CC BY
33
УДК 612.015.3—612.018
ТИПЫ АДАПТАЦИОННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ У ВЫПУСКНИКОВ С РАЗНЫМ УРОВНЕМ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ
Е.И. Львовская, O.A. Новоселова УралГУФК, Челябинск
Изучались и анализировались изменения показателей системы «перекисное окисление липидов □ антиоксидантная защита □ (ПОЛ 04.03), симпатоадрена-ловой системы и вегетативной регуляции выпускников 11-х классов, имеющих различный уровень двигательной активности. По изменениям изучаемых параметров состояния школьников определены 3 типа адаптационных стратегий.
Ключевые слова: выпускники, стресс, адаптация, аллостаз, перекисное окисление липидов (ПОЛ), антиокислительная активность (АОА), адреналин (А), норад-реналин (НА), вегетативная регуляция.
За годы школьного обучения здоровье детей, к сожалению, ухудшается, накапливаются функциональные отклонения в состоянии здоровья и хронических заболевания. Несмотря на снижение показателей здоровья, остаются неизбежными: интенсификация учебной деятельности, большой объем учебной нагрузки и связанное с ними снижение двигательной активности выпускников. Комплекс этих школьных стресс-факторов негативно воздействует на состояние здоровья, эффективность обучения и развития, кумулируя утомление школьников, особенно выпускников к окончанию учебного года, приводит к различным изменениям гомеостатических параметров [1, 7].
Острые и хронические заболевания, гиподинамия могут приводить у школьников к изменению гомеостаза, формированию иного состояния динамического равновесия внутренней среды организма получившего название □ аллостаз, т. е. достижение стабильности через изменения [11]. Ценой этого приспособления может стать накопление аллостатической нагрузки [8].
Однако один и тот же уровень стресса вызывает у разных детей различный ответ, зависящий, с одной стороны, от генетических факторов, а с другой □ от уровня двигательной активности школьника [7].
Действие различных стресс-факторов индуцируют в организме ту же стереотипную неспецифическую реакцию напряжения □ собственно стресс [6]. В стрессе участвуют те же механизмы, которые обеспечивают аллостаз и адаптацию. На уровне клетки развивается единый комплекс ответных реакций: клеточный стресс, тесно связанный с активацией окислительных процессов (окислительный стресс). При этом окислительный стресс выполняет, по сути, роль пускового фактора, индикатора мобилизации антиоксидантных механизмов, экспрессии стрессовых белков и других изменений [2].
По нашему мнению, весьма чувствительными маркерами гомеостатического состояния могут быть молекулярные продукты ПОЛ; уровень АОА;
экскреция катехоламинов; данные кардиоинтерва-лографии, психологического тестирования.
Методы и организация исследования. Тестирование учащихся проводилось в октябре (I этап), декабре (II этап), мае (III этап) и июне (IV этап). В обследовании приняли участие ученики одиннадцатых классов г. Челябинска с разным уровнем двигательной активности, в количестве 221 человек. Учащиеся школы № 23 (Г711, n = 95) в полном объеме осваивали материал Комплексной программы физического воспитания. В общеобразовательной школе при музыкальном институте (Г811, n = 46) некоторые разделы программы (лыжная подготовка, волейбол) частично или полностью заменялись, в зависимости от избранной музыкальной специализации. Объем двигательной активности у этих детей несколько ниже, чем в других школах. В школе № 63 (Г911, n = 80) занимались физкультурой по экспериментальной методике, учитывая возрастные и индивидуальные особенности детей.
Определение продуктов ПОЛ в слюне проводили спектрофотометрическим методом [10]. Отдельно в изопропанольной фазе экстракта оценивали интенсивность индуцированного ПОЛ (АОА1 и АОА2) [4]. Активность симпатоадреналовой системы оценивали по уровню экскреции катехоламинов с мочой флюориметрическим методом по Матлиной Э.Ш. [5]. Моча и слюна для анализа собирались в утренние часы. Исследование сердечного ритма у школьников проводилось методом вариационной пульсометрии по Р.М. Баевскому [1]. Дополнительно определяли вегетативный индекс Кердо (ВИК) [3].
Результаты исследований и их обсуждение. На первом этапе обследования у выпускников общеобразовательных школ, имеющих различный уровень двигательной активности, выявлены незначительные различия в содержании первичных (ИРПП) и вторичных (ИРВП) изопропанолраство-римых продуктов ПОЛ в слюне и соответствую-
Интегративная физиология
щих им уровней антиокислительной активности (АОА), в экскреции с мочой адреналина (А) и но-радреналина (НА), в значениях ВИК, по величине индекса напряжения (ИН) □ интегрального показателя, отражающего степень напряжения центральных регуляторных механизмов сердечного ритма. По некоторым показателям: АОА1, Мо, АМо, ИН различия между Г8П и Г9П достигали статистического уровня значимости (Р < 0,05). Между данными обследования в Г7ц и Г8ц, равно как и между Г711 и Г911, статистически значимых расхождений не выявлено.
В течение учебного года (II этап) под воздействием учебной нагрузки на фоне снижения двигательной активности изучаемые показатели претерпели ряд изменений [7]. Прослеживается общая тенденция к накоплению всех категорий продуктов ПОЛ, снижение уровня АОА. Другие изменения не одинаковы: у ребят с меньшей двигательной активностью (Г8П) наблюдается снижение среднегрупповых значений экскреции катехоламинов, ИН, ВИК, что трактуется как проявление утомления [9]. В группе, тренирующейся по общепринятой Комплексной программе физического воспитания, в целом наблюдается некоторое повышение ИН, ВИК, НА и А, на фоне снижения АОА. В группе Г911 признаки напряжения и утомления менее выражены и в целом все анализируемые показатели ближе к исходным [7].
В конце учебного года (III этап) у выпускников всех обследуемых школ выявлены три типа изменений изучаемых показателей. Вариант 1: содержание ИРП ПОЛ, катехоламинов, значение ИН значительно превышают первоначальный уровень (при одновременном снижении АОА1, АОА2 и Мо). Вариант 2: исследуемые показатели не имели существенных отличий от исходных. Вариант 3: содержание катехоламинов, значение ИН заметно понижаются. Содержание продуктов ПОЛ повышается, уровень АОА □ понижен.
На III этапе исследования при анализе деятельности систем ПОЛПА.ОС, САС, ССС выявлено, что в соответствии с первым типом изменений в Г7ц повысились ИРПП в 42,6 %, ИРВП в 35 % случаев, уровень АОА1 соответственно снизился у 42 %, АОА2 □ у 45,6 % учащихся. Экскреция А усилилась у 41,8 %, НА у 36,3 %. Повысился ИН у 59 %, а ВИК □ у 54 %.
В Г8ц повысились ИРПП в 20,5%, ИРВП в 20 % случаев, уровень АОА1 соответственно снизился у 16 %, АОА2 □ у 21,6 % учащихся. Экскреция А усилилась у 16,6 %, а НА у 13,3 %. Повысился ИН у 37,5%, а ВИК □ у 33,8 %.
В Г9П повысились ИРПП в 21,7 %, ИРВП в 20 % случаев, уровень АОА1 снизился у 20,2 %, АОА2 □ у 40 % учащихся. Экскреция А усилилась у 27 %, а НА у 17,3%. Повысился ИН у 35,5 %, а ВИК □ у 33,8 %.
В Г7ц по схеме второго варианта не произошло достоверных изменений исходных данных
у 31,5 % □ по ИРПП ПОЛ, у 42 % □ по ИРВП, у 33,6 % по уровню АОА1, по АОА2 □ у 31,5 %, по значению ИН у 15,25 %, а ВИК □ у 20,3 %. Не изменилась экскреция А у 32,7 %, а НА у 29,6 % школьников.
В Г811 не произошло достоверных изменений исходных данных по ИРПП ПОЛ у 26,1% и у 34,8 % по ИРВП, у 30,4 % по уровню АОА1, по АОА2 □ у 27,8 %, по значению ИН у 9,4 %, а ВИК □ у 15,6 %. Экскреция А существенно не изменилась у 16,6 %, НА □ у 13,3 % школьников.
В Г911 не произошло достоверных изменений исходных данных по ИРПП ПОЛ у 66,7 % и у 64,55 % по ИРВП, у 71 % по уровню АОА1, по АОА2 □ у 60,5 %, по значению ИН у 48,4 %, а ВИК □ у 38,7 %. Остались близкими к исходным показатели экскреции А □ у 57,7 %, а НА □ у 71,1% выпускников.
В Г7ц на III этапе в соответствии с третьим вариантом повысилось содержание ИРПП в 25,5 %, ИРВП в 22,8 % случаев, уровень АОА1 соответственно снизился у 24,4 %, АОА2 □ у 22,9 % учащихся, экскреция А уменьшилась у 26,15 %, а НА у 34,5 %. Понизился ИН у 24,42%, а ВИК □ у 25,5 %.
В Г8ц по третьему варианту повысилось содержание ИРПП в 54,5 %, ИРВП в 45,2 % случаев, уровень АОА1 соответственно снизился у 53,7 %, АОА2 □ у 52,3 % учащихся, уменьшилась экскреция А у 53,3 %, НА у 63,3%. Понизился ИН у 53%, а ВИК □ у 43,7%.
В соответствии с третьим вариантом реагирования в Г9П повысилось на III этапе содержание ИРПП в 11,6 %, ИРВП в 15,55 % случаев, уровень АОА1 снизился у 9 %, АОА2 □ у 14,6 %, экскреция А уменьшилась у 15,3 %, а НА у 11,6 % учащихся. Понизился ИН у 16,1 %, а ВИК □ у 27,4%.
Таким образом, на III этапе обследования адекватная работа адаптационных систем организма наблюдалась в Г7П □ у 15 □ 35 % (по анализу различных параметров), в Г8П □ от 9,4 до 32 %, а в Г9П □ от 39 до 68 % случаев.
IV этап обследования проводился после сдачи выпускных экзаменов, в июне. Нами выявлено, что у большинства школьников показатели содержания продуктов ПОЛ, катехоламинов, уровня АОА, ИН и ВИК возвратились к исходным. Согласно данным, полученным на IV этапе обследования в Г711, деятельность организма возвращалась к исходным данным в 52,5П74,9 % случаев (по различным изучаемым параметрам), в Г8ц □ от 40,6 до 65,2 %, у выпускников Г911 от 77,4 до 88,7 % случаев. Таким образом, большинство выпускников справляется со стрессом, но у значительной части выпускников еще сохраняются характерные для стрессовой ситуации показатели. По данным нашего исследования, это преимущественно характерно для школьников из Г811, имеющих меньшую физическую нагрузку.
После выпускных экзаменов повышенное выделение продуктов ПОЛ в Г711 осталось в 25,2 %
30
Вестник ЮУрГУ, № 26, 2011
Львовская Е.И., Новоселова О.А.
Типы адаптационных изменений у выпускников с разным уровнем двигательной активности
по ИРПП, по ИРВП □ в 30 % случаев, уровень АОА1 остался пониженным у 26,6 %, АОА2 □ у 28,4 % учащихся. Повышенная экскреция А в Г7П сохранилась у 20 %; НА □ у 16,43 %. ИН в зоне напряжения остался у 32,2 %, а ВИК, указывающий на преобладание симпатических влияний, □ у 22 %. В Г7ц у 25,42 % снижен ИН, пониженная экскреция А □ у 26,15 % и у 34,5 % □ низкий уровень НА.
В Г8ц на IV этапе обследования сохранилось повышенное содержание продуктов ИРПП ПОЛ в слюне у 41,3 %, а ИРВП □ у 35 % выпускников, уровень АОА1 остался пониженным у 39,2 %, АОА2 □ у 38 % учащихся. Повышенная экскреция А □ у 16,6 %, а НА у 13,3 %. Повышенные значения ИН сохранились у 31,25 %, а ВИК □ у 28 %. На IV этапе, в Г8ц ниже исходного осталось содержание катехоламинов в моче у 36,6 %, значение ИН □ у 28 %.
В Г911 у некоторых учащихся выше исходного уровня остались: количество ИРПП в слюне у 11,3 %, ИРВП □ у 13,75 %; адреналина в моче □ у 11,5 %; норадреналина □ всего у 5,8 % выпускников. Уровень АОА1 остался пониженным у 8,75 %, АОА2 □ у 11,25 % учащихся. Повышенные значения ИН сохранялись у 16,1 %; указывающий на преобладание симпатических влияний ВИК □ у 17,7 % выпускников. При этом у 9,6 % человек в Г911 ниже исходного уровня осталась экскреция А, у 5,8 % □ НА. ИН понижен у 6,5 %, ВИК □ у 21 % выпускников.
Заключение. Таким образом, согласно полученным нами данным можно выделить 3 типа гомеостатических изменений организма школьников (в зависимости от уровня их двигательной активности).
I тип □ гомеостатическая система организма адекватно реагирует на дистресс, все физиологические параметры через некоторое время приходят в норму, т. е. система обладает достаточным запасом устойчивости. В нашем варианте исследуемые показатели после подъема не имели к IV этапу обследования существенных отличий от исходных параметров по обобщенному среднему показателю: в Г7ц □ у 28,2 ± 3,1 %, в Г8П □ 22,6 ± 1,3 %, а в Г9ц □ 49,6 ± 2,8 % случаев.
II тип □ маркеры гомеостатического состояния колеблются около некого устоявшегося значения, работа гомеостатической системы носит затухающий характер, через некоторое время физиологические параметры возвращаются к исходным. Если возврата не происходит, то система переключается на 3 тип адаптационных изменений. В нашем варианте исследуемые показатели после существенных колебаний вернулись по обобщенному среднему показателю в Г7П □ 41,3 ± 4,2 %, в Г8ц □ 40,9 ± 3,7 %, а в Г9П □ 32,6 ± 2,4 % случаев к исходным параметрам на IV этапе обследования.
III тип □ ответная реакция гомеостатической системы недостаточная, переходный процесс затягивается, физиологические параметры не достигают
первоначальных величин (гетеростазис по Селье) либо ответная реакция системы чрезмерна. В обоих случаях в организме формируется иное состояние динамического равновесия внутренней среды □ аллостаз.
На IV этапе обследования у части выпускников не завершился переходный процесс, не вернулись к норме исследуемые параметры, по обобщенному среднему показателю: в Г7ц □ 30,5 ± 2,3 %, в Г8ц □ 36,6 ± 4,4 %, а в Г9П □ 14,7 ± 1,2 % случаев.
Литература
1. Баевский, P.M. Прогнозирование состояния на гране нормы и патологии / P.M. Баевский. □ М.: Медицина, 1979. □ 275 с.
2. Барабой, В.А. Роль перекисного окисления в механизме стресса / В.А. Барабой // Физиологический журнал. □ 1989. □ Т. 35, № 5. □ С. 85Н09.
3. Вейн, А.М. Вегетативные расстройства: клиника, лечение, диагностика / А.М. Вейн. □ М.: Медицинское информационное агентство, 1998. □ 752 с.
4. Львовская, Е.И. Перекисное окисление липидов в норме и особенности протекания ПОЛ при физических нагрузках / Е.И Львовская, Н.М Григорьева. □ Челябинск, 2005. □ 88 с.
5. Матлина Э.Ш. Метод определения адреналина, норадреналина, дофамина и ДОФА в одной порции мочи // Методы исследования некоторых гормонов и медиаторов / Э.Ш. Матлина, З.М. Киселева, И.Э. Софиева. □М., 1965. □ С. 25^32.
6. Меерсон, Ф.З. Адаптация к стрессорным ситуациям и физическим нагрузкам / Ф.З. Меерсон, М.Г. Пшенникова. □ М.: Медицина, 1988. □256 с.
7. Новоселова, О.А. Взаимосвязь системы пе-рекисного окисления липидов □ антиоксидантной защиты (ПОЛ □АОЗ) и симпатоадреналовой системы у выпускников общеобразовательных школ г. Челябинска / О.А. Новоселова //Вестник ЮУрГУ. Серия «Образование, здравоохранение, физическая культура□ □ 2009. □Вып. 21. □№ 39. □ С. 53^7.
8. Ненашева, А.В. Формирование аллостаза, особенности роста и развития детей из социально неблагополучных семей: автореф. дис. □ д-ра биол. наук /А.В. Ненашева. □ Челябинск, 2008. □ 48 с.
9. Ситдиков, Ф.Г. Влияние учебной нагрузки и условий производства на функциональное состояние симпато-адреналовой системы и показателей регуляции сердечного ритма у девушек 17Н8-летнего возраста / Ф.Г. Ситдиков, М.В. Шай-хелисамова, И. P. Валеев // Физиология человека. □ 2001. □ Т. 27, № 5. □ С 60П67.
10. Экспериментальное моделирование и лабораторная оценка адаптивных реакций организма / И.А. Волчегорский, И.И. Долгушин, О.Л. Колесников, В. Э. Цейликман. □ Челябинск, 2000. □ 167 с.
11. Mc Ewen, B.C. Allostasis and allostatic load: implications for neuropsychopharmacology / B.C. Mc Ewen //Neuropsychopharmacology. □ 2000. □ V. 22, № 2. □ С. 108H24.
Поступила в редакцию 20 апреля 2011 г.
