела к достижению наилучшего результата в корректурной пробе. Реакция кардиогемодинамики подростков с высокими показателями нейротизма, которым
свойственна наименьшая психическая устойчивость, была более выражена по сравнению с их сверстниками к окончанию выполнения корректурной пробы и говорила о значительном перенапряжении механизмов адаптации к эмоциональной нагрузке.

Таким образом, обнаружена тенденция к изменению уровня реакции кардиогемодинамики на эмоциональное напряжение у подростков в зависимости от типа их личности. Лица с повышенным уровнем экстраверсии и нейротизма имеют больший шанс получить срыв адаптационных возможностей организма в процессе обучения, в связи, с чем необходимо особое внимание уделять данным группам подростков в плане профилактики психического перенапряжения. Лица со средним уровнем экстраверсии и психической устойчивости более устойчивы к воздействию эмоциональных факторов.

Анализ кардиогемодинамики у лиц подросткового возраста с разным типом кровообращения

По величине сердечного индекса подростки были разделены на три группы: с гиперкинетическим (СИ более 3,71 л/мин/м2 у мальчиков и 3,74 л/мин/м2 у девочек, эукинетическим (у мальчиков от 2,55 до 3,71 л/мин/м2, у девочек - от 2,55 до 3,74 л/мин/м2 и гипокинетическим типом кровообращения (у мальчиков и девочек соответственно от 1,39 и 1,36 до 2,55 л/мин/м2). При помощи данного метода распределения (Е.Л. Полухина, 1989) гиперкинетический тип кровообращения был установлен у 12 мальчиков и 47 девочек (9,3% и 39,2% соответственно), эукинетический тип - у 76 мальчиков и 61 девочки (58,9% и 50,8%) и гипокинетический тип - у 41 мальчика и 12 девочек (31,8% и 10%).

У мальчиков с гиперкинетическим типом кровообращения, в отличие от мальчиков с гипокинетическим типом, обнаружен самый низкий уровень ОПСС - 1193±60,55 (р<0,001) и наиболее высокий уровень СД - 118,4±4,176, ВСП - 0,892±0,013, ДП - 102,4±6,809 (р<0,05), ИС - 0,03±0,004, ТП - 24,78±1,047 (р<0,01), УОК - 73,24±5,02, МОК - 6,104±0,258, СИ - 4,002±0,036, ОСВ - 295±16,35, А - 7,645±0,428, МСЛЖ - 3,524±0,244 (р<0,001). Кардиогемодинамика у мальчиков с гипокинетическим типом кровообращения характеризовалась наиболее низкими исходными величинами всех вышеуказанных показателей, за исключением ОПСС, которое у данного типа испытуемых было максимальным - 1989±56,63 (р<0,001). СД в данной группе составило 108,5±1,56, ИС - 0,042±0,002, ВСП - 0,855±0,007, УОК - 45,12±1,76, МОК - 3,481±0,085, СИ - 2,27±0,041, ОСВ - 183,2±6,003, ДП - 85,76±2,244, ТП - 20,88±0,433, А - 4,141±0,134, МСЛЖ - 2,073±0,081.

Исходные показатели кардиогемодинамики девочек с гиперкинетическим типом кровообращения, в сравнении с девочками с гипокинетическим типом, характеризовались наиболее высокими величинами УОК - 70,89±1,732, МОК - 6,391±0,169, СИ - 4,366±0,104, ОСВ - 284,6±5,899, А - 7,937±0,268, МСЛЖ - 3,353±0,088 (р<0,001) и наиболее низким ОПСС - 1131±25,69 в отличие от гипокинетического типа, где показатель ОПСС был наибольшим - 1968±118,5 (р<0,001). Кроме того, девочки с гипокинетическим типом кровообращения имели наименьшие значения УОК - 44,19±2,749, МОК - 3,646±0,117, СИ - 2,369±0,088, ОСВ - 174±7,27, А - 4,513±0,245, МСЛЖ - 2,035±0,102.

Эукинетический тип кровообращения и у мальчиков, и у девочек характеризовался промежуточными значениями всех гемодинамических параметров.

Исходя из полученных данных, можно заключить, что у мальчиков и девочек с гиперкинетическим типом кровообращения, в отличие от их сверстников с гипокинетическим типом кровообращения, к механизмам, ответственным за энергообеспечение деятельности сердечно-сосудистой системы и за выполнение сердечной мышцей внешней работы, предъявляются более высокие требования. Более высокий показатель А у подростков с гиперкинетическим типом кровообращения объясняется, по-видимому, значительным преобладанием у них СД, которое, как правило, сопровождается повышенной потребностью миокарда в кислороде (Ф.П. Ведяев, 1990). Работа, выполняемая сердцем, у мальчиков с гиперкинетическим типом кровообращения была наименее экономной из всех перечисленных групп подростков. Даже у девочек с тем же типом кровообращения на большую экономизацию сердечной деятельности указывали более низкие значения МСЛЖ, ОСВ, ОПСС.

Сходная картина реакции кардиогемодинамики у мальчиков с гипокинетическим типом кровообращения: рост потребности миокарда в кислороде на всем протяжении теста (р<0,001), сократительная способность миокарда на первом этапе корректурной пробы возросла у них незначительно, в то время как в период максимального эмоционального напряжения и на последней минуте пробы показатели, характеризующие этот фактор, были достоверно увеличены в сравнении с покоем. Сопоставляя все группы подростков, можно увидеть, что этот тип наименее устойчив к воздействию максимальных стрессовых нагрузок, в то время как на ординарное эмоциональное напряжение реакция у него благоприятная. О нежелательности для данного типа высокого эмоционального напряжения говорит также то, что после окончания его воздействия показатели кардиогемодинамики оставались на достаточно высоком уровне.

130

120 110

ДЕВОЧКИ

Двойное произведение (усл.ед.)

100

1 этап 2 этап 3 этап 4 этап

■ГРКТ —■— ЭУКТ

■ГПКТ

130

120 110

МАЛЬЧИКИ

Двойное произведение (усл.ед.)

100

1 этап

2 этап

3 этап

4 этап

■ГРКТ

■ЭУКТ

■ГПКТ

Мощность сокращения левого желудочка (Вт)

1 этап 2 этап 3 этап 4 этап

•ГРКТ - и-ЭУКТ

ГПКТ

4

3 2

•ГРКТ

•ГПКТ

Мощность сокращения левого желудочка (Вт)

1 этап 2 этап 3 этап 4 этап

-ЭУКТ

Рис. 4. Изменение гемодинамических показателей при выполнении корректурной пробы у подростков с гиперкинетическим (ГРКТ), эукинетическим (ЭУКТ) и гипокинетическим (ГПКТ) типом кровообращения

Наиболее быстрое восстановление гемодинамических показателей после корректурной пробы произошло у подростков с эукинетическим типом кровообращения, особенно у мальчиков, у которых МОК во время анализа полученных результатов, однако, остался на прежнем уровне и его снижение происходило на 2-й (р<0,01) и 5-й (р<0,001) минутах восстановительного периода. У девочек гипокинетического и мальчиков гиперкинетического типов гемодинамики, в связи с низкой резистентностью их к эмоциональным нагрузкам, величина изменения показателей в восстановительный период была незначительной.

Таким образом, установлено, что мальчики-подростки с гиперкинетическим типом кровообращения и девочки с гипокинетическим типом более устойчивы к воздействию стандартных стрессовых нагрузок, возникающих во время учебной деятельности. Мальчики с гипокинетическим типом кровообращения на максимальные стрессовые раздражители отвечают более сильными изменениями в кар дио ге мо динам и ке. Увеличение СД и ДД происходит у них на фоне сопряженной реакции МОК и ОПСС, в то время, как в остальных случаях, повышение СД и ДД достигается преимущественно увеличением МОК, который изменяется за счет увеличения

ЧСС и УОК и сопровождается более высоким Рэ, максимальным увеличением А и высокой потребностью миокарда в кислороде. Значительный рост потребности миокарда в кислороде уже во время первого этапа корректурной пробы, у мальчиков и девочек эуки нетичес ко го типа кровообращения и девочек гиперкинетического типа, указывает на слабую защищенность системы коронарных сосудов от воздействия эмоционально-стрессовых факторов.

ВЫВОДЫ

Предложенная нами модель учебной деятельности с включением в нее временных ограничений выполнения задания и «социапьно-значимош фактора» показала, что у подростков 13-14 лет в данных условиях возникают изменения в системе кровообращения, характерные доя состояния эмоционального напряжения.

На устойчивость организма к эмоциональным нагрузкам влияют пол подростка и уровень его двигательной активности. Девочки реагируют меньшей потребностью миокарда в кислороде и более низкими величинами показателей, характеризующих работу сердца и расход энергии. У мальчиков рост внешней работы сердца достигается преимущественно «работой давлением», а у девочек - «работой объёмом», что ведёт к увеличению у мальчиков потребности миокарда в кислороде и к большим энергозатратам сердца. У лиц, занимающихся спортом, кардиогемодинамическое обеспечение поведенческой деятельности осуществляется более адекватно и экономно. При этом наряду с экономизацией функции сердечно-сосудистой системы создаются и более оптимальные условия доя функционирования системы кровообращения. Также у них обеспечение деятельности сердечно-сосудистой системы в условиях эмоционального напряжения имеет свои характерные особенности, проявляющиеся в изменении сократимости миокарда и частоты сердечных сокращений.

Тип личности имеет значение при кардиогемодинамическом ответе организма на эмоциональное напряжение. Значительное увеличение показателей, характеризующих энергетику сердечного сокращения и потребность миокарда в кислороде у лиц с высоким уровнем экстраверсии свидетельствует о том, что данная группа подростков имеет больше шансов получить срыв адаптационных возможностей организма в процессе обучения. Лица со средним уровнем экстраверсии и нейротизма более устойчивы к воздействию эмоциональных факторов, так как у них изменение артериального давления идет пропорционально росту ударного объема крови и частоты сердечных сокращений, что приводит к снижению энергетических затрат в работе сердца и к снижению потребности миокарда в кислороде.

Подростки с разными типами кровообращения характеризуются определённым комплексом кардиогемодинамических проявлений, как в состоянии покоя, так и во время эмоционального напряжения. Мальчики с гиперкинетическим и девочки с гипокинетическим типом кровообращения более устойчивы к воздействию стандартных стрессовых нагрузок, возникающих во время учебной деятельности. Мальчики с гипокинетическим типом кровообращения на максимальные стрессовые раздражители отвечают более сильными изменениями показателей, характеризующих энергетическую стоимость сердечной деятельности. Значительный рост потребности миокарда в кислороде уже во время первого этапа корректурной пробы у мальчиков и девочек эукинетического типа кровообращения и девочек гиперкинетического типа кровообращения указывает на слабую защищенность у них системы коронарных сосудов от воздействия эмоционально-стрессовых факторов.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Результаты комплексного исследования свидетельствуют о необходимости определения некоторых характеристик организма школьников (типа высшей нервной деятельности, показателей системы кровообращения) доя выявления наиболее эффективных методик обучения и подготовки к контрольным работам и экзаменам.

Систему обучения следует оптимизировать в соответствии с половыми и индивидуальными особенностями организма подростков (уровнем двигательной активности в режиме дня школьника, уровнем экстраверсии, нейротима и психотизма, типом кровообращения). Было бы оптимальным при делении школьников на классы учитывать и их кардиогемодинамические особенности в состоянии покоя и во время учебной деятельности, сопровождающейся эмоциональным напряжением, чтобы применять эффективные методы обучения и контроля на реагирующем адекватно контингенте обучаемых.

Использование компьютерного варианта корректурной пробы с параллельным определением кардиогемодинамических показателей подростка позволит точно оценить систему реакции организма подростка на эмоциональное напряжение при условии введения в тест социально-значимых установок доя испытуемого (применение результатов теста доя определения соответствия уровня обучения, компетентности, будущей профессиональной пригодности, выбора направления обучения, решения о переводе в другой класс, объявление результатов теста социально-значимым для подростка группам и т.п.).

Предложенные нормативы деятельности сердечно-сосудистой системы и выявленные отклонения некоторых показателей кардиогемодинамики могут быть использованы как доя оценки состояния здоровья школьников, так и доя профилактики сердечно-сосудистых заболеваний.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ЧСС

- частота сердечных сокращений

СД

- систолическое артериальное давление

СрГД

- среднее гемодинамическое артериальное давление

дд

- диастолическое артериальное давление

УОК

- ударный объем крови

мок

- минутный объем крови

СИ

- сердечный индекс

ОПСС

- общее периферическое сопротивление сосудов

А

- внешняя работа сердца

Рэ

- расход энергии сердцем на передвижение одного литра крови

МСЛЖ

- мощность сокращения левого желудочка

ОСВ

- объемная скорость сердечного выброса

ВСП

- внутрисистолический показатель

т

- период напряжения

ИС

- фаза изометрического сокращения

ДП

- двойное произведение

ТП

- тройное произведение