ББК 28.707

УДК 612.1/2

Гречишкина С.С., Кузьмин А.А.,

Челышкова Т.В., Перепелица С.А.

Кафедра физиологии факультета естествознания ФГБОУ ВО АГУ

ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ЗДОРОВЬЯ СТУДЕНТОВ 1 И 4 КУРСОВ ФАКУЛЬТЕТА ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Аннотация. В статье приведены результаты исследования функционального состояния здоровья студентов 1 и 4 курсов факультета естествознания. Сформированы критерии оценки функционального состояния здоровья, на основании которых выделены 3 группы здоровья (1 группа – с высоким уровнем, 2 группа – со средним уровнем, 3 группа – с низким уровнем). Выявлено, что значительное количество студентов-первокурсников отнесены ко 2 и 3 группе здоровья (60%), тогда как у студентов-четверокурсников преобладала 1 и 2 группа здоровья (75%). При этом показатели здоровья 3 группы на 4 курсе характеризовались достоверно наибольшим напряжением регуляторных механизмов (превалирование в спектре мощности VLF-компонента, низкая реактивность симпатической нервной системы при проведении АОП), по сравнению со студентами-первокурсниками.

Ключевые слова: студенты, вариабельность сердечного ритма, сердечно-сосудистая система, респираторная система, функциональное состояние здоровья.

Grechishkina S.S., Kuzmin A.A.,Chelyshkova T.V., Perepelitsa S.A.

Department of Physiology, Faculty of Natural Sciences, FSBEI of HEI

FUNCTIONAL STATE OF HEALTH OF STUDENTS 1 AND 4 COURSES OF THE FACULTY OF NATURAL SCIENCES

Abstract. The article presents the results of the study of the functional state of health of students of 1 and 4 courses of the Faculty of Science. Criteria for assessing the functional state of health were formed; on the basis of which 3 groups of health were selected (1 group - with a high level, 2 group - with an average level, 3 group - with a low level). It was revealed that a significant number of first-year students were assigned to the 2 and 3 health groups (60%), while among the fourth-year students the 1st and 2nd health groups prevailed (75%). At the same time, health indicators of the 3rd group on the 4th year were characterized by reliably the highest voltage of regulatory mechanisms (prevalence in the power spectrum of the VLF component, low reactivity of the sympathetic nervous system during AOP), compared with first-year students.
Key words: students, heart rate variability, cardiovascular system, respiratory system, functional state of health.

Студенты – особая категория в составе населения, состояние здоровья которой является показателем социального благополучия и медицинского обеспечения предшествующего периода детства и отрочества, а также вестником изменений в здоровье этой категории в последующие годы. Важным является тот факт, что часто в ВУЗы поступают школьники со сниженным уровнем здоровья и адаптационных возможностей [5]. Также не следует забывать о том, что возраст обучающихся в ВУЗе (16-23 года) относится к периоду окончательного становления адаптационных систем организма.

Студенческая молодежь выделяют в особую профессиональную группу. Студенты подвергаются информационным и эмоциональным перегрузкам, которые приводят к срыву адаптационных процессов и, следовательно, появляются различные изменения в состоянии ФСЗ. Поэтому в свете проблемы мониторинга здоровья, прогнозирования его состояния, остается насущным вопрос о стандартизации его показателей, о количественной оценке адаптивных возможностей организма, о выявлении факторов, влияющих на формирование здоровья [3].

Здоровье как научная и практическая проблема входит в число глобальных вопросов. Современное общество требует высокой эффективности обучения, передовых знаний и внедрению инновационных образов, технологий, что не всегда адекватно отражается на функциональных и адаптивных возможностях учащихся. Это приводит к формированию дисфункций, обострений психовегетативных проявлений в стрессовых ситуациях и создает предпосылки к возникновению различных заболеваний. В этой связи требует внимание проблема объективной оценки влияния образовательного процесса на функциональное состояние здоровья студентов, выявление в образовательном контингенте «групп риска» с ранними функциональными нарушениями [2,3].

В прогноз состояния здоровья определяющими факторами считаются состояние регуляторных систем, а также их способность обеспечить должную адаптацию организма к учебной нагрузке. Анализ состояния ССС и дыхательной системы, как главных индикаторов функционального состояния организма, позволяет эффективно решать задачи оперативного педагогического и доврачебного контроля функционального состояния здоровья студентов. Исследование взаимосвязей между состоянием здоровья организма учащихся и особенностями адаптации их функциональных систем к учебному процессу продолжает оставаться одной из важнейших медико-биологических и социальных проблем.

Обращает на себя внимание и тот факт, что данные о здоровье первокурсников и выпускников нередко не отличаются от общей статистики всех обучающихся в ВУЗе. Также, в доступной литературе буквально отсутствуют сведения о состоянии здоровья подростков 16—17 лет, обучающихся в ВУЗе и относящихся еще к детской возрастной популяции. Физиологические особенности первокурсников, обусловленные продолжающимся созреванием физиологических систем организма, делают их особо чувствительными к влиянию неблагоприятных факторов среды. Имеющиеся малочисленные работы приводят данные об изменениях в состоянии здоровья студентов данной возрастной категории. Однако данные этих исследований не делают целостную картину процесса адаптации к началу обучения в ВУЗе. Это в свою очередь не позволяет разделить студентов по курсам и группам риска и воздействовать на факторы, которые могут способствовать их дезадаптации [3,4].

Назрела необходимость в использовании новых средств и методов определения адаптационных и функциональных резервов организма и проведении ранней диагностики различных патологических состояний и каких-либо функциональных нарушений. Серьёзного внимания заслуживает применение в качестве медико-инструментальной базы компьютерных диагностических комплексов, позволяющих использовать неинвазивные методы исследования.

Таким образом, целью исследования стало выявить особенности функционального состояния здоровья студентов 1 и 4 курсов факультета естествознания

Материалы и методы исследования. Контингент исследованных составили студенты 1 и 4 курсов факультета естествознания Адыгейского Государственного Университета возрастом 17-21 год, что согласно возрастной периодизации, рекомендованной Институтом возрастной физиологии РАО (1965) относится к юношескому возрастному периоду. Количество обследованных- 50 человек. Все испытуемые были разделены на 3 группы здоровья.

Для нормализации условий все исследования проводились в первой половине дня (9-12 часов), при температуре комфорта (18-20^оС) на базе лаборатории «Физиология развития ребенка» НИИ комплексных проблем Адыгейского государственного университета.

Запись электрокардиограммы и расчет показателей ВРС проводились с помощью аппаратно-программного комплекса «Поли-Спектр-12» компании «НейроСофт» (г. Иваново) в положении «лежа» в течение 5 минут, а также в условиях АОП в положении «стоя» в течение 6 минут.

Для реализации установлено цели были применены основные методы анализа ВСР: спектральный, вариационной пульсометрии.

В спектре коротких записей ЭКГ (5 минут) регистрировались три главных спектральных компонента: высокочастотный (HF), низкочастотный (LF) и очень низкочастотный (VLF). Измерение мощности VLF, LF, HF исполнялось в процентах от общей мощности спектра (TP), для определения относительного вклада каждого компонента в общую мощность колебаний кардиоритма. Показатели системы внешнего дыхания исследовались с помощью компьютерного комплекса «Спиро-Спектр», фирма «НейроСофт» г. Иваново, с помощью оценки двух тестов: «ЖЕЛ», «МВЛ».

Результаты и их обсуждение. Функциональное состояние здоровья человека можно оценить, используя критерии здоровья, что с позиции общей теории систем является результатом действия системы. При этом результат можно представить в виде градации уровней здоровья:

1 группа – хорошее;

2 группа – удовлетворительное (с напряжением);

3 группа – плохое (дезадаптация).

Классификация групп здоровья составлена на основе градации показателей функционального состояния основных систем организма, таких как сердечно-сосудистая и дыхательная.

Опираясь на вышесказанное, функциональное состояние здоровья (ФСЗ) – это интегральная характеристика состояния здоровья, которая отражает адаптивные возможности организма и оценивается по данным изменений функций и структур при влиянии факторов окружающей среды.

По мнению Р.М.Баевского [1], одним из основных параметров степени адаптации организма является напряжение регуляторных механизмов. Индикатором адаптационной приспособительной деятельности организма при этом выступает ССС.

За основу разделения на группы здоровья нами был выбран ИН (отражает степень централизации управления сердечным ритмом), ПАПР (отражает соответствие между активностью парасимпатического отдела ВНС и ведущим уровнем функционирования синусового узла), TP (интегральный показатель, отражающий воздействие симпатического и парасимпатического отделов автономной нервной системы), ЧСС (отражает количество сокращений, совершаемых желудочками, за одну минуту).

На основании экспериментальных данных и табличных значений были выделены 3 группы здоровья у студентов 1 и 4 курсов (табл. 1).

Исследования показали, что ИН регуляторных систем имел достоверно большее значение у студентов с 3 группой здоровья обоих курсов, причем у студентов 1 курса показатель превысил более, чем в 1,5 раза. Наименьшее значение имели студенты с 1 группой здоровья. У испытуемых с 1 группой здоровья зарегистрировано преобладание активности парасимпатического отдела ВНС и автономного контура регуляции, что может быть охарактеризовано как состояние оптимального баланса регуляторных систем.

 Таблица 1. Показатели частоты сердечных сокращений (ЧСС), индекса напряженности (ИН), адекватности процессов регуляции (ПАПР) и общей мощности спектра (TP) у студентов 1 и 4 курсов с разными группами здоровья

		1 группа		2 группа		3 группа
		фон	орто	фон	орто	фон	орто
1 курс	ЧСС	74,29±9	91±7	76±8	96±6	96,33±9*	109±14
	ИН	22,53±4,2*	78,01±57	51,68±11*	77,85±65	206,33±95*	91,63±52
	ПАПР	41,53±18	63,34±15	50,9±14	69,1±12	68,4±17	73,8±13*
	TP	7405±978	4043±1663	4197 ±1336 *	4779±2234	2067±908 *	4683±1368
4 курс	ЧСС	65±5*	87,83±9	83±6*	95±7	80±4	95±11
	ИН	19,37±7*	73,75±60	54,3±20*	81,26±49	142,67±36*	91,57±28
	ПАПР	37,43±20	49,32±11	52,94±18	62,74±17	60,07±1,6	66,67±13
	TP	5442±1678	6088±2925	4583±1724	4104±2095	2091 ±1221	3748±1507

Обозначения - достоверность различий (р0,05) * между студентами разных групп здоровья и разных курсов.

При проведении АОП у большинства студентов 1 и 4 курса ИН возрастает, что является оптимальной реакцией на нагрузку, указывая на активизацию симпато-адреналовой системы, а у студентов с 3 группой здоровья 1 и 4 курса значительно снижается, что подтверждает напряжение регуляторных систем.

Значения показателя ПАПР у студентов с 3 группой здоровья оказались также достоверно выше, чем у студентов с 1 и 2 группой здоровья. Вместе с тем, значение данного показателя в 1 группе было ниже, чем во 2 группе. Известно, что увеличение числовых значений данных показателей наблюдается при превалировании симпатических, а уменьшение вагусных влияний на ритм сердца. Таким образом, полученные данные еще раз свидетельствуют о значительной активации центрального контура и усилении симпатической регуляции ССС у испытуемых с 3 группой здоровья, что проявляется в смещении регуляции в сторону централизации управления [2,3]. В то же время, у испытуемых с 1 группой здоровья, напротив, зарегистрировано преобладание активности парасимпатического отдела ВНС и автономного контура регуляции, что может быть охарактеризовано как состояние оптимального баланса регуляторных систем.

Из таблицы 1 видно, что показатель ПАПР у студентов 4 курса со 2 группой здоровья выше, чем у студентов 1 курса этой группы. Однако у студентов 4 курса с 1 и 3 группой здоровья значение этого показателя меньше, чем у студентов 1 курса. По-видимому, это свидетельствует о значительном напряжении механизмов адаптации сердечно-сосудистой системы студентов 4 курса со 2 группой здоровья к учебным нагрузкам.

При проведении АОП значение показателя ПАПР повышается у всех групп. Но у студентов 1 курса значение этого показателя достоверно выше, чем у студентов курса.

При анализе ЧСС наибольшее значение имели студенты 1 курса с 3 группой здоровья и студенты 4 курса со 2 и 3 группой здоровья, показатель ЧСС 96,33±9; 83±6; 80±4 уд/мин соответственно определенно выше допустимых значений, что вероятно, говорит об усилении механизмов регуляции и увеличении централизации контура регуляции. Наименьшее значение (74,29±9 и 65±5 уд/мин соответственно) имели студенты 1 и 4 курса с 1 группой здоровья. Повышенную активность центральных механизмов регуляции у студентов можно расценивать как снижение адаптационных возможностей организма и наличие функционального напряжения сердечно-сосудистой системы.

При оценке реакции сердца на физическую нагрузку (АОП) были получены следующие данные: у всех испытуемых проявилась адекватная реакция на нагрузку, увеличение пульса не превысило 20 уд/мин относительно фона, что говорит об адекватной реакции ССС на нагрузку, однако у испытуемых 3 группы здоровья восстановление ЧСС до исходного не произошло во время пробы, тогда как у испытуемых 1 и группы восстановление фоновых показателей происходило через 3-4 минуты.

Обработка данных ВРС показала, что достоверно более высокое значение общей мощности спектра (ТР) при фоновой пробе имели студенты с 1 группой здоровья и 1 и 4 курсов. Как видно из таблицы 2 ТР у студентов с 2 и 3 группой здоровья уменьшается. Снижение значений ТР может говорить о напряжении резервов организма и характерно для лиц, находящихся в состоянии симпатикотонии. В работе Ю.В. Бушова [2] отмечается, что лица, обладающие исходно ваготоническим типом вегетативной регуляции, что характерно для студентов с 1 группой здоровья, проявляют энергетически экономный характер функционирования, определяющий повышенную устойчивость к действию различных экстремальных факторов [2,3].

При проведении АОП у студентов с 2 и 3 группой здоровья 1 курса и студентов с 1 и 3 группой здоровья 4 курса значение ТР возрастает, что отражает благоприятный тип реагирования на нагрузку, тогда как студенты с 1 группой здоровья 1 курса, а также студенты с 2 группой здоровья имели тенденцию к снижению ТР, что может говорить о напряжении регуляции сердечной деятельности.

Распределение спектральных показателей ВСР показало, что мощность спектра очень низкочастотного компонента вариабельности (VLF) у студентов с 3 группой здоровья 1 и 4 курсов имела наибольшее значение, причем на 4 курсе VLF был достоверно выше, у студентов с 1 группой здоровья - наименьшее значение. Наименьшие среди всех испытуемых значение мощности спектра в VLF диапазоне у студентов с 1 группой здоровья указывают на оптимальный вегетативный баланс организма и наибольшую автономность регуляции сердечного ритма у испытуемых этой группы.

Таблица 2. Показатели мощности спектра высокочастотного (HF), низкочастотного (LF), очень низкочастотного (VLF) компонента вариабельности у студентов 1 и 4 курсов с разным группами здоровья при проведении АОП

группы

1 курс

4 курс

фон

орто

фон

орто

VLF%

LF %

HF %

VLF %

LF %

HF %

VLF%

LF%

HF%

VLF%

LF %

HF %

1

24,43± 9,4

23,86±4,5*

51,71±12*

33,14±12

46±9,7

20,85±13,5

25,67±12

30,17±10

44,17±15

40,17±14

40±9

19,83±16

2

30,5±9,7

36,67±8,5*

32,8±10,4*

37,67±10

43±6,9

19,3±9,1

26,6±16

24,6±6

48,8±17

41,4±9

38,4±8

20,6±6

3

36,67±6

40± 11,1

23,33±5,13

33,33± 5

47,67± 6,4

19± 9,2

50,3±26

31±11

18,67±15*

50,33±19

31,67±1

18±18

Обозначения - достоверность различий (р0,05) * между студентами разных групп здоровья и разных курсов

 

Вместе с тем, превалирование в спектре мощности ВСР у студентов с 3 группой здоровья 4 курса VLF-компонента подтверждает значительное преобладание симпатических и надсегментарных влияний и отражает повышенную активность центрального, нейрогуморального и метаболического уровней регуляции у испытуемых данной группы, возможно связанного с высоким психоэмоциональным напряжением, связанным с последним годом обучения в ВУЗе.

HF - показатель имел наибольшее значение у студентов с 1 группой здоровья 1 курса и студентов с 2 второй группой здоровья 4 курса, а наименьшее значение у студентов с 3 группой здоровья. Доля HF-волн больше у ваготоников, что характерно для студентов с 1 группой здоровья 1 курса и студентов с 2 второй группой здоровья 4 курса, что согласуется с адаптационно-трофическим защитным действием влияния блуждающих нервов на сердце.

Мощность спектра низкочастотного компонента вариабельности (LF) у 1 курса наибольшее значение имели студенты с 3 группой здоровья, а наименьшее – студенты с 2 группой здоровья, у 4 курса наибольшее значение имели студенты с 1 группой здоровья, а наименьшее имели студенты с 2 группой здоровья. LF- компонент вносит наибольший вклад в состав общей мощности спектра и составляет 44% - 55%. В настоящее время нет единого мнения о природе формирования LF – компонента в общей мощности спектра. Одни авторы считают, что он является маркером симпатических влияний [4], а по мнению других – он обеспечивается как симпатическими, так и парасимпатическими механизмами, сопряженными с барорефлекторной регуляцией СР [1,3,4].

При проведении АОП мощность высокочастотного компонента спектра сердечного ритма (HF) достоверно уменьшается во всех группах. Мощность спектра низкочастотной составляющей спектра сердечного ритма (LF), отражающая относительный уровень активности подкоркового вазомоторного центра, и мощность спектра сверхнизкочастотного компонента ВСР (VLF) достоверно увеличиваются, кроме 3 группы 1 курса, у которой VLF достоверно уменьшается.

Анализируя все полученные данные, можно сделать вывод, что состояние ССС у всех студентов 1 и 4 курса находится в пределах нормы, за исключением небольшого процента студентов с 3 группой здоровья.

Фактором, показывающим ФСЗ, физическую подготовленность организма, его способность к длительной нагрузке при наличии функционального резерва, является функциональное состояние респираторной системы. Заметное возрастание функционального резерва дыхательной системы происходит в результате развития механизмов долговременной адаптации. Следовательно, чем выше функциональный резерв, тем меньше степень напряжения регуляторных механизмов, обеспечивающих поддержание постоянства внутренней среды организма [3,5].

Рассматривая показатели внешнего дыхания, можно отметить, что все показатели находились в пределах границ возрастно-половой нормы.

Анализ системы внешнего дыхания показал, что наибольшую жизненную емкость легких (ЖЕЛ) имели студенты со второй группой здоровья 1 курса и студенты с 3 группой здоровья 4 курса, а наименьшее значение имели студенты с 1 группой здоровья 1 курса и студенты с 2 группой здоровья 4 курса (таблица 3).

Максимальная вентиляция легких (МВЛ) имела наибольшее значение у студентов с 3 группой здоровья 1 курса и студентов с 1 группой здоровья 4 курса, а наименьшее значение у студентов с 1 группой здоровья 1 курса и студентов со 2 группой здоровья 4 курса. Из диаграммы можно заметить, что МВЛ 1 курса всех групп здоровья имела большие значения в сравнении с 4 курсом.

Исследование свойств функции внешнего дыхания, осуществляемое с помощью компьютерного комплекса «Спиро-Спектр» (фирма «НейроСофт», г. Иваново), выявило негативный характер дыхательной функции студентов 4 курса, т.е. функциональная система дыхания обладает менее высокими энергетическими ресурсами, резервными и адаптивными возможностями. Что может свидетельствовать о развитии феномена утомления дыхательного центра, дыхательной мускулатуры, снижении ее сократительной способности и плохой приспособленности к учебным нагрузкам и привести к повышению степени напряжения регуляторных механизмов для поддержания гомеостаза. Тогда как высокое напряжение регуляторных систем – это снижение экономизации и эффективности функционирования.

Таблица 3

Показатель жизненной емкости легких (ЖЕЛ) максимальной вентиляции легких (МВЛ) у студентов 1 и 4 курса факультета естествознания

группа   курс	показатель	1 курс	4 курс
1	ЖЕЛ	3,458±1,7	3,684±0,5
	МВЛ	97,74±50	96,2±14
2	ЖЕЛ	3,547±1,1	3,467±1,9
	МВЛ	101,58±28	91,5±51
3	ЖЕЛ	3,49±0,6	4,35±0,5
	МВЛ	108,13±20	95,35±26

Обозначения - достоверность различий (р0,05) * между студентами разных групп здоровья и разных курсов

Установлено, что показатели внешнего дыхания (жизненная емкость легких (ЖЕЛ), максимальная вентиляция легких (МВЛ)), отражающие функциональные и резервные возможности дыхательной системы, в принципе, находились в пределах нормативных значений у всех обследованных нами студентов 1 и 4 курсов. Вместе с тем, за время обучения в ВУЗе отмечалась прогрессирующая тенденция к снижению МВЛ к нижним границам нормы.

Выводы. На основании показателей ВРС (ИН, ПАПР, ЧСС) сформированы критерии оценки функционального состояния здоровья, на основании которых выделены 3 группы здоровья (1 группа – с высоким уровнем, 2 группа – со средним уровнем, 3 группа – с низким уровнем).

Согласно показателям ВРС значительное количество студентов-первокурсников отнесены ко 2 и 3 группе здоровья (60%), тогда как у студентов-четверокурсников преобладала 1 и 2 группа здоровья (75%). При этом показатели здоровья 3 группы на 4 курсе характеризовались достоверно наибольшим напряжением регуляторных механизмов (превалирование в спектре мощности VLF-компонента, низкая реактивность симпатической нервной системы при проведении АОП), по сравнению со студентами-первокурсниками.

Показатели внешнего дыхания (ЖЕЛ, МВЛ) находились в пределах нормативных значений у всех обследованных студентов. Однако, отмечена тенденция к уменьшению показателей на 4 курсе, в сравнении с 1, а также повышение показателей дыхания у студентов с 3 группой здоровья обоих курсов, по сравнению с 1 и 2 группами здоровья.

Литература:

1.Баевский, Р.М. Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение: тез. докл. IV всерос. симп. / УдГУ. - Ижевск, 2008. - 344 c.

2.Бушов, Ю.В. Зависимость точности оценки и воспроизведения длительности звуковых сигналов от индивидуальных особенностей человека / Ю.В. Бушов, Н.Н. Несмелова // Вопросы психологии. -1996. - № 4. – С. 88–93.

3.Димитриев, Д.А. Особенности изменения функционального состояния организмов студентов за время обучения в вузе / Д.А. Димитриев, Ю.Д. Карпенко, А.Д. Димитриев   // Медицина и образование в Сибири. - 2012. - №6. - С.23-25

4.Кашина, Ю.В. Оценка адаптации студентов в начале и в конце учебного года по вариабельности ритма сердца / Ю.В. Кашина // Фундаментальные исследования. – 2014. - №10 (3). - С. 514 - 517.

5.Федотова, Г.Г., Пожарова Г.В., Гераськина М.А. Оценка функционального состояния организма студентов на основе анализа вариабельности сердечного ритма / Г.Г. Федотова, Г.В. Пожарова, М.А. Гераськина // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 5. – С. 43-48

6.Соколов, Е.В. Возрастное развитие системы дыхания и особенности ее резервных возможностей / Е.В. Соколов // Физиология развития ребенка. - 2010. - № 8. – С. 36-38.