Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Адаптационные возможности организма студентов, постоянно проживающих в условиях урбанизированного севера
1.1. Основные морфологические и функциональные показатели адаптации молодого организма в условиях Тюменского Севера
1.2. Сомато-физиологическая характеристика конституции человека
1.3. Функциональное состояние организма студентов 17-20 лет
1.4. Влияние физических нагрузок на организм человека
ГЛАВА 2 Материалы и методы исследования 35
2.1. Социально-физиологическая характеристика обследованной группы
2.2. Диагностика конституциональных показателей 36
2.3. Определение количественного состава массы тела 39
2.4. Измерение параметров периферического кровообращения
2.5. Оценка параметров центральной гемодинамики 43
2.6. Методы электрокардиографии и вариационной пульсометрии
2.7. Статистическая обработка полученных результатов
ГЛАВА 3 Результаты исследований и их обсуждение
3.1. Антропометрические параметры студентов с разным уровнем физической активности
3.2. Показатели параметров периферического кровообращения студенток с разным уровнем физической активности
3.3. Показатели параметров центральной гемо динамики у студентов с разным уровнем физической активности
3.4. Показатели электрокардиографии студентов с разным уровнем физической активности
3.5. Анализ вариабельности сердечного ритма у студентов с разным уровнем физической активности
Заключение 91
Выводы 95
Практические рекомендации 96
Список литературы
- Сомато-физиологическая характеристика конституции человека
- Влияние физических нагрузок на организм человека
- Измерение параметров периферического кровообращения
- Показатели параметров центральной гемо динамики у студентов с разным уровнем физической активности
Сомато-физиологическая характеристика конституции человека
Рассматривая типы конституций человека, следует отметить, что при изучении закономерностей их формирования необходимо понимание сущности конституционально-типологических различий. В основе диагностики типов конституций лежит общепринятый подход, который характеризуется выделением из числа многочисленных индивидуальных вариантов общих для них типов строения тела, особенностей реакций организма на внешние воздействия. Последние важны для оценки качества показателей реактивности организма [26; 102; ПО; 169].
В настоящее время не имеется четко выделенных конституциональных признаков, которые объективно и достаточно оценивали бы типологические особенности организма. Большинство современных отечественных исследователей для определения типов конституций придерживаются методики В. Г. Штефко и А. Д. Островского [209] в модификации С. С. Дарской [63]. При диагностике конституциональных типов используются соматоскопиче-ские и антропометрические критерии, позволяющие определить границы между отдельными вариантами [151; 152; 208].
Одной из самых важных сторон в диагностике типов конституций является сопоставимость результатов, полученных разными учеными. Многие исследователи считают конституциональными те структурные, функциональные и поведенческие признаки, которые стабильны на протяжении длительного времени. С возрастом могут происходить изменения в соотношении различных конституциональных типов [123; 128; 135]. Преобразования типов конституций связано с интенсивным воздействием окружающей среды. Интенсивные физические нагрузки приводят к изменению пропорций тела, нейроэндокринных и регуляторных механизмов в организме человека [88; 169].
Существуют закономерные возрастные, половые, региональные различия в распределении типов конституций [107; 151]. Установлено, что наблюдается определенный характер изменений в формировании типов конституции, связанные с процессами акселерации и ретардаций [56; 94]. Современная популяция детей имеет значительные различия в сомато-функциональных признаках того или иного типа конституции. Антропогенное влияние окружающей среды, социально-экономические условия, гиподинамия, стрессовая перегрузка вызывает индивидуальную вариабельность и приводит к значительной изменчивости в формировании того или иного типа конституции [186].
А. И. Клиорин с соавт. [102] при описании нормативных конституциональных типов отмечают тот факт, что у лиц дигрессивной конституции хорошо развита нижняя треть лица, с расходящимися ветвями нижней челюсти и с лицом формы усеченной пирамиды, короткой шеей. У них хорошо выражена короткая и широкая грудная клетка, сильно развит живот, выражены жировые складки, подчревный угол тупой. Лица мышечной конституции имеют квадратной и округлой формы лицо, туловище развито равномерно, подчревный угол средний, плечи широкие и высокие, грудная клетка средней длины, резко выражен контур мышц. У лиц с торакальным типом конституции хорошо развита грудная клетка, определяется небольшой живот, они характеризуются большой жизненной емкостью легких и развитием тех частей лица, которые принимают непосредственное участие в дыхании. Представители астеноидной конституции имеют тонкий и нежный костяк, с преимущественным развитием нижних конечностей, узкой грудной клеткой, острым подчревным углом, слабо развитым животом. Существуют лица с неопределенной конституцией [102].
Отмечено, что наибольшей продолжительностью срока увеличения тотальных размеров тела отмечаются представители астеноидного типа консти туции [152; 212]. Значительно раньше этот процесс завершается у лиц, обладающих дигестивной и мышечной конституциями [208].
Б. А. Никитюк с соавт. [151], изучая особенности обмена веществ у подростков различных типов конституции, выявили значительную гиперхо-лестеринемию у лиц дигестивного типа. Наибольшая интенсивность обмена веществ установлена в группе детей мышечной конституции.
В. Ф. Маркин установил взаимосвязи между типом гемодинамики и конституциональным типом. При астенической конституции чаще встречаются гипокинетический, при торакальной и мышечной - эукинетическии и при дигестивной - гиперкинестический типы гемодинамики [139].
Н. А. Фомин определил зависимость характера реагирования сердечнососудистой системы на физические нагрузки аэробного типа от индивидуально-типологических особенностей организма [202].
О. Ю. Дяденко выявила взаимосвязь между типом гемодинамики и типом адаптивной реакции у лиц с различной конституцией. Автор отметила, что для стайеров характерен гипокинетический тип гемодинамики, для промежуточных типов и спринтеров - эукинетическии. Выявленные закономерности позволили рассматривать тип гемодинамики как частную конституцию в иерархии представлений по общей конституции [79].
О. В. Визгаловым выявлена прямая корреляционная взаимосвязь между антропометрическими величинами, характеризующими развитие компонентного состава тела и физиологическими показателями системы внешнего дыхания и сомато-типологической принадлежностью [49].
Таким образом, в научной литературе содержаться данные о взаимосвязи между конституциональным типом, соматометрическими, биохимическими, функциональными и психофизиологическими особенностями организма человека.
Влияние физических нагрузок на организм человека
Чем меньше разность, тем лучше показатель (при отсутствии ожирения). Разность меньше 10 оценивается как крепкое телосложение, от 10 до 20 - как хорошее, от 21 до 25 - как среднее, от 26 до 35 - как слабое, более 36 -очень слабое.
Для характеристики телосложения человека в научных исследованиях использовали модификацию индекса Вервека-Воронцова - индекс стении (Ис). Он рассчитывается по следующей формуле [203]:
Достоинством индекса является его малая зависимость от возраста. Он особенно полезен в динамическом контроле за физическим развитием человека и позволяет выявить направленность ростовых процессов.
Величина индекса от 0,75 и ниже свидетельствует о выраженной бра-химорфии, поэтому поперечный рост преобладает над продольным. Величина от 0,75 до 0,85 - об умеренной брахиморфии. Брахиморфизм характеризуется короткими конечностями и широким туловищем.
Величина от 0,85 до 1,25 свидетельствует о мезоморфном типе телосложения. Это средний вариант размеров тела.
Величина индекса от 1,25 до 1,35 свидетельствует о долихоморфии, а от 1,35 и выше - о выраженной долихоморфии и преобладании роста. Доли хоморфизм характеризуется длинными конечностями и узким туловищем.
Для определения процентного отношения и общего количества жира в человеческом теле использовали электронный жироанализатор OMRON BF 302 (Япония). Его работа основана на принципе анализа биоэлектрического сопротивления тканей, пропускания через тело предельно малого тока. Жировые ткани имеют электропроводность близкую к нулю, что позволяет определить соотношение между жировой, мышечной и костной тканями.
Толщина кожно-жировой складки зависит от возраста, пола, телосложения, профессиональной деятельности, занятий спортом, питания и др. Измерение толщины кожно-жировой складки проводили методом калиперомет-рии [140].
Измерение проводили на правой стороне тела. Кожную складку плотно сжимали большим и указательным пальцами так, чтобы в ее составе оказалась бы кожа и подкожный жировой слой. Пальцы располагали приблизительно на 1 см выше места измерения. Ножки калипера прикладывали так, чтобы расстояние от гребешка складки до точки измерения примерно равнялось толщине самой складки. Для определения состава массы тела измеряли толщину жировых складок по нескольким точкам:
Для определения количества костной ткани пользовались формулой Майтеки [140]: 0=L С2-К, где О - абсолютная масса костной ткани (в кг); L - длина тела (см); С2 - квадрат средней величины диаметров дистальных частей плеча, предплечья, бедра и голени; К - константа, равная 1,2.
Измерение артериального давления (АД) проводилось в покое, в положении студента сидя с помощью автоматического тонометра «Omron» (Япония) по методу Н.С. Короткова. Перед определением АД каждый студент спокойно сидел на стуле расслабленная рука на столе, на обнаженное плечо накладывали манжету, которая не сдавливала ткани.
На основании регистрируемых показателей АД рассчитывали пульсовое давление (ПД), определяемое как разность между величиной систолического и диастолического давления: пд=сд-дд, где ПД - пульсовое давление, мм рт.ст.; СД - систолическое давление, мм рт.т.; ДД - диастолическое давление, мм рт.ст. Нормативным показателем пульсового давления являются значения -35-55 мм рт.ст. [136]. Величину коэффициента выносливости (KB), характеризующую степень тренированности сердечно-сосудистой системы, определяли по формуле А. Квааса [61]: КВ=ЧСС 10/(СД-ДД), где KB - коэффициент выносливости, у.е.; ЧСС - частота сердечных сокращений, уд/мин; СД - систолическое давление, мм рт.т.; ДД - диастолическое давление, мм рт.ст.
В норме 12 = KB = 16. Выход из диапазона вверх свидетельствует об ослаблении сердечно-сосудистой системы, выход из диапазона вниз - о ее утомлении. Коэффициент экономичности кровообращения (КЭК) определяли по формуле: КЭК=(СД-ДД ЧСС, где КЭК - коэффициент экономичности кровообращения, у.е.; ЧСС - частота сердечных сокращений, уд/мин; СД - систолическое давление, мм рт.ст.; ДД - диастолическое давление, мм рт.ст.
В норме 2500 = КЭК = 3000. Выход из диапазона вверх - перетренированность, выход из диапазона вниз - к кардиологу и немедленно.
Адаптационные компенсаторно-приспособительные механизмы, лежа щие в основе поддержания оптимального функционального состояния системы кровообращения определяли путем расчета индекса функциональных из-мененний (ИФИ) сердечно-сосудистой системы. Эта формула обеспечивает точность распознавания функциональных состояний по сравнению с экспертной оценкой на 71,8-83,6% [30]:
ИФИ=0,011ЧСС+0,014СД+0,008ДД +0,014B+0,009M-0,009L-0,27, где ИФИ - индекс функциональных изменений, балл; ЧСС - частота сердечных сокращений, уд/мин; СД- систолическое давление, мм рт.ст.; ДД - диастолическое давление, мм рт.ст.; L - длина тела, см; М - масса тела, кг; В - возраст, лет.
Для отнесения обследованных к различным классам функциональных состояний была использована следующая шкала: удовлетворительная адаптация сердечно-сосудистой системы не превышала 2,1 балла (функциональные возможности достаточные), напряжение механизмов адаптации - 2,11-3,2 балла (состояние функционального напряжения), неудовлетворительная адаптация - 3,21-4,3 балла (функциональные возможности снижены), срыв адаптации - не менее 4,31 балла (резкое снижение функциональных возможностей).
Измерение параметров периферического кровообращения
Наряду с показателями периферической гемодинамики, для интегральной оценки функционального состояния кровообращения, мы изучали параметры центральной гемодинамики. Средние значения этих показателей представлены в таблице 12.
Расчеты минутного объема крови показали, что у девушек и юношей с высоким уровнем физической активности МОК соответствует возрастной норме, а у девушек и юношей с нормальным уровнем физической активности превышает норму, что, вероятно, может быть связано с усилением симпатического тонуса вегетативной нервной системы [29]. Нами были выявлены достоверные различия по данному показателю в обеих тендерных группах (р 0,05).
Более высокие значения СО у студентов с высоким уровнем физической активности (на 5,63 мл - у девушек и на 15,48 мл - у юношей), на наш взгляд, указывают на лучшее развитие компенсаторных возможностей сердечно-сосудистой системы, так как рост минутного объема крови при адаптационных процессах организма за счет увеличения систолического объема крови более благоприятен, чем за счет увеличения частоты сердечных сокращений.
Одним из показателей, характеризующих эффективность работы сердца, является индекс кровообращения (ИКр). Нами установлено, что наиболее высокие значения Икр были характерны для групп девушек и юношей с высоким уровнем физической активности, однако они соответствовали возрастной норме. Индекс кровообращения у девушек и юношей с нормальным уровнем физической активности имел достоверно более низкие значения, что свидетельствовало о малой эффективности работы сердца (р 0,01).
Для характеристики индивидуально-типологических особенностей организма, с целью нивелирования возможного влияния индивидуальных антропометрических различий на величину СО и МОК, рассчитывали ударный индекс (УИ) и сердечный индекс (СИ) (табл. 12).
Были установлены достоверные отличия в величине УИ между группами студентов с разным уровнем физической активности (р 0,05). Данный показатель напрямую зависит от площади поверхности тела. У девушек и юношей с нормальным уровнем физической активности УИ превышал нормальные параметры на 10-15%, а у юношей и девушек с высоким уровнем физической активности находился в пределах нормы. Аналогичная ситуация была характерна и для показателей сердечного индекса. Выявлены достоверные различия по СИ в обеих половых группах (р 0,05).
При оценке типов кровообращения (рис. 8) установлено, что средние значения СИ у девушек и юношей с ВУФА соответствовали гипокинетическому типу кровообращения (ГТК). Персональный анализ данных показал, что ГТК наблюдался у 77% девушек и 81% юношей, с гиперкинестическим типом кровообращения (ГрТК) в этой группе встречалось 17% девушек и 12% юношей и всего 6% девушек и 7% юношей имели эукинетический тип кровообращения (ЭТК).
Соответственно в группах девушек и юношей с нормальным уровнем физической активности - 59% девушек и 65% юношей имели гиперкинетический тип кровообращения, гипокинетический тип кровообращения - 27% девушек и 24% - юношей и эукинетический тип кровообращения - 14% девушек и 11% юношей.
Нами был проведен биоинформационный анализ параметров вектора состояния организма девушек с учетом показателей центральной гемодинамики (табл. 13). Установлено, что объемы многомерного параллелепипеда, внутри которого движется вектор состояния системы организма девушек, и расстояния между геометрическим и статистическим центрами КА отличаются в зависимости от уровня их физической активности: у девушек с ВУФА vX равен 1,32 1017 у.е., гХ равен 488,90 у.е.; у девушек с НУ ФА vX равен 5,61 1017 у.е., гХ равен 1308,82 у.е.
Таким образом, проведя биоинформационный анализ параметров вектора состояния организма девушек с различным уровнем физической активности, мы можем утверждать, что наиболее синергична система организма девушек, у которых высокий уровень физической активности, о чем свидетельствуют наименьшие объемы параметров КА, чем у девушек с НУ ФА. В связи с этим можно утверждать, что и компенсаторно-адаптационные возможности их организма выше, чем у девушек, у которых показатель физической активности нормальный.
В таблице 14 представлены значения параметров КА вектора состояния организма юношей с различным уровнем физической активности по показателям центральной гемодинамики. Биоинформационный анализ этих показателей установил, что у юношей с ВУФА vX равен 2,96 1015 у.е., а у юношей с НУФА vX на порядок больше и равен 1,16 1016 у.е.
При этом и показатель асимметрии у юношей с ВУФА в 1,8 раза меньше, чем у юношей с НУФА: 231,70 у.е. и 411,22 у.е. соответственно. Такое значение расстояния между центрами КА (гХ) у студентов с ВУФА может говорить о том, что адаптационно-компенсаторные процессы в их организме лучше и стабильнее, нежели у студентов с НУФА.
Показатели параметров центральной гемо динамики у студентов с разным уровнем физической активности
У юношей и девушек с нормальным уровнем физической активности показатели Мо демонстрировали более низкие значения, что может свидетельствовать о повышении роли симпатическик влияний в регуляции сердечно-сосудистой системы и снижении степени влияния парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. В группах юношей величины Мо имели достоверные различия (р 0,05).
Степень активации симпатического отдела вегетативной нервной системы отражается на изменении АМо. У студенток было отмечено достоверное снижение этого параметра до 41,85+4,39% (р 0,05). У юношей более низкие показатели были зарегистрированы в группе с нормальным уровнем физической активности 50,97+3,07%.
Индекс Макруза (ИМ) - это отношение длительности зубца Р к продолжительности сегментак PQ. Нормальные значения этого параметра находятся в рамках 1,0-1,6 усл.ед. независимо от возраста. При наличие признаков нагрузки на левое предсердие ИМ увеличивается. В наших исследованиях минимальное значение ИМ (3,15+0,41 усл.ед.) было характерно лишь для юношей с нормальным уровнем физической активности. Во всех остальных группах ИМ выходил за значение 10 усл.ед. Достоверные различия по данному показателю выявлены в группах юношей.
Интервал QT уменьшался в зависимости от уровня физической активности в обеих половых группах. Более низкие значения показателя регистрировались у студентов с высоким уровнем физической активности (381,08+28,77 мс - у девушек, и 315,02+25,28 мс - у юношей), а в группах юношей эти различия носили достоверный характер (р 0,05).
СКО характеризует степень влияния различных отделов вегетативной нервной системы на синоатриальный узел. В норме от колеблется в пределах 40-80 мс. Увеличение этого показателя свидетельствует о повышении тонуса паросимпатической регуляции. В наших исследованиях этот показатель уменьшался в зависимости от уровня физической активности. Более высокие значения СКО регистрировались у представителей ВУФА (55,56+3,53 мс - у девушек, и 65,99+0,68мс - у юношей). В группах юношей эти различия имели достоверный характер (р 0,01).
Вариационный размах рассматривался как парасимпатический показатель. В норме он составляет 310-380 мс. В наших исследованиях ВР во всех группах находился ниже нормальных значений. Более высокие значения ВР регистрировались у студентов с высоким уровнем физической активнсоти (247,10+15,44 мс - у девушек, и 256,96+12,95 мс - у юношей). Достоверные различия выявлены как в группах девушек (р 0,05), так и в группах юношей (р 0,01).
Величина индекса вегетативного равновесия отражает степень централизации управления кардиоритмом, что находит свое отражение в соотношении активности симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы. При парасимпатической активности ВР увеличивается, АМо уменьшается и в результате этого ИВР также уменьшается. При увеличении симпатической активности происходят противоположные сдвиги. В наших исследованиях ИВР в группах девушек с нормальным уровнем физической активности имел достоверно (р 0,05) более низкие значения (278,15+17,12 усл.ед.). В группах юношей показатель ИВР демонстрировал достоверно (р 0,01) более низкие значения у студентов с ВУФА (159,78+5,72 усл.ед.).
Индекс напряжения (ИН) регуляторных систем характеризует активность механизмов симпатической регуляции, так как он чрезвычайно чув ствителен к изменению тонуса симпатической нервной системы, в том числе при физической нагрузке. Этот показатель вычислялся автоматически, на основании анализа графика распределения кардиоинтервалов - вариационной пульсограммы.
Согласно данным P.M. Баевского с соавт. [28], в норме ИН колеблется в пределах 80-150 условных единиц. Считают [28], что при эйтонии (сбалансированном состоянии механизмов регуляции вегетативной нервной системы) находится в пределах 51-199 условных единиц. При умеренной ваготонии ИН меньше 50, при выраженной ваготонии меньше 25 условных единиц. При умеренной симпатикотонии ИН - больше 200, при выраженной симпатикотонии больше 500 условных единиц.
В наших исследованиях согласно ИН состояние эйтонии было характерно для юношей с высоким уровнем физической активности (92,75+5,00 усл.ед.) и для девушек с нормальным уровнем физической активности (193,87+9,77 усл.ед.). Девушки с ВУФА и юноши с НУФА имели значения ИН, соответствующих умеренной симпатикотонии. Достоверные различия выявлены как в группах девушек (р 0,05), так и в группах юношей (р 0,01).
Анализ изменений временных характеристик синусового сердечного ритма у девушек с ВУФА и НУФА выявил отличия в регуляции в зависимости от уровня их физической активности, что подтверждается большими объемом КА вектора состояния организма девушек с ВУФА и значением асимметрии. Так, у девушек с ВУФА vX равен 3,63 1013 у.е., а у девушек с НУФА vX на порядок меньше и равен 7,76 1012 у.е.; гХ у девушек с ВУФА равен 59,003 у.е., гХ у девушек с НУФА в 2,4 раза меньше и составил 24,65 у.е. Таблица 24
По результатам анализа параметров синусового сердечного ритма студентов с разным уровнем физической активности установлено, что наибольшее расстояние между центрами хаотических квазиаттракторов (табл. 25) у юношей с ВУФА, абсолютный суммарный показатель которого равен 1227,03 у.е. (X = 306,76 у.е.), а наименьшее расстояние между хаотическими центрами установлено у девушек с ВУФА, при этом суммарный показатель составил 530,67 у.е. (X = 132,67 у.е.).
Нами установлено, что объем КА вектора состояния организма юношей с ВУФА составил 1,66 1010 у.е., тогда как у юношей с НУФА этот показатель на один порядок меньше и составил 3,48 1011 у.е. Расстояние между геометрическим и статическим центрами КА (гХ) у юношей с ВУФА равен 10,15 у.е., у юношей с НУФА этот показатель в 5 раз больше и равен 50,53 у.е. Меньшие значения параметров КА у студентов с высоким уровнем физической активности говорит о более стабильной и синергичной системе их организма, т.е. при воздействии на их организм слабых и умеренных внешних управляющих воздействий (раздражителей) происходит оперативное реагирование сердца на эти ВУВы. Следовательно, и состояние адаптационно-компенсаторных механизмов организма юношей с ВУФА лучше, чем с юношей с НУФА.
