История исследований физиологии человека в Тверском государственном университете

Начало исследованиям в области физиологии трудовых процессов было положено во второй половине 1960-х гг. прошлого века. В октябре 1969 г. в структуре Калининского педагогического института была создана кафедра анатомии и физиологии человека и животных, как часть, выделенная из кафедры зоологии естественногеографического факультета. Под руководством первого заведующего кафедрой, к.б.н., доцента Л.Б. Губ мана развивалось научное направление, связанное с исследованием взаимодействия двигательных и вегетативных функций организма человека при различных видах двигательной активности. Исследования выполнялись в соответствии с хозяйственными договорами с рядом промышленных предприятий города Калинина и других городов Калининской области. В рамках этого научного направления выполнили и защитили кандидатские диссертации В.И. Миняев, А.Я. Рыжов, В.Н. Чапоров, Б.В. Петров (1975). Л.Б. Губман создал работоспособный творческий коллектив, заложил добрые традиции. В первые годы формирования кафедры на ней также работали Б.Г. Ревис, Ю.В. Головина, Р.Я. Меньшова, Р.А. Калашникова. Затем на кафедру пришли, в качестве преподавателей, ее выпускники - Чапоров В.Н., Шляпников М.Ф., Полякова Н.Н., Комин С.В., Грабельников С.А.

Рис. 1 . Состав кафедры анатомии и физиологии человека и животных '           (1973 год).

В 1969 г. к.б.н., доцент Рыжов А.Я. возглавил исследовательскую группу на Калининском вагоностроительном заводе. Были проведены физиолого-гигиенические исследования влияния труда и производственной среды на организм рабочих кузнечно-прессового и холодно-прессового цехов, а также осековочного и вагоносборочного цехов, пескоструйного, дробеструйного, малярного и шлифовального производств. Были сформулированы и внедрены рекомендации по борьбе с интесивным шумом, с негативным влиянием запыленности и загазованности производственных помещений (Рыжов, 1984).

С преобразованием Калининского педагогического института в государственный университет кафедра приобрела статус выпускающей по специализации «Физиология человека и животных». В рамках основного научного направления кафедры получили развитие исследования физиологии спонтанного и произвольного дыхания и особенностей сердечно-сосудистой и нервно-мышечной систем при физических нагрузках и трудовых процессах, результатом чего явилась подготовка и защита докторских диссертаций В.И. Миняевым в 1981 г. и А.Я. Рыжовым в 1989 г. С 1981 по 2013 гг. кафедрой заведовал д.б.н., профессор В.И. Миняев.

В период с 1973 по 1975 гг. проводились исследования функционального состояния организма рабочих ткацкого и прядильного производств Калининского камвольного комбината. Особо выделены ортостатический фактор труда как элемент тяжести и интенсивный производственный шум как фактор напряженности трудового процесса. Внедрение функциональной музыки и самомассажа ног способствовало приросту производительности труда на примере Калининского камвольного комбината и других ткацких производствах (Полякова, 1995). В 1976 г. научный коллектив принял участие в работе выставок ВДНХ СССР (павильон ВЦСПС «Труд и отдых»), где представил экспозицию «Система функциональной музыки в целях борьбы с высокочастоным шумом».

В 1983 г. на ВДНХ (павильон «Народное образование») была представлена экспозиция «Система производственного самомассажа и гидромассажа ног», разарботки которой вошли в комплекс оздоровительно-профилактических мероприятий на прядильно-ткацких производствах и были также внесены в СНИП текстильных предприятий (Рыжов, 1984). В 1988 г. осуществлено внедрение в производство установки для гидромассажа ног на текстильных предприятиях (СНиП 2.09.04-87 Административные и бытовые здания). Вышли практические рекомендации «Организация физкультурнооздоровительной работы на текстильных предприятиях».

С 1977 по 2013 гг., совместно с Институтом физиологии им. И.П. Павлова, сотрудники кафедры участвовали в организации и проведении регулярных Всесоюзных, а затем всероссийских школ-семинаров «Экспериментальная и клиническая физиология дыхания» (Сафонов и др., 2014).

В 1994 г. при Тверском государственном университете была основана учебно-научная лаборатория Медико-биологических проблем человека, которая продолжает работу и сегодня. Научноисследовательская работа осуществляется в творческом содружестве с коллективом лаборатории физиологии труда и профилактической эргономики НИИ медицины труда РАМН.

Научные работы сотрудников кафедры проводились в рамках Научно-технических программ Минобразования: «Единый заказ-наряд»- 1996-2000 гг., «Конверсия и высокие технологии» - 1996-2000 гг., «Автоматизированные системы медико-биологического назначения»-1995-1997 гг., «Научные исследования высшей школы по технологиям живых систем» - 2000-2002 гг., «Научные исследования молодых ученых по приоритетным направлениям науки и технологии» - 2006 г., «Федеральной космической программы РФ» - 1998-2006 гг., грантов РГНФ - 2002-2006 гг., АЦП - «Развитие научного потенциала высшей школы» - 2007-2012 гг.

По заданию предприятия Машзавод «Звезда», разрабатывающего системы жизнеобеспечения летчиков-высотников и космонавтов сотрудниками кафедры изучена физиология кардиореспираторного аппарата человека при дыхании под избыточным давлением. Доказано, что организм человека не способен адаптироваться к этому искусственному фактору.

Разработанный оригинальный метод, основанный на биоуправлении с внешней обратной связью, позволил доказать, что лабораторные животные (крысы) способны по заданию экспериментатора управлять дыхательными движениями вопреки метаболическим потребностям организма (Миняев, Грабельников, 1990). Исследования с использованием разработанного оригинального метода, позволяющего задавать дозированную респираторную нагрузку, доказали, что дыхательные мышцы, как и другие скелетные мышцы, подвержены утомлению (Миняев и др., 1993). Были проведены исследования реакции сердечно-сосудистой системы на изменение внутригрудного давления (Чапоров, Маркова, 2006).

Коллективом кафедры разработан оригинальный, не имеющий аналогов метод «Spiro», позволяющий определять в объемных единицах грудные и брюшные вклады в дыхательные объемы человека (В.И. Миняев, Р.М. Гречишкин, А.В. Миняева) (1993), который был в последствии запатентован (Патент..., 2008).

Рис. 2 . Состав кафедры анатомии и физиологии человека и животных (1999 год)

Использование этого метода позволило изучить постуральные особенности реакций торакального (грудного) и абдоминального (брюшного) компонентов дыхательного аппарата на различные специфические возмущения - на прогрессирующую гипоксию, гиперкапнию и мышечную работу (Миняев и др., 1994; Миняеев, Миянева, 1998а,б). Изучены реакции дыхательной и сердечно сосудистой систем на кратковременное антиортостатическое воздействие (Котов и др., 2002). Исследования сотрудников кафедры были посвящены изучению взаимоотношений между автономными и кортикальными механизмами регуляции дыхания при произвольном управлении дыхательными движениями - при произвольной гипервентиляции, при раздельном грудном и брюшном дыхании, при гипоксически-гиперкапнических и постуральных воздействиях (Миняев, Давыдов, 2000; Миняев, Саакян, 2003; Миняев и др., 2004; Миянев, Петушков, 2006).

Были изучены особенности поведения торакального и абдоминального компонентов дыхательного аппарата, обусловленные ритмом и громкостью произнесения заданного речевого материала, в условиях адаптации к прогрессирующей гиперкапнии, а также при внутренней речи (Миняев, Морозов, 2004). Также были выявлены различия вентиляторных ответов на циклическую мышечную работу с одинаковой энергетической стоимостью при ее выполнении различными группами мышц (Миняев, Папин, 2004). Исследовала половые особенности вкладов торакального и абдоминального компонентов в спонтанное и произвольное дыхание и выявила, что у мужчин и женщин соотношения торакальных и абдоминальных вкладов в жизненную емкость легких и составляющие ее объемы не различаются (Миняев и др., 2007).

В начале 2000-х были начаты исследования, связанные с изучением профессионального здоровья лиц умтсвенного труда, в частности преподавателей вуза (Рыжов, 2004, 2009). Научный коллектив, руководимый А.Я. Рыжовым, принимает участие в издании руководства по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса по линии Роспотребнадзора Федерального центра гигиены и эпидемиологии (Рыжов и др., 2001; Рыжов, 2003).

В 2005 г. часть коллектива кафедры (Н.П. Полякова, С.В.Комин, О.Ю. Сурсимова) во главе с д.б.н., профессором А.Я. Рыжовым выделилась в самостоятельную кафедру «Медико-биологических проблем человека». В 2013 г. кафедра анатомии и физиологии человека и животных была объединена с кафедрами зоологии и биомедицины.

С 1998 по 2006 гг., в рамках Федеральной космической программы РФ, на основании договора с ГНЦ РФ Институтом медикобиологических проблем РАН и в соответствии с лицензией на космическую деятельность, выданной Тверскому госуниверситету Федеральным космическим агентством, коллективом кафедры была разработана автоматизированная система «Дыхание-1», с использованием которой были проведены совместные с ИМЕН исследования функции дыхания космонавтов при длительных полетах на МКС (Баранов и др., 2011).

Кроме того, с использованием системы «Дыхание-1» изучены взаимоотношения автономных и произвольных механизмов регуляции дыхания при выполнении дыхательных и недыхательных движений торакальной и абдоминальной дыхательной мускулатурой в соответствии с Госконтрактом по целевой НТП «Научные исследования молодых ученых по приоритетным направлениям науки и технологии».

С 2008 по 2012 гг., в соответствии с Аналитической целевой программой Минвуза «Развитие научного потенциала высшей школы», исследовались особенности реакций системы дыхания на добавочное сопротивление и особенности функциональных взаимоотношений систем дыхания и кровообращения, обусловленных положением тела человека в пространстве (Миянев и др., 2012).

В настоящее время научно-исследовательская работа кафедры касается проблемы дизучения донозологических (предболезненных) состояний систем организма человека под влиянием ортостатических форм труда, гипокинезии и гиподинамии. Функционирует сертифицированная РАЕ научная школа «Физиология трудовых процессов», в рамках которой представлены направления, касающиеся экспериментальных исследований физиолого-эргономических характеристик интеллектуального труда. В этом направлении были изучены возрастные изменения функционального состояния организма преподавателей вуза (Сурсимова, Рыжов, 2001; Шверина, 2007; Игнатьев, 2015; Горшкова, 2015), а также влияние ритмической гимнастики на состояние сердечно-сосудистой системы (Арепина, 2013). '

При кафедре работает аспирантура по специальности 03.03.01 Физиология под руководством д.б.н. профессора Рыжова А.Я. Проводятся экспериментальные исследования анализаторных систем, умственной работоспособности с выходом на средства превентивной профилактики, форм и уровней управления произвольными и непроизвольными движениями (Рыжов и др., 2001; Медведева, 2017). При помощи современных количественных инструментальных методов исследования прослежены динамика и характер асимметрии различных уровней управления движениями, что важно при решении психодиагностических и прогностических задач выявления индивидуальных особенностей движений дистальных звеньев кинематических цепей рук процессе профессионального отбора и психофизиологического мониторинга.

Проводится экспериментальная работа (в натурном и лабораторном вариантах), направленная на разработку, проверку и внедрение средств превентивной профилактики заболеваний вен нижних конечностей. Установлено, что ортостатические сосудистые перестрйки охватывают обратимые адаптивные процессы и могут быть оценены в аспекте представленной выше донозологической диагностики с практическим выходом на системы первичной и превентивной профилактики (Абдуллаева и др., 2015а, б). Уделяется внимание конструкторской работе, в ходе которой запатентованы ряд установок и разработок (установка для проведения теппинг-теста, установка для гидромассажа ног) с выдачей соответствующих патентов и свидетельств (Патент..., 2012, 2014).

В настоящее время на кафедре биологии также проводятся исследования совместно с Институтом физиологии им. И.П. Павлова и Великолукской академией физической культуры и спорта Миняева А.В. участвует в исследованиях влияния чрескожной стимуляции спинного мозга на висцеральные функции организма человека (Миняева и др., 2017).                      '

Об авторах:

РЫЖОВ Анатолий Яковлевич - доктор биологических наук, профессор кафедры биологии, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет», 170100, Тверь, ул. Желябова, д. 33, e-mail: Ryzhov. AY @tversu.ru

Рыжов А.Я. История исследований физиологии человека в Тверском государственном университете / А.Я, Рыжов, А.В. Миняева, Т.А. Шверина, Н.Н. Полякова, Г.И. Морозов, М.Н. Петушков, Д.И. Игнатьев // Вести. ТвГУ. Сер.: Биология и экология. 2017. №4. С.278-288.