Динамическое исследование кардиореспираторной системы лицеистов при адаптации к обучению в условиях повышенной сложности

В настоящее время под кардиореспираторной системой принято понимать реализующееся на общем уровне функциональное взаимодействие сердечно-сосудистой и дыхательной систем, являющееся одним из способов адаптации тканей организма к нагрузкам. Учитывая, что все клетки и органы постоянно испытывают ту или иную степень нагрузки, кардиореспираторную систему следует отнести к постоянно существующим, частным функциональным системам [2; 7].

Изучению деятельности кардиореспираторной системы, как уникального индикатора функциональных резервов и адаптивных функций организма, в последнее время уделяется пристальное внимание физиологами во всем мире [2].

Биологическая адаптация – приспособление организма к внешним условиям в процессе эволюции, включая морфофизиологическую и поведенческую составляющие. Для понимания общих закономерностей адаптации большое значение имеют исследования приспособительных реакций организма к учебным нагрузкам. Без знания критериев физиологической адаптации невозможно оценить характер текущих изменений, происходящих в организме под влиянием учебно-воспитательного процесса, прогнозировать возможные нарушения в состоянии здоровья и рационально организовывать процесс образования, особенно в условиях его интенсификации (лицеи, гимназии, частные школы и пр.) [1].

Возрастная группа школьников 11–16 лет относится к пубертатному периоду онтогенеза, специфика которого определяется биологическим фактором – процессом полового созревания. Именно в этот период осуществляются значительные структурно-функциональные изменения сердечно-сосудистой и дыхательных систем, заметно перестраивается симпато-адреналовая, эндокринная системы, формируется «уровень здоровья» школьников [4; 9; 10]. Этому возрасту принадлежит особое место в общих тенденциях роста нарушений здоровья, поскольку в биологическом отношении он является одним из критических и характеризуется мощными перестройками, делающими организм подростка особенно чувствительным к воздействию неблагоприятных факторов [8].

Среди многообразных внешних факторов выделяется комплекс нагрузок, связанных с учебной деятельностью. Эти нагрузки, вызывая развитие долговременной адаптации к её воздействию, оказывают разностороннее влияние на организм учащихся, возрастное состояние развития параметров систем и состояния здоровья [3; 9; 16].

Волгоградский мужской педагогический лицей представляет собой уникальное государственное казенное образовательное учреждение (областная экспериментальная мужская средняя школа-интернат педагогического профиля), в котором обучаются и проживают подростки и юноши с 7 по 11 класс. Это авторское учебное заведение особого рода, носящее в известной мере, альтернативный характер по отношению к сложившейся образовательной практике. Уникальность обучения в данном образовательном учреждении заключается в следующем:

• 1.    обучение детей, поступающих из сельских школ, в условиях приближенных к элитарному образованию;

• 2.    половая гомогенность контингента учащихся (обучаются только лица мужского пола);

• 3.    48-часовая учебная нагрузка в 7 классе по сравнению с 35-часовой максимально допустимой недельной нагрузкой при 6-дневной неделе обучения в общеобразовательном учреждении;

• 4.    интенсивное спортивно-физическое совершенствование, включающее 6 часов в неделю занятий физической культурой и 6 часов занятий в спортивных секциях по интересам;

• 5.    многопредметность и углубленное изучение предметов по профилю избираемой педагогической специальности [14].

Именно особенности образовательного процесса в педагогическом лицее (интенсивная учебная и дополнительная физическая нагрузка), пубертатный период онтогенеза, повышенные требования к кардиореспираторной системе, как системе жизнеобеспечения организма и в состоянии покоя, и при воздействии физических нагрузок определяют актуальность данного исследования.

Нами было обследовано 73 учащихся 7-х классов в возрасте 12–14 лет на 4–5 неделях от начала и в конце учебного года. Анализировались следующие показатели: рост (см), масса тела (кг), частота сердечных сокращений (ЧСС, уд. в мин.), уровень систолического артериального давления (САД, мм рт. ст.), диастолического артериального давления (ДАД, мм рт. ст.), пульсового давления (ПД) в покое, жизненная емкость легких (ЖЕЛ, мл), время задержки дыхания на вдохе (сек.), время задержки дыхания на выдохе (сек.), окружность грудной клетки (ОГК, см) в покое.

Оценивалась переносимость динамической нагрузки (проба Руфье), с вычислением показателя сердечной деятельности (ПСД), который является критерием оптимальности вегетативного обеспечения сердечно-сосудистой системы при выполнении физической нагрузки малой мощности. При значениях ПСД менее 5 – проба Руфье испытуемым выполнена на «отлично»; при ПСД менее 10 – на «хорошо»; при ПСД менее 15 – на «удовлетворительно»; при ПСД более 15 – «плохо». Следует отметить, что периодический контроль за ПСД дает исследователю достаточно информативный критерий оценки адаптационного потенциала сердечно-сосудистой системы [12].

Проводился расчет коэффициента выносливости (КВ), который используется для оценки степени тренированности сердечно-сосудистой системы к выполнению физической нагрузки. Величина нормы этого показателя: 12–15 усл. ед. Увеличение KB, свидетельствует о детренированности сердечно-сосудистой системы, уменьшение – об утомлении [12].

Среди ряда методик выявления функционального состояния сердечно-сосудистой системы, ее адаптации, отражающей в то же время адаптацию организма в целом к различным факторам, а также степени риска заболевания физиологами рекомендовано определение величины адаптационного потенциала (АП) [5; 6; 11]. Индивидуальные величины АП обследуемых учащихся распределялись по четырем качественным градациям, установленным и рекомендованным физиологами: удовлетворительная адаптация – не более 2,10 баллов; напряжение механизмов адаптации – от 2,11 до 3,20 баллов; неудовлетворительная адаптация – от 3,21 до 4,30 балла; срыв адаптации – от 4,30 и более баллов [4].

Функциональные резервы дыхательной и сердечно-сосудистой систем отражает индекс Скибинс-кой (ИС). Оценка резервов кардиореспираторной системы по индексу Скибинской производится следующим образом: отлично – более 60, хорошо 30–60, удовлетворительно 10–29, плохо 5–9, очень плохо менее 5 [13].

Нами установлено, что средняя величина ЧСС в покое за период наблюдения значимо не изменилась (77,7±11,5 в начале года и 75,2±9,0 уд. в мин. в конце). Отмечено достоверное увеличение уровня как САД (от 102,6±10,2 до 111,9±11,6 мм рт. ст.), так и ДАД (от 60,6±8,2 до 64,1±7,6 мм рт. ст.), что обусловлено возрастными особенностями. Средние значения показателя сердечной деятельности, вычисляемого при проведении пробы Руфье, на 4–5 неделе обучения составили 10,8±3,5, в конце учебного года 9,9±2,8 усл. ед. (p>0,05). ПСД менее 5 (проба выполнена на «отлично») определялся у 8,1% и 3,2% учащихся; ПСД менее 15 (проба выполнена на «удовлетворительно») – у 50% и 37,2% лицеистов; ПСД более 15 (проба выполнена на «плохо») – у 9,7% и 4,8% обследованных в начале и конце года соответственно. Выявлен статистически достоверный прирост – на 22,6% числа лиц со значениями ПСД менее 10 (проба выполнена на «хорошо») [17; 18].

Средняя величина коэффициента выносливости у семиклассников в начале учебного года составила 19,4±5,0, в конце – 16,5±4,5 усл. ед. (различия статистически достоверны). Значения КВ более 15 усл. ед., свидетельствующие о детренированности ССС исходно регистрировались у 82,5% обследованных лиц, в конце обучения у 58,7% лицеистов (p<0,05). При этом значимо возросло число учащихся с нормальными показателями КВ (12–15 усл. ед.) от 12,7% до 31,7%. Однако, нами отмечено небольшое увеличение процента лиц с величиной КВ менее 12 усл. ед. (на 4,8%), что свидетельствует о развитии у них признаков утомления.

Среднее значение адаптационного потенциала у обследованных лицеистов статистически значимо возросло от 1,70±0,24 до 1,83±0,24 баллов. При этом индивидуальные величины АП распределились по качественным градациям в начале и в конце года обучения следующим образом: удовлетворительная адаптация – 93,7% и 84,1%; напряжение механизмов адаптации – 6,3% и 15,9% соответственно (различия статистически недостоверны).

В динамике величина ЖЕЛ возросла от 2622±518 до 2723,8±603,9 мл (p>0,05), ОГК в покое была 77,5±6,0 см, стала 77,6±6,0 см, что соответствует средней градации этих показателей для мальчиков изученной возрастной группы нашего региона [15]. Время задержки дыхания на вдохе (52,8±15,3 сек. исходно, 47,8±15,0 сек. в конце учебного года) и выдохе (43,0±16,0 сек. и 37,5±15,3 сек. соответственно) достоверно не изменилось.

Детальная оценка резервов кардиореспираторной системы по индексу Скибинской продемонстрировала, что у большинства лицеистов (80,6%) исходно он находился в пределах 10–29 баллов, что соответствует удовлетворительному результату. 9,7% обследованных учащихся имели хорошие показатели ИС (30–60 баллов). Плохие резервы кардиореспираторной системы изначально были зарегистрированы у 9,7% семиклассников (ИС 5–9 баллов). Средняя величина этого показателя равнялась 18,4±8,5 баллов. В конце учебного года незначительно снизился процент лиц с удовлетворительными величинами ИС (на 7,6%) и увеличилось число лицеистов с хорошими значениями этого показателя (на 1,4%). Однако у 1 учащегося отмечен очень плохой результат и возрос на 4,6 процент обследованных с ИС от 5 до 9 баллов, что соответствует плохой оценке. При этом средние значения ИС статистически значимо не изменились и составили 18,0±7,9 баллов.

Таким образом:

• 1.    За период наблюдения нами отмечена положительная динамика показателя сердечной деятельности в пробе на переносимость динамической нагрузки и достоверное увеличение степени тренированности сердечно-сосудистой системы лицеистов.

• 2.    У небольшого числа обследованных лиц выявлено напряжение механизмов адаптации, развитие признаков утомления и снижение функциональных резервов кардиореспираторной системы.

В связи с этим нами рекомендовано:

• 1)    В начале учебного года всем лицеистам семиклассникам проводить первичное исследование функционального состояния кардиореспираторной системы, с целью анализа адаптивных возможностей организма.

• 2)    Полученные результаты широко использовать в педагогическом процессе на уроках физкультуры и занятиях в спортивных секциях (коррекция характера и интенсивности физических нагрузок).

• 3)    Учащимся с отрицательной годовой динамикой функционирования кардиореспираторной системы, в начале 8 класса требуется корректировка физических и психоэмоциональных нагрузок, а также дальнейшее динамическое наблюдение.