Изменения центральной гемодинамики у пожарных-спасателей под влиянием рабочей нагрузки

Введение. Сердечно-сосудистая система (ССС) рассматривается в экологической физиологии и физиологии труда как индикатор адаптационных реакций целостного организма. При этом ССС человека с ее многоуровневой регуляцией и саморегуляцией обеспечивает функционирование всех систем организма в изменяющихся условиях внешнего воздействия и участвует в реализации компенсаторных реакций организма в экстремальных условиях жизнедеятельности (Агаджанян, Нотова, 2006; Баевский, Берсенева, 2008; Окулов др., 2009; Гудков и др., 2012). Методы исследования функций ССС лежат в основе оценки степени напряжения регуляторных механизмов и функциональных резервов организма человека (Старшов, Смирнов, 2003). При этом особое внимание уделяется оценке функционального состояния сердца. Ценность функционально-диагностических процедур значительно повышается в случае использования нагрузочных проб (Ванюшин, 2002; Иржак, 2002; Исупов, 2010). В физиологии труда традиционной нагрузочной пробой является рабочая смена.

В клинической и физиологической практике уровень функционирования ССС принято определять по ряду гемодинамических параметров. Одним из основных принято считать минутный объем кровообращения, отражающий способность обеспечивать адекватное снабжение кровью органов и тканей, уровень максимального потребления кислорода и физической работоспособности организма. Поскольку это основная функция ССС выполняется только при условии достаточной объемной скорости кровотока, то помимо минутного объема крови в качестве основных показателей определяют еще ударный объем кровообращения, частоту сердечных сокращений, общее периферическое сопротивление сосудов (Ванюшин, 2002; Антонов, 2004). Особый интерес оценка гемодинамических изменений приобрела в физиологии спорта и труда (Апанасенко, Попова, 2000; Агаджанян, Нотова, 2006).

Целью работы - исследование параметров центральной гемодинамики (ЦГД) в начале и конце рабочей смены с учетом профессионального стажа службы у пожарных-спасателей Федеральной противопожарной службы МЧС РФ по Тверской области.

Методика. Научное исследование выполнено в пожарных частях № 2,3,4 ФПС МЧС по Тверской области в 2015 г. В обследовании приняли участие 240 пожарных-спасателей мужского пола в возрасте от 25 до 47 лет со стажем службы от 1 до 25 лет, которые были распределены по трем группам в зависимости от стажа службы.

Первую группу составили 82 пожарных-спасателей со стажем службы от 1 до 6 лет в возрасте 24-33 года. За это время службы происходит поэтапное (через каждые 2 года) присвоение классов пожарных: третьего, второго и первого (Приказ № 707н, 2013). Этот период соответствует адаптации и овладения профессией.

Вторая группа была представлена 70 пожарными-спасателями со стажем службы 7-15 лет в возрасте 31-45 лет. За это время формируется высокий уровень профессионализма, характеризующийся максимальной эффективностью, устойчивостью и надежностью в работе. 23 сотрудника этой группы имеют присвоенный наивысший класс наставника.

В третью группу входили 88 пожарных-спасателей со стажем службы - 16-25 лет в возрасте 37-47 лет. Для специалистов экстремального профиля в этот период возможно развитие профессионального выгорания, когда могут проявляться дизадаптивные процессы, связанные с истощением ресурсов организма и возрастными изменениями (Климов, 2003). Режим службы обследуемых составлял цикл из одних рабочих и трех суток отдыха. Обследование проводили в начале и конце рабочей суточной смены с 830 до 9-00 часов.

Для исследования центральной гемодинамики (ЦГД) был использован реоанализатор «Кредо» (фирма «ДНК и К», Тверь, Россия). Запись грудной тетрополярной реографии осуществляли с помощью четырех ленточных циркулярных электродов в положении лежа по W. Kubichek (Kubichek W, 1994). Оценивали следующие показатели: частота сердечных сокращений (ЧСС, уд/мин); ударный объем крови (УО, мл); минутный объем кровообращения (МОК, л/мин); ударный индекс (УИ, мл/ м2); сердечный индекс (СИ, л/мин/м2); общее периферическое сопротивление (ОПС, дин/с/см); объемная скорость выброса (ОСВ, мл/сек); рабочий индекс левого желудочка (РИЛЖ, кг*м/м2). Для автоматического расчета показателей вводили в программу индивидуальные значения систолического и диастолического артериального давления (САД, ДАД, мм рт ст), определяемые с помощью механического тонометра «CS Medica CS 107» по методу Н.С. Короткова.

При математической обработке данных с помощью программы «Statistica б» был использован дискриптивный анализ. Средние выборочные значения количественных признаков приведены в тексте в виде М±т, где М - среднее выборочное, т - стандартная ошибка среднего. Для оценки значимых различий применялся сравнительный анализ с использованием критериев Краскела-Уоллиса (для трех и более независимых выборок) и Стьюдента (для двух связанных выборок). Для проверки показателей на нормальность распределения использовали критерий Шапиро-Уилка. Взаимосвязи оценивали с помощью корреляционного анализа по критерию Пирсона. За критический уровень значимости различий принято значение р<0,05.

Результаты и обсуждение. Сравнительный анализ показателей ЦДГ выявил особенности ряда показателей в трех группах пожарных-спасателей (табл. 1).

Обнаружено, что ЧСС, САД и ДАД значимо выше во второй группе пожарных-спасателей.

Оценка объема крови во время выброса по значениям У О определила значимое превышение нормативных параметров в первой группе (р=0,023) на фоне других групп. Средние значения ударного индекса, рассчитываемого как отношение У О к поверхности тела, продемонстрировали аналогичную ситуацию (р=0,037). Среднегрупповые показатели временных значений МОК и СИ этой выборки также значимо выше в сравнении с другими, при этом МОК выходит за границы нормативных параметров.

Таблица 1

Средние значения показателей ЦГД в начале рабочей смены (М ± ш)

Показатели, единицы измерения	1 группа (п-82), стаж 1 -6 лет	2 группа (п-70), стаж 7-15 лет	3 группа (п-88), стаж 16-20 лет	Нормативные значения
чсс, уд/мин	64,7±2,3	73,9±2,0*	65,1±1,2Л	60-90
САД, мм рт ст	122,3±4,2	135,7±3,4*	123,2±3,7Л	110-139
ДАД, мм рт ст	77,5±2,6	89,3±3,5*	79,6±2,2Л	60-89
У О, мл	128,4±4,1	92,3±3,7*	105,3±3,8-	65 - 100
МОК, л/мин	8,7±0,4	6,7±0,3*	7,1±0,3-	4,50-6,50
У И, мл/м2	60,2±3,4	46,3±3,7*	51,2±3,5-	30-65
СИ, л/мин/м2	4,1±0,3	3,4±0,1*	3,5±0,2-	1,9-3,6
ОПС, дин/с/см	1021,3±35,1	1287,4±68,1*	1373,6±77,3-	11001900
ОСВ, мл/сек	469,8±11,7	296,1±12,3*	344,8±11,3Л-	180-325
РИЛЖ, кг* м/м2	5,4±0,5	4,9±0,3	5,3±0,6	2,60-6,33

Примечание. М - среднее арифметическое, m - стандартная ошибка среднего арифметического; * - значимые различия средних 1 и 2 групп, ^Л - значимые различия средних 2 и 3 групп, • - значимые различия средних 1 и 3 групп при р<0,05.

Анализ значений ОПС первой группы, рассчитываемое как отношение среднего г емодинамического давления к МОК, показал значимое его снижение в сравнении с нормативными параметрами и другими группами (р=0,043).

Объемная скорость сердечного выброса определяется как отношение ударного объема крови к времени изгнания из сердца. Средние показатели ОСВ первой и третьей групп превысили нормативные и значимо отличались во всех выборках (р=0,012).

Среднегрупповые РИДЖ при этом находились в пределах нормы и не имели достоверных расхождений между собой.

Для оценки динамики параметров ЦГД была проведена повторная РЭГ в конце суточной рабочей смены (табл. 2).

Таблица 2

Средние значения показателей ЦГД в конце рабочей смены (М ± ш)

Показатели, единицы измерения	1 группа (п=82), стаж 1 -6 лет	2 группа (п=70), стаж 7-15 лет	3 группа (п=88), стаж 16-20 лет	Норматив ные значения
ЧСС, уд/мин	71,8±2,0*t	бб,б±2,о*1	67,5±l,2f	60-90
САД, мм рт ст	129,3±4,2t	130,7±3,41	121,2±3,71	ПО- 139
ДАД, мм рт ст	82,5±2,6f	85,3±3,51	80,6±2,21	60-89
УО, мл	102,3±4,1*1	107,4±3,7*t	113,5±3,8*1	65 - 100
МОК, л/мин	7,4±0,41	7,1±0,3*Т	7,8±0,3f	4,50-6,50
УИ, мл/м2	45,3±3,4*1	51,4±3,7*|	53,5±3,5f	30-65
СИ, л/мин/м2	3,7±0,3*1	3,4±0,1	3,7±0,2f	1,9-3,6
ОПС, дин/с/см	1093,3±35,П	1224,4±68,1*1	1150,3±77,3*1	1100 - 1900
ОСВ, мл/сек	320,8±11,7*|	324,6±12,3*Т	371,8±11,3*Т	180 - 325
РИЛЖ, кг*м/м2	4,5±0,51	4,9±0,3	5,2±0,61	2,6 - 6,3

Примечание. М - среднее арифметическое, m - стандартная ошибка среднего арифметического; * - значимые различия средних значений в начале и конце смены при р<0,05 (f-увеличение, 1- уменьшение)

Обнаружено, что в первой группе значимо увеличилась ЧСС (р=О,ОЗб), показатели САД и ДАД имели тенденцию к росту. Большинство объемно-временных характеристик: УО, УИ, СИ, ОСВ -значимо снизилось (р=0,039; р=0,041; р=0,037; р=0,021).

Во второй и третьей группах обнаружены противоположные тренды. Во второй группе значимо снизились ЧСС и ОПС (р=0,035; р=0,022), увеличились - УО, МОК, УИ и ОСВ (р=0,031; р=О,ОЗО; р=0,042; р=0,029). В Третьей обнаружен значимый рост у параметров УО и ОСВ (р=0,039; р=О,ОЗ 1), снижение - у ОПС (р=0,028).

В соответствии с целью работы было обнаружено, что в начале рабочей смены параметры ЧСС, САД и ДАД значимо выше во второй группе пожарных-спасателей. При этом, в первой и третьей группах эти показатели являлись наиболее оптимальными. Однако по данным РЭГ значимо высокие объемные показатели УО и СИ и временные значения гемодинамики МОК, УИ, ОСВ первой группы в сравнении с другими и нормативными параметрами можно было расценивать как неадекватное увеличение объемов выброса крови из сердца и минутного кровообращения в сравнении с потребностями организма на фоне низкого ОПС. При этом параметры РИЛЖ оказались в пределах нормы, что свидетельствовало об отсутствии перегрузок левого желудочка миокарда и служит благоприятным прогностическим признаком.

Суточная рабочая нагрузка оказала неоднозначное влияние на динамику показателей ЦГД. В первой группе обнаружена тенденция к установлению баланса между объемом сердечного выброса и периферическим сопротивлением сосудов, о чем свидетельствует соответствие нормативным показателям. Вероятно, неадекватное увеличение объемов выброса крови из сердца и минутного кровообращения в сравнении с потребностями организма в начале смены обусловлено влиянием предсменного стресса, выполняющего роль адаптационной настройки организма в период становления профессионализма. После начала смены происходит оптимизация гемодинамического контура системами регуляции.

Во второй и третьей группах обнаружен тренд к дисбалансу центральной гемодинамики. Выявлено превышение нормативных объемно-временных параметров работы сердца на фоне понижения ОПС. По всей видимости, длительный стаж службы в условиях экстремальных нагрузок приводит к постепенному снижению адаптационных ресурсов, что отражается на функциональном состоянии ССС в конце суточной смены.

АКСЕНОВА Алла Валерьевна - кандидат медицинских наук, доцент кафедры физиологии с курсом теории и практики сестринского дела, ФГБОУ ВО «Тверской государственный медицинский университет», 170100, Тверь, ул. Советская, д. 4.

СТРАХОВ Констатнтин Анатольевич - кандидат медицинских наук, доцент кафедры физиологии с курсом теории и практики сестринского дела, ФГБОУ ВО «Тверской государственный медицинский университет», 170100, Тверь, ул. Советская, д. 4.

ВЛАСЕНКО Мария Александровна - студентка лечебного факультета, ФГБОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет», 117997, Москва, ул. Островитянова, д. 1.

ШУКАЕВА Ирина Николаевна - старший преподаватель кафедры физиологии с курсом теории и практики сестринского дела, ФГБОУ ВО «Тверской государственный медицинский университет», 170100, Тверь, ул. Советская, д. 4.

Власенко Н.Ю. Измениния центральной гемодинамики у пожарных-спасателей под влиянием рабочей нагрузки / Н.Ю. Власенко, И.И. Макарова, А.В. Аксенова, К.А. Страхов, М.В. Власенко, И.Н. Шукаева // Вести. ТвГУ. Сер.: Биология и экология. 2017. №4. С. 48-55. '