Адаптация организма учащихся к учебным нагрузкам

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Адаптация организма учащихся к учебным нагрузкам



Содержание

Введение

Глава 1. Обзор литературы

Теоретические основы учения о здоровье

Понятие об адаптации как основной предпосылки к успешному взаимодействию организма учащихся с окружающей средой

Обоснование необходимости исследований резервов сердечно-сосудистой системы и умственной работоспособности как основы здоровья учащихся

Глава 2. Организация и методы исследования

Организация исследования

Материалы и методы исследования

Глава 3. Полученные экспериментальные данные и их обсуждение

Динамика функционального состояния сердечно-сосудистой системы от начала к концу учебного года учащихся 5-х классов средней общеобразовательной школы №814

Динамика изменчивости уровня умственной работоспособности школьников в процессе адаптации к учебной нагрузке

Заключение

Выводы

Список литературы



Введение

Актуальность исследования:

Оценка режима дня, уровень и динамика показателей функционального состояния основных физиологических систем учащихся, изменение состояния их здоровья всегда (Агаджанян Н.А., 1987; Баевский Р.М., Берсенева А.П., 1997) считались основными критериями физиолого- гигиенических исследований. В последнее время в связи с реформой образования особо актуальными становятся исследования, касающиеся изучения проблемы влияния учебных нагрузок на работоспособность, утомляемость, состояние нервной и других функциональных систем организма учащихся (Панькова М.Н., Жебровская Н.Е., 2001; Малых Т.В., 2005).

В современной литературе можно встретить большое количество работ, касающихся увеличения учебных нагрузок, предъявляемых детскому организму, что негативно отражается на состоянии здоровья школьников (Тупицын И.О. с соавт., 2000; Воронина Г.А., Малых Т.В., 2004). При этом отмечается, что 30-40% детей испытывают трудности при обучении в школе (Дорохов Р.Н., 2000). Высказываются мнения, что особенно остро эта проблема стоит перед начальной школой (Баранов А.А., 2000) и в подростковом периоде развития онтогенеза человека. При этом недостаточное внимание уделяется периоду онтогенеза, называемому «отрочество», т. е. детям в возрасте 10-12 лет. В то же время средний школьный возраст характеризуется началом ускорения процессов морфофункциональных перестроек организма, и во многом определяет последующее развитие человека (Шапошников Е.А., 1985).

Несмотря на многочисленные исследования, работы, дающие возможность определения степени упорядоченности режима дня, уровня и динамики показателей функционального состояния основных физиологических систем учащихся, изменения состояния их здоровья, на сегодняшний день продолжают оставаться актуальными, поскольку позволяют выявлять соответствие учебной, трудовой и различных физических нагрузок возрастным возможностям учащихся.

При исследовании влияния учебных нагрузок на организм ребенка эффективность адаптации принято оценивать по функциональному состоянию сердечно-сосудистой системы, нервной системы, общему уровню здоровья (Чораян И.О., 2004), а также по изменению умственной работоспособности учащихся (Дубровинская Н.В., Фарбер Д.А., Безруких М.М., 2000). В последние годы в качестве индикатора функционального состояния организма школьников и его реакции на умственную, физическую, психоэмоциональную нагрузку широко используется оценка донозологического состояния уровня здоровья учащихся.

Вопросу адаптации сердечно-сосудистой системы, умственной и физической работоспособности к нагрузкам разной степени тяжести посвящено большое количество работ как отечественных, так и зарубежных авторов (Хрипкова А.Г., Антропова М.В., 1982; Finley J.P., Nugent S.T., 1995). Однако в подавляющем большинстве исследованию подвергались взрослые, учащиеся младшей школы, учащиеся подросткового возраста или студенты (Микаелян Р.Н., 2011). Между тем в процессе возрастного развития на каждом этапе онтогенеза меняется диапазон приспособляемости человека, и у 10-12-летних этот диапазон свой. Определение зон интенсивности и продолжительности умственной деятельности, вызывающих напряжение функций в физиологических либо донозологических рамках, приобретает особо важное практическое значение для воспитания здорового подрастающего поколения. Все вышесказанное послужило основанием для проведения настоящего исследования.

Цель исследования: выявить динамику показателей состояния сердечно-сосудистой системы и умственной работоспособности школьников пятых классов в течение учебного года.

Объект исследования: исследования проводились на школьниках пятых классов средней общеобразовательной школы №814 г. Москвы. Всего в исследовании приняли участие 47 человек (мальчики и девочки), возрастной диапазон которых составлял 10-12 лет.

Задачи исследования:

- Выявить влияние учебной нагрузки на функциональное состояние сердечно-сосудистой системы учащихся пятых классов.

- Провести анализ качественных и количественных показателей умственной работоспособности учащихся пятых классов в течение учебного года.

- Оценить соответствие возрастных возможностей испытуемых предъявляемым учебным нагрузкам в годовой динамике.

- Провести оценку основных типов изменчивости уровня работоспособности учащихся в течение года.

Научная новизна и практическая значимость исследования: Полученные в работе данные могут стать критериями физиолого- гигиенической оценки общей нагрузки учащихся пятых классов, их режима суток, организации учебных занятий. В работе осуществляется педагогический поиск более совершенных форм и методов обучения и воспитания современных школьников, что особо важно и на современном этапе и для школы будущего. Основываясь на полученных результатах уровня умственной работоспособности и утомляемости учащихся 10-12 лет, появляется возможность вносить коррективы в нормирование учебной и физической нагрузок для данного возрастного диапазона, более рационально организовывать обучение современных школьников, создать условия, обеспечивающие удовлетворение биологической потребности детей 10-12 лет в отдыхе. Основываясь на результатах данного исследования, возникает возможность дать рекомендации рациональной, с физиологической точки зрения, организации учебного процесса, который позволит создать благоприятные условия для сохранения работоспособности и здоровья учащихся пятых классов.

Глава 1. Обзор литературы

Теоретические основы учения о здоровье

В постоянно меняющихся условиях окружающей среды проблема сохранения здоровья выступает одной из самых острых в современном мире. Состояние здоровья населения, несмотря на развивающуюся медицину, ухудшается (Гильмундинов В.М., Казанцева Л.К., Тагаева Т.О., 2009; Шабунова А.А., 2010). Выдвижение проблемы здоровья в ряд наиболее важных задач развития общества отражает актуальность теоретической и практической работы над данной проблемой. Это говорит о необходимости проведения определенных научных исследований и разработки различных подходов к сохранению здоровья и повышению его уровня.

В уставе Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) можно найти, что здоровье - это не только отсутствие каких-либо болезней и физических дефектов, но и состояние полного духовного и социального благополучия.

С 70-80-х годов XX века в нашей стране проводятся различные исследования, посвященные прогнозированию, диагностике и сохранению здоровья населения. Большое количество научных работ посвящено этой проблеме (Ильин Е.П., 1968; Баевский Р.М., 1979). Многие из них относились к такой сфере, как космическая медицина. Физиолого- медицинский контроль состояния здоровья космонавтов в большей мере был направлен не на возможное развитие определенных болезней, а на адаптационные способности организма, необходимые в новых, необычных для человека условиях окружающей среды. Оценивая уровень напряжения регуляторных систем организма, осуществлялось прогнозирование вероятных изменений функционального состояния. Таким образом, космическая медицина стала основой для проведения широких исследований в профилактической медицине, что способствовало прогрессу в области учения о здоровье (Баевский Р.М., Дракина Л.В., Кудрявцева В.И., 1974; Меерсон Ф.З., 1981). Авторы, занимающиеся проблемой, каждый по-своему определяют понятие здоровья, например: Граевская Н.Д. (1979), говоря о здоровье, включает в это понятие оценку уровня функциональных возможностей организма, способности приспособиться к высоким требованиям окружающей среды без проявлений патологии. Чикин С.Я. (1979) определяет здоровье как гармоническое функционирование и взаимодействие всех органов и систем организма человека при физическом совершенстве и нормальной психике, позволяющих совершать общественно- полезный труд. Агаджанян Н.А. (1981), исследуя биологические ритмы человека, делает вывод, что здоровье - это оптимальное соотношение взаимосвязанных эндогенных ритмов физиологических процессов, и соотносит их с экзогенными циклическими процессами.

Царегородцев Г.И. (1983) пишет, что здоровье есть состояние гармоничной саморегуляции и динамического равновесия со средой, совокупность психосоматических состояний организма, которые обеспечивают возможность оптимального функционирования в различных условиях.

По мнению Лисицына Ю.П. (1982), здоровье - это не только отсутствие болезней и каких-либо нарушений, это также возможность полноценно жить, трудиться, отдыхать, выполнять свойственные человеку функции.

Интересно также развитие концепции саногенеза (Олейник С.Ф., 1969). Саногенез определяется как динамическая система защитно- приспособительных механизмов, возникающая на стадии предболезни и развивающаяся в течение всего периода болезни, направленная на восстановление поврежденных механизмов саморегуляции. В данном случае имеются в виду механизмы мобилизации функциональных резервов организма, обеспечивающие создание новых функциональных систем, направленных на защиту и развитие компенсаторно-приспособительных процессов.

Для Брехмана И.И. здоровье является способностью сохранять устойчивость в условиях резких изменений качественных и количественных параметров триединого источника сенсорной, вербальной и структурной информации (1987). Здоровье, по его мнению, - это не отсутствие болезней, а гармония человека - физическая, психологическая, социальная - благоприятные отношения с людьми, природой и самим собой (1990).Опираясь на вс? вышеизложенное, можно заметить, что определение понятия «здоровье» имеет двойственную природу, сочетающую в себе биологическое и социальное. В целом, в отечественной литературе стало традицией, говорить о состоянии здоровья, связывая его с уровнем адаптации.

Учение о здоровье особо интересно для лиц различных профессий, которые подвержены повышенным психоэмоциональным или физическим нагрузкам. Организация учебного процесса в современных школах тоже вызывает напряжение ресурсов организма школьников, что и послужило предпосылкой данного исследования.

В тех случаях, когда организм человека длительно испытывает дефицит времени или высокие нагрузки превышающие функциональные резервы для сохранения устойчивого равновесия с окружающей средой, возникают состояния функционального напряжения, которые характеризуются смещением вегетативного равновесия в сторону преобладания адренергических механизмов и определенным изменением гормонального статуса (Вейн А.М., 2000). Тот или иной уровень функционирования организма обеспечивается за счет работы механизмов управления и регуляции. Ведь известно, что мобилизация резервов связана с усилением тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы (Ноздрачев А.Д., 1983).

При функциональном напряжении повышаются затраты резервов, направленные на поддержание нормального функционирования органов и систем организма. Состояния, при которых неспецифический компонент общего адаптационного синдрома проявляется в форме различной степени напряжения регуляторных систем, называют донозологическими (Баевский Р.М., Казначеев В.П., 1978).

Значительное повышение уровня напряжения, которое может привести к снижению функциональных ресурсов, делает биологическую систему чувствительной к разным воздействиям и нуждается в дополнительной мобилизации резервов. Шмальгаузен В.П. (1975) отмечает, что состояния перенапряжения регуляторных механизмов относятся к состояниям неудовлетворительной адаптации.

Значимыми являются специфические изменения со стороны различных органов или систем. В этом случае допустимо говорить о начальных проявлениях преморбидных состояний. Здесь речь идет о болезнях, которые приобретаются организмом на протяжении всей жизни под влиянием негативных факторов окружающей среды и неправильного образа жизни. К ним относятся большинство нарушений в работе сердечно-сосудистой, пищеварительной, дыхательной и выделительной систем (Вейн А.М., 2000; Martin J.B., et al 1976).

Переход от здоровья к болезни имеет ряд стадий и не является внезапным. На первых этапах развития они не вызывают выраженного снижения трудовой активности (Агаджанян Н.А., Баевский Р.М., Берсенева А.П., 2006).

В древности существенное внимание уделялось не лечению болезней, а сохранению здоровья, что было отображено в трактатах Авиценны. Гораздо больше внимания древние врачи и философы уделяли сохранению здоровья, а не лечению болезней, что отражено в «Каноне врачебной науки» Авиценны или «Салернском кодексе здоровья», написанном несколько столетий назад. Современные теоретические основы науки о здоровье, которая направлена на исследование состояний между нормой и патологией, были заложены в основном трудами отечественных ученых. Одним из первых среди них был Давыдовский И.В. (1962), который определял процессы дизадаптации как один из важнейших факторов развития болезни. Для развития физиологии важное значение имеет теория функциональных систем, разработанная Анохиным П.К. (1975), в которой рассматриваются проблемы единой функциональной системы, складывающейся для поддержания равновесия между организмом и окружающей средой. Расходование и восстановление функциональных резервов организма и его систем является непрерывным жизненным процессом. Поддержание равновесия (гомеостаза) внутри организма, между организмом и окружающей средой - это основное условие существования живой системы (Баевский Р.М., Берсенева А.П., 1997). При этом вегетативная регуляция занимает одно из центральных мест среди одновременно действующих сложноорганизованных механизмов поддержания гомеостаза.

Винер Н. (1983) предложил применять методы теории управления при моделировании гомеостатических систем. Адаптация, являясь важным функциональным свойством организма, наряду с гомеостазом относится к центральным понятиям биологии. Адаптация и гомеостаз выступают как дополняющие друг друга процессы, которые в итоге определяют уровень функциональных резервов организма.

Баевский Р.М. (1979) в своей монографии «Прогнозирование состояний на грани нормы и патологии» рассматривал теоретические аспекты здоровья как способности приспособиться к условиям внешней среды. Он описал элементы теории прогнозирования и применения ее в медицине и физиологии, раскрыл методы прогностической оценки состояния организма, им изложены приемы оценки физической и умственной работоспособности.

В коллективной монографии Айдаралиева А.А., Баевского Р.М., Берсеневой А.П. «Комплексная оценка функциональных резервов организма» (1988) определены способы применения донозологического подхода в разных областях медицины и физиологии.

В другом коллективном труде «Проблемы адаптации и учение о здоровье» Агаджаняна Н.А., Баевского Р.М., Берсеневой А.П. (2006) представлены исследования по проведению социально-гигиенического контроля здоровья детей и взрослых с использованием компьютерных систем. Авторы отмечают, что появилась возможность автоматизировано производить анализ вариабельности ритма сердца в связи с созданием новых методов исследования, приходя к выводу, что для повышения эффективности прогнозирования заболеваний и затем своевременного проведения оздоровительных мероприятий, важно следить за динамикой снижения адаптационных показателей, принимая во внимание климатогеографические, профессиональные, возрастно-половые особенности разных групп населения. Однако стоит заметить, что диагностика и прогнозирование состояний между здоровьем и болезнью является достаточно сложной задачей, что требует дальнейшего развития и усовершенствования, проведения новых исследований в данной области.

Понятие об адаптации как основной предпосылки к успешному взаимодействию организма учащихся с окружающей средой

В исследованиях по возрастной физиологии проблема адаптации учащихся к учебным и физическим нагрузкам всегда имела первостепенное значение (Хрипкова А.Г., Антропова М.В., 1982; Агаджанян Н.А. с соавт., 2006.; Микаелян Р.Н., 2008; Микаелян Р.Н., Аветисян Э.А., 2015). При этом целью являлось изучение физиологических механизмов адаптации в связи с получением возможности влиять на нее средствами педагогики и гигиены. Для начала отметим ряд общих и теоретических вопросов, относящихся к такому процессу, как адаптация. Основанной на способности организма приспосабливаться к условиям внешней среды, многие авторы (Гаркави Л.Х., Квакина Е.Б., Уколова М.А., 1990; Журавлева М.С., 2009) придают теории адаптации важное место в учении о здоровье. Процесс адаптации можно определить как приспособление строения и функций организма к условиям существования. В процессе адаптации возникают признаки и свойства, являющиеся более выгодными для живого существа, приобретается способность к существованию.

Вся жизнь человека, сопровождается адаптацией. Физиология, рассматривающая возможность сохранения здоровья в постоянно изменяющихся условиях окружающей среды, обращается к фундаментальным закономерностям теории адаптации (Селье Г., 1960). Согласно одной из формулировок, физиологическая адаптация - это процесс достижения устойчивости уровня активности механизмов управления функциональных систем, органов и тканей, который обеспечивает возможность длительной активной жизнедеятельности организма животного и человека в измененных условиях существования и способность к воспроизведению здорового потомства. Резервных возможностей организма должно быть достаточно, чтобы обеспечивать основные константы в пределах нормы. Приспособление к новым условиям требует определенного напряжения регуляторных систем. Проблема адаптации состоит в том, чтобы она не приводила к перенапряжению и истощению регуляторных механизмов.

Одним из первых, кто осуществил попытку оценить реакции организма на воздействие факторов окружающей среды с точки зрения метаболических процессов, был Кеннон В. (1927). Он полагал, что изменения, вызывающие эмоциональные сдвиги, протекают с освобождением катехоламинов и обеспечивают самозащиту организма. Впоследствии адаптацию связывали с именем Селье Г. (1960). При этом внимание уделялось стрессовым ситуациям и считалось, что они являются двигателем жизни. Однако не учитывалось при этом, что три фазы адаптации по Селье Г. - это не физиологическая реакция, а реакция на патологический стресс, при том, что нормальное развитие организма осуществимо только в условиях физиологических, а не стрессовых, форм воздействий. В связи с этим Аршавский И.А. (1990) отметил, что объяснение механизмов адаптации можно рассматривать не только через гипоталамо-гипофизарно- надпочечниковую активацию. По его мнению, в приспособлении организма принимают участие все физиологические системы. Таким образом, можно утверждать, что адаптация человека - сложный социально-биологический процесс, в основе которого лежит изменение систем и функций организма, а также привычного поведения. Это двусторонний процесс, так как человек не только сам приспосабливается к новой экологической обстановке, но и приспосабливает эту обстановку к своим нуждам и потребностям.

Казначеев В.П. (1980) считал, что адаптация (приспособление) на биологическом уровне представляет собой процесс сохранения и развития биологических свойств, обеспечивающих эволюцию в неблагоприятных условиях среды. На уровне организма, адаптация - это процесс поддержания функционального состояния гомеостаза органов, систем и организма в целом, который обеспечивает его сохранение, работоспособность, максимальную продолжительность активной жизни.

Адаптацию к новым условиям, природным и производственным, можно кратко представить как систему социально-биологических свойств и характеристик, необходимых для устойчивого существования организма в определенной экологической среде обитания (Анохин П.К., 1975; Шмальгаузен В.П., 1975; Баевский Р.М., 1997; Журавлева М.С., 2009). Некоторые нарушения, которые возникают в результате изменения экологической среды, способны создать настолько неблагоприятные условия, что приведут к полному разрушению многих сообществ.

Существует генотипическая адаптация, когда на основе наследственности, мутаций и естественного отбора формируются современные виды животных и растений. Такая адаптация стала основой эволюции, так как ее достижения закреплены генетически и передаются по наследству (Яблоков А.В., 2006). Комплекс видовых наследственных признаков - генотип - становится пунктом следующего этапа адаптации, которая приобретается в процессе индивидуального развития. Данная индивидуальная, или фенотипическая, адаптация складывается в процессе взаимодействия особи с окружающей средой и обеспечивается глубокими структурными изменениями организма. Фенотипическая адаптация - это развивающийся в ходе индивидуальной жизни процесс, в результате которого организм приобретает устойчивость к определенному фактору внешней среды и получает возможность жить в условиях, ранее несовместимых с жизнью. В организме не существует готового, вполне сформированного механизма, который бы обеспечивал своевременное приспособление к новому фактору среды при первой встрече. Организм обладает лишь генетически детерминированными предпосылками для формирования такого механизма. Если фактор не подействовал, механизм так и останется несформированным. Другими словами, генетическая программа предусматривает не заранее сформированную адаптацию, а возможность ее реализации под воздействием среды (Северцов А.С., 1987), при этом обеспечивается реализация только тех адаптационных реакций, которые жизненно необходимы. Тот факт, что результаты фенотипической адаптации не передаются по наследству, считается выгодным для сохранения вида.

Каждое последующее поколение заново адаптируется к широкому диапазону порой совершенно новых факторов, которые требуют выработки специализированных ответных реакций. Однако ключевым механизмом во всех видах фенотипической адаптации является взаимосвязь между функцией и генетическим материалом. При активной адаптации, отмечают Агаджанян Н.А. с соавт. (2006), к одному фактору, к примеру, гипоксии, нередко возрастает устойчивость организма к целому комплексу других факторов (перекрестная адаптация). При этом организм приобретает новое свойство. В этих условиях вырабатываются адаптивные реакции, повышающие резистентность к гипоксии, перегрузкам, приспособление к высоким температурам, судорожным состояниям и т.п. Наоборот, приспособление к физическим нагрузкам наряду с физической работоспособностью повышает устойчивость к гипоксии, тормозит развитие атеросклероза, гипертонической болезни и т. д.

В результате адаптации возникает перестройка функций, их переход на новый уровень регулирования, происходит повышение устойчивости организма к воздействию факторов окружающей среды и его уравновешивание со средой (Хрипкова А.Г., Антропова М.В., 1982; Агаджанян Н.А. с соавт., 2006).

Процесс адаптации начинается с неспецифических реакций мобилизации резервов организма. На первых стадиях действия сменившихся условий среды на организм отмечается усиление работы всех систем органов (оперативный механизм адаптации, фаза срочной адаптации). Данный механизм обеспечивает существование на начальных этапах функционирование организма в новых условиях, но энергетически невыгодный, неэкономичный и только готовит почву для более стойкого механизма долгосрочной адаптации (Меерсон Ф.З., 1981; Филеши П.А., 1989).

Все живые существа адаптированы к сезонным изменениям, в том числе и человек. Времена года характеризуются изменением целого ряда факторов окружающей среды: температуры, освещенности, влажности и радиации. Организмы заранее реагируют на смену сезонов: перед зимой увеличивается прослойка подкожного жира, более густой становится шерстяной покров и т.п. Благодаря фиксированности в организме изменений внешней среды и сигнального значения различных факторов развиваются опережающие приспособительные реакции (Анохин П.К., 1973). Кроме того существует адаптация к смене дня и ночи. Данные природные колебания определенным образом отражены во всех системах организма.

Человек, в отличие от животных, приспосабливается к условиям существования, не только с помощью физиологических реакций, но и благодаря достижениям цивилизации: одежды, домов и т.д. Они позволяют освободить организм от нагрузки, но имеют и отрицательную сторону для организма - снижают физиологические адаптивные способности к природным условиям.

В дополнение к природным факторам, человеческий организм подвержен социальным, так как социальные условия занимают в его жизни существенное место. Социальные условия, связанные, в том числе, с трудовой деятельностью человека, являются источником специфических факторов, к которым также необходимо приспосабливаться. С развитием цивилизации их число растет, они видоизменяются. Космические полеты, глубоководные погружения, работа в цехах с высокими температурами или в холодном климате создают условия, требующие более широкой адаптации физиологических резервов. Кроме всего этого, дополнительную нагрузку на организм дают загрязнение среды обитания, нерациональное питание, недостаточная физическая активность, злоупотребление медикаментозными препаратами, вредные привычки и многое другое.

Не все воздействия включают механизмы адаптации, а только те, которые обладают определенной силой, временем действия и скоростью нарастания. При повышенных воздействиях включаются все механизмы адаптации и процесс этот проходит в несколько приведенных ниже фаз (Агаджанян Н.А. с соавт., 2006).

- Первую фазу называют «аварийной». Она развивается в самом начале действия физиологического, патогенного фактора или измененных условий окружающей среды. Сначала реагируют сердечно-сосудистая и дыхательная системы. Данные реакции контролируются центральной нервной системой.

На аварийной стадии имеет место срочная мобилизация систем, обеспечивающих защиту организма от воздействующего фактора. Реакции неэкономны и обычно их уровень выше того, что необходимо в данный момент. Количество измененных показателей в работе разных систем очень велико. Недостаточно синхронизировано управление физиологическими функциями со стороны нервной и гуморальной систем. Вся фаза имеет «поисковый» характер. Тканевые и молекулярные процессы в клетках и мембранах организма направленно не изменяются, поскольку на это требуется гораздо больше времени.

Аварийная фаза может протекать на фоне сильно или слабо выраженного эмоционального компонента, от которого зависит мобилизация вегетативных функций.

- Второй фазой является переходная к устойчивой адаптации. Она отличается уменьшением общего возбуждения центральной нервной системы, построением функциональных систем, которые обеспечивают управление адаптацией к новым условиям. Сокращается интенсивность сдвигов, постепенно включаются некоторые органы и системы, которые не были ранее вовлечены в реакцию. Происходит постепенное переключение приспособительных реакций организма на более глубокий тканевый уровень. Видоизменяется гормональный фон организма. Гормоны коры надпочечников усиливают свое действие.

- После переходной фазы наступает третья - фаза устойчивой адаптации, или резистентности. Это собственно адаптация - приспособление. Для данного этапа характерен переход на новый уровень функционирования тканевых и клеточных мембранных элементов, которые перестроили свою работу, благодаря временной активации вспомогательных систем. Происходит активизация тканевых процессов, обеспечивая гомеостаз, адекватный новым условиям среды.

К основным особенностям третьей фазы можно отнести:

1) мобилизацию энергетических ресурсов;

2) повышение синтеза структурных и ферментативных белков;

3) мобилизацию иммунной системы.

В третью фазу организмом приобретается неспецифическая и специфическая резистентность - устойчивость организма. Эта фаза тоже требует напряженного управления, хотя и происходит выключение не требующихся реакций, сокращение излишних затрат энергии. Переход реактивности организма на новый уровень не происходит просто так, а сопровождается определенным напряжением систем управления. Такое напряжение принято называть «ценой адаптации» (Агаджанян Н.А. с соавт., 2006).

Однако данная фаза не является абсолютно стабильной. В процессе жизнедеятельности организма, который находится в фазе устойчивой адаптации, возможны отклонения - флуктуации, временная дизадаптация (снижение устойчивости) и реадаптация (восстановление устойчивости). Данные флуктуации могут быть связаны как с функциональным состоянием организма, так и с воздействием разных побочных факторов.

Когда организм первый раз подвергается действию измененных условий или отдельных факторов, это вызывает ориентировочную реакцию. Она, в свою очередь, может перейти в генерализованное возбуждение. Если раздражение достигнет определенного уровня, это приведет к возбуждению симпатической системы и выделению адреналина. Такие нейрорегуляторные соотношения характерны для первой фазы адаптации. В течение следующего периода происходит формирование новых координационных отношений. Изменение гормонального фона осуществляется за счет активации гипофизарно-адреналовой системы. Биологически активные вещества и глюкокортикоиды обеспечивают получение тканью повышенного энергетического, пластического и защитного обеспечения, что в совокупности составляет основу фазы устойчивой адаптации.

Необходимо заметить, что переходная фаза имеет место только тогда, когда воздействующий фактор имеет достаточно высокий уровень интенсивности и длительности действия. Если его действие слабое и кратковременное, то аварийная фаза прекращается, и не формируется состояния адаптации. В противном случае, когда фактор действует интенсивно и длительно, создаются предпосылки для формирования «структурных следов», суммируется действие факторов, происходит углубление и нарастание метаболических изменений, аварийная фаза сменяется переходной, а затем наступает фаза устойчивой адаптации.

Так как фаза устойчивой адаптации основана на постоянном напряжении регулирующих механизмов, связана с перестройкой гуморальных и нервных соотношений, то данные процессы иногда могут истощаться. Наиболее сильно подвергаются истощению гормональные механизмы. Симптомами состояния дизадаптации при истощении управляющих механизмов являются функциональные изменения, сходные с теми же сдвигами, которые происходили в фазу аварийной адаптации. Кровеносная и дыхательная системы приходят в состояние повышенной активности, энергия тратится неэкономно, неполноценно осуществляется координация между системами.

С давних пор известно о различной реакции организма человека на патогенные факторы. Из этого была сделана определенная установка, которая заключается в том, что лечить надо больного, а не болезнь. Однако индивидуальность складывается не только из врожденных - конституционных - характеристик человека, но каждый отрезок жизни есть результат интеграции всех реакций на предыдущие простые или сложные психологические и физические воздействия (Алексеева Т.И., 1986.; Айдаралиев А.А., 1988; Агаджанян Н.А. с соавт., 2006).

Для понимания общих закономерностей адаптации, вынесенных на обсуждение в работе, важное значение имеют исследования приспособительных реакций организма детей и подростков к учебным нагрузкам (Абросимова Л.И., 1977; Безруких М.М., 1980; Fagard R.H., Pardaens K., Staessen J.A., 1999; Corso A.C., 2001).

Необходимо еще раз подчеркнуть, что основная цель адаптации - это поддержание жизненно важных констант организма, сохранение метаболического, энергетического, информационного и структурного гомеостаза. Несмотря на природу воздействий окружающей среды, организм постоянно стремится к сохранению своих биологических качеств, которые обеспечивают ему существование.



Обоснование необходимости исследований резервов сердечно-сосудистой системы и умственной работоспособности как основы здоровья учащихся

В исследованиях по возрастной физиологии одной из главных выступает проблема адаптации детей и подростков к учебным нагрузкам. Основными целями изучения данной проблемы являются - установление физиологических механизмов адаптации и получение возможности оказывать влияние на процесс адаптации через педагогические и гигиенические мероприятия.

В связи с изменившимися социально-бытовыми, психологическими, гигиеническими и экологическими условиями жизни особое внимание должно уделяться состоянию организма учащихся младшей и средней школы, т.е. с раннего детства. Согласно мнению авторитетных авторов (Дубровинская Н.В., Фарбер Д.А., Безруких М.М., 2000; Казин Э.М., Блинова Н.Г., Литвинова Н.А., 2000; Баранов А.А. с соавт., 2013), у подрастающего поколения в последние годы наблюдается увеличение частоты встречаемости различных нозологических состояний, таких как ожирение, плоскостопие, миопия, аллергические реакции, нервно-психические расстройства, заболевания сердечно-сосудистой системы и т.д.

Известно (Хрипкова А.Г., Антропова М.В., 1982), что в адаптации человека к изменяющимся требованиям условий окружающей среды и видам деятельности главное звено составляют: сердце, состояние центральной, региональной и периферической гемодинамики, состояние центральной нервной системы и высшей нервной деятельности.

В педагогической среде, которая имеет дело с подрастающим поколением, все более усиливается понимание определенной ответственности за физическое, экологическое и социальное благополучие новых поколений (Казин Э.М. с соавт., 2000; Агаджанян Н.А. с соавт., 2006). Поэтому особую актуальность получает разработка и реализация комплексных мероприятий, которые должны быть направлены на:

- снижение степени функциональной напряженности детей и подростков, восстановление резерва здоровья на этапах, которые являются переходными от здоровья к болезни;

- регламентацию режима жизни с учетом возрастных и индивидуальных особенностей организма ребенка;

- своевременную коррекцию возникающих отклонений, которые связаны с учебным процессом;

- разработку более эффективных способов сохранения и укрепления здоровья.

Крайне важно формировать у подрастающего поколения потребность в хорошем здоровье и ответственное отношение к собственному здоровью, привычку здорового образа жизни.

Необходимо, чтобы для каждого возрастного этапа существовали свои критерии здоровья, свойственные его психофизиологической и морфофункциональной организации. В решении данного вопроса могут помочь методы исследования сердечно-сосудистой системы, являющиеся индикатором реакций адаптации. В качестве критерия приспособительных реакции, Берсеневой А.П. (1986, 1991) был предложен индекс функциональных изменений (ИФИ). Основанный на оценке ИФИ доврачебный скрининг, несмотря на свою простоту, способен обеспечить системный подход к оценке здоровья учащихся.

Контроль состояния здоровья можно осуществлять с помощью ряда исследований, в которых принимаются во внимание: возраст, индекс массы тела, артериальное давление, психологический тип личности, уровень работоспособности, степень психоэмоционального истощения, мониторинг ритма сердца и другие важные показатели (Панов Ю.П., Филеши П.А., 1975; Микаелян Р.Н., 2008; Lombardi F., 1992).

В донозологической диагностике практическим инструментом является классификация функциональных состояний, которая включает в себя четыре класса:

Норма - класс с достаточными адаптационными возможностями организма человека. Всегда оценка функционального состояния осуществляется с использованием понятия нормы. Норма есть выражение функционального оптимума (Баевский Р.М., 1979). Исходя из этого, многие нередко полагают, что оптимуму соответствуют среднестатистические данные. Однако биологические системы отличает нестабильность, проявляющаяся в изменчивости функциональных состояний. Индивидуальный оптимум очень редко совпадает со среднестатистическими данными. Она всегда конкретна и устанавливается в зависимости от условий, в которые попадает человек. Набор индивидуальных показателей способен дать только статичный образ текущего состояния организма, которое можно путем сравнения отнести к определенному классу состояния.

Понятие нормы содержит в себе способность организма приспосабливаться к воздействию различных факторов окружающей среды. Адекватность ответной реакции организма на воздействие определенных факторов - также один из важных компонентов нормы. В связи с этим становится крайне необходимо не только исследовать норму реакции у подрастающего поколения, приспособление к учебному процессу, но и процессы взаимодействия организма с условиями среды, а также состояния напряжения.

Донозологические состояния - это состояния, когда оптимальные приспособительные возможности организма требуют более высокого, чем при норме, напряжения регуляторных систем, что приводит к повышению расхода функциональных резервов организма, росту энергетического и информационного обеспечения взаимодействия систем организма и поддержания гомеостаза. Происходит повышение функционального напряжения механизмов адаптации. Выделяют три стадии такого напряжения: умеренное, выраженное и резко выраженное.

Преморбидные состояния - это состояния, при которых происходит снижение функциональных возможностей организма. Они проявляются в двух стадиях:

с преобладанием неспецифических изменений при сохранении гомеостаза основных жизненно важных систем организма;

с преобладанием специфических изменений со стороны определенных органов и систем.

Проявление заболеваний благодаря механизмам компенсации может находиться в начальной фазе и иметь компенсаторный характер. Этот класс функциональных состояний отличает то, что они протекают на фоне перенапряжения механизмов регуляции.

Срыв адаптации - это состояние с резким снижением функциональных возможностей организма в связи с нарушением компенсаторных механизмов. При этом обычно наблюдаются различные заболевания в стадии субкомпенсации или декомпенсации.

Важно отметить, что при снижении адаптационных возможностей организма, которое связано с изменением физиологических функций, например, изменением миокардиально-гемодинамического гомеостаза, происходит рост артериального давления, снижение внешней работы сердца. Однако при донозологических состояниях изменения физиологических показателей обычно не выходят за пределы клинической нормы, поэтому не привлекают внимание врачей при диспансерном и профилактическом осмотре населения. Только срыв адаптации с развитием определенных нозологических форм заболевания является основанием для начала проведения лечебных мероприятий. В лучшем случае, если были вовремя выявлены начальные признаки заболевания, можно применить специфические меры вторичной профилактики.

С целью изучения описанных выше состояний была создана система «Светофор». Данная оценочная шкала (Агаджанян Н.А. с соавт., 2006)., дает возможность доступным каждому человеку способом оценивать уровень здоровья. Зеленая зона говорит о том, что все в порядке, показатели в норме. Желтая зона предупреждает о необходимости повышенного внимания к здоровью. В данном случае речь идет об оздоровлении и профилактике, внимательном отношении к собственному здоровью. И, наконец, красная зона показывает, что необходимо осуществить серьезные мероприятия в отношении здоровья, требуется провести диагностику и лечение возможного заболевания.

Большая группа исследований (Антропова М.В., 1967, 1974, 1988; Григорьева О.В., 2000; Мустафина Р.Г., 2005) посвящена изучению работоспособности учащихся в динамике, т.е. в течение учебного дня, недели, четвертей, а также учету сдвигов в состоянии здоровья от начала к концу учебного года. Поскольку изучение уровня умственной работоспособности и утомления является показателем психофизиологической адаптации, напряжение механизмов регуляции, обусловленное умственной деятельностью, ведет к изменению уровня функционирования разных систем организма (Самсонова Н.И.,1971; Егоров А.С., Загрядский В.П., 1973). Показано, что связь между изменением физиологических параметров и состоянием здоровья детей в процессе их адаптации к учебным нагрузкам зависит от уровня зрелости и готовности организма школьников к предъявляемым требованиям (Антропова М.В., 1988; Агаджанян Н.А. с соавт., 2006; Gargiunlo R.M., 1982; Globerston T., 1983). Причем снижение уровня умственной работоспособности, начавшееся уже после 1-го урока, усиливается на 2-ом и особенно 4-ом занятиях. Отмечается (Дубровинская Н.В. с соавт., 2000), что годовая же динамика работоспособности примечательна падением ее показателей во второй половине учебного года. При этом обращается внимание на то, что частота сдвигов количественных и качественных показателей, отражающих утомление, обычно связана с группами (типами) работоспособности - I, II, III, IV (Антропова М.В., Козлов В.И., 1984). Авторы при этом отмечают: «Применение методики дозированной нагрузки по буквенным таблицам является целесообразным во всех случаях, где основной задачей ставится изучение изменений, связанных с высшей нервной деятельностью под влиянием умственной нагрузки».

Все вышесказанное явилось основой и побудило к проведению данного исследования.



Глава 2. Организация и методы исследования

Организация исследования

Исследования проводились на учащихся пятых классов ГБОУ Школы

№814 г. Москвы, возрастной диапазон которых составлял 10-12 лет, в течение 2014-2015 учебного года: в сентябре, декабре и апреле. В эксперименте приняло участие 47 человек, мальчиков и девочек.

Материалы и методы исследования

Проводилась следующая диагностика:

1) Оценка адаптационных резервов сердечно-сосудистой системы школьников с помощью индекса функциональных изменений по Берсеневой А.П. (1986, 1991).

Сердце выполняет роль весьма чувствительного индикатора всех процессов, которые происходят в организме. Частота и сила сердечных сокращений, регулируемые симпатическим и парасимпатическим отделами вегетативной нервной системы, способны достаточно чутко отвечать на всевозможные воздействия стресса.

Судить о степени напряжения регуляторных систем можно, используя различные методы. Но более простым и доступным методом является математический анализ ритма сердца (Баевский Р.М., 1974, 1979; Баевский Р.М., Кириллов О.И., Клецкин С.З., 1984), который позволяет вести и динамический контроль. Чтобы данная методика стала более доступной для широкого круга специалистов и появилась возможность ее применения на доврачебном этапе контроля, Берсеневой А.П. (1986, 1991) был разработан индекс функциональных изменений (ИФИ), позволяющий вычислять адаптационный потенциал системы кровообращения по заданному набору показателей.

ИФИ определяется в условных единицах-баллах. Для вычисления ИФИ необходимы данные о частоте сердечных сокращений (ЧСС), артериальном давлении (САД - систолическое, ДАД - диастолическое), возрасте (В), росте в метрах (Р) и массе тела в килограммах (МТ):

ИФИ=0,011*ЧСС+0,014*САД+0,008*ДАД+0,014*В-0,009*МТ-0,009*Р-0,27

ИФИ, как интегральный показатель, характеризует сложную взаимосвязь функциональных структур, отражающих уровень функционального состояния системы кровообращения.

Для установления ИФИ в исследуемой группе школьников московской школы №814 проводились следующие исследования:

-определялся рост испытуемых с помощью ростомера;

-измерялось артериальное давление по методу Короткова;

-определялась частота сердечных сокращений;

-устанавливалась масса тела испытуемых с использованием медицинских весов;

-устанавливался возраст испытуемых.

В связи с тем, что шкала «Светофор» очень наглядна, гистограммы по результатам исследований расставлялись по цветам «Светофора». Испытуемые с удовлетворительной адаптацией попадают в зеленую зону, с напряжением и неудовлетворительной адаптацией - в желтую зону и те, кто имеет срыв адаптации - в красную зону (табл. № 1).

Таблица 1. Оценка здоровья по шкале «Светофор»

«Светофор»	Донозологическая диагностика	Степень напряжения регуляторных систем
Зеленый	Физиологическая норма	-Оптимальный уровень -Нормальный уровень
Желтый	-Донозологические состояния -Преморбидные состояния	-Выраженное функциональное напряжение -Резко выраженное функциональное напряжение
Красный	Срыв адаптации	-Перенапряжение регуляторных механизмов -Истощение регуляторных механизмов

Кроме того были осуществлены расчеты для определения ударного, или систолического, объема крови (УО) и минутного объема крови (МОК). УО отражает количество крови, выбрасываемое во время каждого сокращения крови, и характеризует эффективность и силу сердечных сокращений.

Для определения УО у взрослых существует формула Старра. Однако для того, чтобы определять сердечный выброс у детей 7-15 лет, Романцевым Н.А. и Пугиным Н.С. была разработана другая формула:

УО=((40+0,5*ПД) - (0,6*ДАД)) + 3,2*В

где ПД - пульсовое давление, ДАД - диастолическое артериальное давление, В - возраст.

Минутный объем крови (МОК) - это количество крови, которое выбрасывается сердцем за 1 минуту. МОК отражает функциональные возможности сердца. Его находят по формуле:

МОК=ЧСС*УО

где ЧСС - частота сердечных сокращений, УО - ударный объем крови.

Был проведен математический анализ каждого показателя отдельно у мальчиков и у девочек. Среднее арифметическое вычислялось по формуле:



где ? - символ суммы, xi - значения отдельных измерений, n - количество испытуемых.

Проводился подсчет среднеквадратического отклонения (у), который показывает абсолютное отклонение измеренных значений от среднеарифметического. Он рассчитывался по формуле:

где в числителе - сумма квадратов отклонений значений от средней арифметической; в знаменателе - n - число наблюдений.

Осуществляя поиск подходящих методик по определению уровня умственной работоспособности, мы остановили свой выбор на психофизиологической диагностической методике, которая дает возможность оценить качественные и количественные изменения работоспособности, определяемые по изменению качества и темпа работы.

Исследования работоспособности проводились во вторую неделю сентября, декабря и апреля месяцев 2014-2015 учебного года в промежутке между 9-11 часами.

Метод определения умственной работоспособности, основанный на использовании специальных корректурных таблиц, называется корректурной пробой. Корректурная проба выполняется с помощью специальных таблиц, представляющих собой набор различных букв или сочетаний, лишенных смыслового значения. Мы использовали таблицы в разработке Анфимова В.Я. Задания, составляющие основу корректурной пробы, сводятся к вычеркиванию или подчеркиванию различных букв или их сочетаний. Результаты работы подвергаются специальному анализу, выявляющему качество и количество проделанной работы.

Задание, которое дается испытуемым к выполнению, осуществляется в течение строго ограниченного времени (4 минуты). Оно состоит из двух частей. В течение первых 2-х минут учащимся было необходимо вычеркивать определенные буквы. Во второй части, которая тоже выполняется за 2 минуты, вводится дифференцировка, задание усложняется. Необходимо вычеркивать и подчеркивать заданные различные буквы и их сочетания. Например, сначала было необходимо вычеркивать буквы Х и А, а на новом этапе вычеркивать эти же буквы, но в случае, когда они находятся в сочетаниях ИХ и СА, подчеркивать эти сочетания букв.

Если исследование работоспособности учащихся проводится в динамике рабочего дня, рабочей недели или других сроков, удобно пользоваться заданиями в разработке Антроповой М.В. (1974), которые приведены в таблице №2.

Таблица 2. Задания для проведения корректурной пробы в динамике в разработке Антроповой М.В. (1974)

Дни недели	Буквы - условные раздражители
	Положительные (подлежат вычеркиванию)	Отрицательные (подлежат подчеркиванию)
Понедельник	Х А	ИХ СА
Вторник	В К	ИВ ЕК
Среда	С А	ИС НА
Четверг	Н Е	СН АЕ
Пятница	Х И	ВХ ЕИ
Суббота	И Е	ВИ КЕ

Обработка полученного материала связана с подсч?том количества просмотренных знаков и допущенных ошибок во всей работе и отдельно в каждой части. Под ошибкой следует понимать пропущенные, не зачеркнутые заданные буквы и любые зачеркнутые незаданные буквы, а также неподчеркнутые заданные сочетания букв или подчеркнутые незаданные сочетания.

Далее подчитывалось количество ошибок всех видов и за вторую часть выполняемой работы для стандартизации их количества и получения среднеарифметических величин показателей на 500 знаков и на 200 знаков (a500 и a 200 соответственно).

На основе всех полученных данных были построены столбиковые диаграммы, с помощью которых возможна оценка таких показателей, как объем выполненной работы, врабатываемость, оптимальная работоспособность.

По результатам корректурной пробы подсчитывалась статистика (средние значения, ошибка средней и среднеквадратичное отклонение для объема работы, коэффициента подвижности и коэффициента продуктивности).



Глава 3. Полученные экспериментальные данные и их обсуждение

Динамика функционального состояния сердечно-сосудистой системы от начала к концу учебного года учащихся 5-х классов средней общеобразовательной школы №814

Сердечно-сосудистая система является основным звеном транспортировки кислорода к работающим органам. В этой связи адаптация сердечно-сосудистой системы к меняющимся требованиям организма составляет необходимое звено для изучения приспособления организма человека к различным нагрузкам.

Вот, что пишут Хрипкова А.Г. с соавт. (1982) в своей монографии «Адаптация организма учащихся к учебной и физической нагрузкам»: «Нет сомнения, что актуальность и важность постановки задач изучения адаптации организма к обычным, не экстремальным условиям в настоящее время общепризнана. Указанное относится к исследованию адаптационных сдвигов функции столь лабильной и реактивной системы, как сердечно- сосудистая, с ее сложным комплексом нейрогуморальных механизмов регуляции».