Профессиональные особенности физиологического статуса сыктывкарских участников проекта «Марс-500»

Сателлитные исследования по наземному эксперименту «Марс-500», имитирующие полет на планету Марс, проводятся в ряде регионов мира [14]. Специалисты Института физиологии Коми НЦ УрО РАН приглашены к участию в этой работе. В качестве контроля для экипажа испытателей, находящихся в модуле «марсианского» корабля в Москве, в Сыктывкаре сформирована группа добровольцев-северян, включающая научных работников академических институтов Коми НЦ (от аспиранта до старшего научного сотрудника, в дальнейшем – учёные) и служащих МЧС (от инспектора до начальника отдела).

Из литературы известно, что профессиональная деятельность и условия среды сказываются не только на реакциях организма в процессе труда, но и накладывают свой отпечаток на функциональные показатели и на адаптационные способности организма [5,6].

Цель настоящего исследования – сравнить функциональные показатели организма сыктывкарских участников проекта «Марс-500», представляющих две профессии, различающиеся по напряженности труда и условиям среды в рабочей зоне.

Методика

Для многомесячного медико-физиологического мониторинга (обследования проводятся один раз в месяц в рабочее время) отобрано 26 лиц мужского пола в возрасте 24-49 лет. Это практически здоровые люди, прошедшие поликлиническое обследование и давшие письменное согласие на участие в мониторинге. Эксперимент одобрен локальным комитетом по биоэтике при Институте физиологии Коми НЦ УрО РАН. В настоящем сообщении представлены данные наблюдения, проведенного в апреле (на Севере – переходный период года).

Работа выполняется под идейным руководством головной организации проекта «Марс-500» – ГНЦ РФ Института медико-биологических проблем РАН (Москва) – по единой методике [7,8], аналогичной таковой в основном эксперименте в гермокамере макета «марсианского» корабля (научный руководитель программы медико-экологических исследований – д.м.н., профессор Р.М.Баевский).

В работе используется аппаратно-программный комплекс «Экосан-2007», созданный головным институтом совместно с фирмой «Медицинские компьютерные системы» (г. Зеленоград). Этот комплекс реализует методологию донозологическо-го контроля за состоянием здоровья человека и позволяет оценивать состояние сердечно-сосудистой системы и ее регуляторных механизмов, психофизиологические показатели (показатели Миокард, Ритм, ПАРС, Стресс-индекс, время ПЗМР, время СЗМР, КЧСМ и другие).

У сыктывкарских испытателей определяли показатели углеводного, липидного и витаминного обмена. Забор крови для биохимического анализа осуществляли утром натощак из вены при помощи одноразовых систем фирмы «Greiner bio-one» (Австрия). При анализе биохимических показателей в плазме крови применяли коммерческие наборы фирмы «Chronolab» (Швейцария). Измерения производили на спектрофотометре «Power Wave-200» (Bio-Tek Instruments, США) и флуориметре «Флуо-рат-АБЛФ» («Люмекс», Россия).

Полученные данные были подвергнуты статистической обработке с помощью программ Microsoft Excel и Biostat (версия 4.03). Сравнение данных двух профессиональных групп осуществляли с использованием критерия Манна-Уитни. Различия считали статистически значимыми при P<0,05.

Результаты и обсуждение

По данным аттестации рабочих мест по условиям труда в соответствии с Руководством [10] по степени напряженности трудового процесса и параметрам производственного микроклимата труд ученых относится к классу 2 (допустимые условия труда). Отличительной особенностью их труда является работа за компьютером больше половины рабочего времени. Труд связан с гиподинамией, интеллектуальным и зрительным напряжением.

У служащих МЧС напряженность трудового процесса следует отнести к классу 3 (вредные условия труда). Высокая напряженность с преобладанием нервно-эмоционального компонента у них обусловлена ожиданием нежелательных событий (в физиологии труда это состояние называется «напряжение ожидания»), работой в условиях дефицита времени, ответственностью за безопасность других лиц, высокой готовностью к действиям. Служащие МЧС по сравнению с учеными более мобильны в работе, чаще бывают на объектах и в командировках. Они дольше пребывают на улице и контактируют с внешней средой.

По данным анкетирования научные работники, по сравнению со служащими МЧС, в быту и на работе физически менее активны, но питаются умереннее и рациональнее (у трети служащих МЧС основной прием пищи приходится на вечер), среди них меньше курящих и принимающих алкоголь один-три раза в неделю. Пятая часть ученых периодически испытывает усталость и недомогание. Остальные ученые и все служащие МЧС считают себя практически здоровыми.

Основные результаты исследований представлены в табл.1. Следует отметить существенные (статистически значимые) межгрупповые различия в массе тела и индексе массы тела (ИМТ). У большинства служащих МЧС имеется избыточная масса тела или даже признаки ожирения. По силовым показателям (сила и силовой индекс – СИ) и по жизненной емкости легких (ЖЕЛ) сравниваемые группы близки между собой. «Жизненный индекс» (ЖИ) более высок у учёных. По значениям показателей СИ и ЖИ обе группы ниже среднеширотных нормативов. В то же время большинство испытателей показывают высокие результаты при пробах Штанге и Генчи (задержка дыхания), что говорит о хорошей переносимости сыктывкарцами гипоксемии.

Служащие МЧС имеют наклонность к повышению ДД и ЧСС, что свидетельствует о более напряженном режиме функционирования сердечнососудистой системы. В результате у них значимо выше «двойное произведение» (ДП), что является признаком повышенной нагрузки на сердце. Значения вегетативного индекса Кердо (ВИК) показывают, что в обеих группах в покое превалирует парасимпатическое влияние на вегетатику, но у служащих МЧС влияние парасимпатикуса менее выражено. Значения кардиореспираторного индекса Скибинской (КРИС) говорят о нормальном состоянии кардиореспираторной системы в обеих группах. Уровни УФЗ у ученых значимо выше, однако в обеих группах соматическое здоровье ниже среднеширотного норматива, что вообще характерно для северян [11]. Если по максимальному потреблению кислорода (МПК) группы близки между собой и имеют «удовлетворительные» по нормативам оценки, то по МПК на единицу массы тела ученые превосходят служащих МЧС. Но в целом и те, и другие имеют пониженные удельные показатели по МПК, что коррелирует и с невысокими значениями УФЗ.

Сравниваемые группы различаются значимо по индексу функциональных изменений (ИФИ). У ученых уровень ИФИ говорит об «удовлетворительной адаптации», у служащих МЧС о «напряже-

Таблица 1

Сравнение функциональных показателей у испытателей разных профессий (M ± m)

Показатели                 1         Ученые         1

Служащие МЧС   1     Нормативы

Число обследованных                              14 Возраст, лет                                        31,5 ± 2,1 Рост, см                                             174 ± 2,0 Масса тела, кг                                      75,2 ± 3,0* Индекс массы тела, кг/м²                           24,7 ± 0,89* Сила кисти, кг                                       45,4 ± 2,7 Силовой индекс, %                                 61 ± 2,8 ЖЕЛ, мл                                      4142 ± 193 Жизненный индекс, мл/кг                           55 ± 2,2* Проба Штанге, с                                   70 ± 4,6 Проба Генчи, с                                    42 ± 3,6 Время ПЗМР, мс                                 202 ± 2 Время СЗМР, мс                                253 ± 8,3 КЧСМ, Гц                                        48,7 ± 1,69 Систолическое АД, мм рт.ст.                         122 ± 2,8 Диастолическое АД, мм рт.ст.                        76 ± 1,6 ЧСС, уд/мин                                      68 ± 2,9* Двойное произведение                            82 ± 3,9* ВИК, %                                           -15 ± 5,6 ИФИ                                            2,35 ± 0,06* Миокард, %                                         13,6 ± 1,0 Ритм, %                                            15,9 ± 2,2* Индекс централизации                            2,95 ± 0,40 Стресс-индекс                                     102 ± 14 ПАРС                                           2,83 ± 0,44* КРИС, баллы                                    44 ± 3,9 УФЗ, баллы                                      5,4 ± 1,16* МПК, л/мин                                      3,37 ± 0,17 МПК, мл/мин.кг                                    43,2 ± 1,39* Температура кисти, ºС: исходная                                      32,8 ± 0,65 после охлаждения льдом                       13,6 ± 0,45 7-я минута восстановления                     31,8 ± 0,64 Глюкоза в крови, ммоль/л                         4,38 ± 0,11* Общий холестерин, ммоль/л                      4,13 ± 0,27 Триглицериды, ммоль/л                          0,68 ± 0,02* Аполипопротеин Е, мг/дл                          2,78 ± 0,31 ЛПВП, ммоль/л                                   1,66 ± 0,05 ЛПНП, ммоль/л                                   2,16 ± 0,26 Индекс атерогенности                             1,31 ± 0,17 Витамин А, мкг/дл                                 22,43 ± 1,45* Витамин Е, мкг/мл                                  9,50 ± 0,35* Витамин С, мг%                                  0,91 ± 0,06 Витамин В1, усл.ед.                                 1,13 ± 0,02 Витамин В2, усл.ед.                                 1,15 ± 0,02

12 33,9 ± 1,7 173 ± 1,4 85,6 ± 3,0 28,6 ± 0,77        20-25 48,0 ± 1,0 57 ± 2,1          66 и более 4100 ± 178 48 ± 2,4         56 и более 81 ± 7,6          50 и более 41 ± 5,0          30 и более 196 ± 6         до 200 242 ± 10,7        до 300 45,5 ± 1,23        45-50 123 ± 2,2         100-140 81 ± 1,9          60-90 77 ± 2,8          55-75 95 ± 4,3         до 94 -6 ± 4,6 2,66 ± 0,07        до 2,59 12,7 ± 1,2         до 15 26,6 ± 4,1          0-20 4,40 ± 1,37        до 2,5 206 ± 50         80-150 4,72 ± 0,73         1-3 45 ± 6,4          31 и более 0,4 ± 0,81         7 и более 3,27 ± 0,12        3,1 и более 38,2 ± 1,56        44 и более 32,9 ± 0,47 13,1 ± 0,62 33,0 ± 0,60 4,75 ± 0,13         4,2-6,1 4,51 ± 0,12        до 5,2 0,77 ± 0,03         до 1,71 2,67 ± 0,17         2,7-4,5 1,71 ± 0,07        1,42 и более 2,44 ± 0,12        до 3,9 1,46 ± 0,11         до 3,5 29,61 ± 2,26        30-80 10,35 ± 0,17        8-15 0,94 ± 0,04         0,7-1,2 1,10 ± 0,02        до 1,15 1,12 ± 0,02        до 1,20

Примечание. * звездочкой отмечены статистически значимые различия (P < 0,05).

нии механизмов адаптации». Об этом же свиде- ции» (ИЦ) и «Стресс-индекс», хотя они различают-тельствует и показатель «Ритм», который значимо ся с данными учёных не существенно. Показатель выше у служащих МЧС и выходит за пределы нор- активности регуляторных механизмов (ПАРС) зна-мы. О большем напряжении организма служащих чимо выше и указывает на наличие у ряда служа-МЧС говорят и показатели «Индекс централиза- щих МЧС «донозологических состояний» [7,12]. Не- сомненно, что параметры ИФИ, ПАРС, «Ритм» объективно подтверждают более напряженное состояние организма служащих МЧС даже вне работы. У них имеется тенденция и к укорочению времени простой (ПЗМР) и сложной (СЗМР) зрительно-моторных реакций, что к тому же говорит о преобладании возбудительных процессов в центральной нервной системе. По такому психофизиологическому показателю, как критическая частота слияния световых мельканий (КЧСМ), лабильность процессов в зрительном анализаторе и мозговых структурах у учёных выше, что, по-видимому, отражает более высокую подвижность интеллектуальных функций и является особенностью творческого труда их.

У служащих МЧС быстрее, чем у научных работников восстанавливается температура на коже кисти после холодовой пробы. Это говорит о более совершенной сосудистой реакции у людей, лучше адаптированных к влиянию холодового фактора. Еще сильнее выражены различия по этим реакциям в холодный период года (декабрь). Исходная температура кисти была у служащих МЧС 30,1±0,42ºС, у ученых 28,6±0,41ºС, на 7-й минуте ния соответственно 29,1±0,50ºС и 27,0±0,37ºС (различия между группами статистически значимы, P<0,05).

Представители разных профессий однотипно реагируют на кратковременную физическую нагрузку (возрастание ЧСС и СД) и на ортостатическую пробу (возрастание ЧСС и ДД). Но различия состоят в том, что служащие МЧС на физическую нагрузку больше реагируют повышением СД (преобладает прессорная реакция), а у ученых при физической нагрузке восстановле-

и ортопробе ший прирост хронотропная полагать, что

наблюдается боль-ЧСС (преобладает реакция). Можно адаптационные ме- ханизмы, регулирующие гемодинамику при функциональных пробах, у служащих МЧС совершеннее. По скорости восстановления показателей гемодинамики в сравниваемых группах различий не обнаружено.

Выявлены некоторые профессиональные особенности и по биохимическим показателям. У служащих МЧС статистически значимо выше содержание в крови глюкозы, триглицеридов, витаминов А и Е, имеется тенденция к повышению общего холестерина и снижению апоЕ, что характерно для северян [13]. Повышенные вес и ИМТ, особенности липидного и углеводного обмена, несомненно, говорят о повышенном фактическом питании и статусе питания служащих МЧС. Тем не менее, у части слу- жащих МЧС обнаруживается недостаток витамина А в организме. Среди обследованных ученых у 100% выявлен маргинальный гиповитаминоз по витамину А, что может говорить, с одной стороны, о недостаточном потреблении этого микронутриента с пищей, с другой – о повышенном расходе ретинола при зрительном и интеллектуальном напряжении в работе.

Различия между профессиональными группами могут быть обусловлены не только разной напряженностью и условиями труда. На некоторые показатели возможно влияние антропометрических данных (в частности, массы тела). Для исключения влияния этого фактора из сравниваемых групп выбраны лица с одинаковым ИМТ (табл. 2) и эти подгруппы сопоставлены между собой. Межпрофессиональные различия здесь по всем параметрам статистически не значимы, но четко проявляется тенденция влияния характера профессии (напряженности труда и условий среды). Если показатели гемодинамики (ЧСС и ДП) и соматического здоровья (силовой и жизненный индексы, КРИС, УФЗ, МПК) в профессиях близки между собой или

Таблица 2

Сравнение функциональных показателей у испытателей разных профессий с одинаковыми весо-ростовыми показателями (М)

Показатели               1	Ученые	1 Служащие МЧС
Число обследованных	6	6
Индекс массы тела, кг/м²	27,0	26,9
Силовой индекс, %	56	60
Жизненный индекс, мл/кг	51	52
Время ПЗМР, мс	207	192
КЧСМ, Гц	48,1	46,0
ЧСС, уд/мин	67	73
ДП	83	86
ВИК, %	-14	-10
ИФИ	2,42	2,52
ИЦ	3,21	4,83
Стресс-индекс	86	176
ПАРС	3,33	4,33
УФЗ, баллы	2,8	2,0
КРИС, баллы	52	50
МПК, мл/мин.кг	41,3	39,6
Температура кисти, ºС:
исходная	32,7	32,9
7-я минута восстановления	31,9	32,7
Сдвиги при физической нагрузке , %:
СД	+14	10
ЧСС	+28	25
Сдвиги при ортопробе, %:
ДД	+12	+10
ЧСС	+29	+23
Глюкоза, ммоль/л	4,52	4,53
Общий холестерин, ммоль/л	4,39	4,44
Триглицериды, ммоль/л	0,71	0,72
Аполипопротеин Е, мг/дл	3,50	2,85
ЛПВП, ммоль/л	1,65	1,70
ЛПНП, ммоль/л	2,42	2,41
Витамин А, мкг/дл	22,0	26,7
Витамин Е, мкг/мл	9,7	10,1
Витамин С, мг%	0,85	0,96
Витамин В1, усл.ед.	1,09	1,08
Витамин В2, усл.ед.	1,17	1,14

имеющаяся разница между группами сглаживается, то различия по времени ПЗМР и ИЦ (при увеличении разницы), «Стресс-индексу» и ПАРС со всей очевидностью свидетельствуют о более высокой напряженности организма у служащих МЧС по сравнению с учеными. Среди подгрупп с одинаковыми весо-ростовыми параметрами у служащих МЧС сохраняется более совершенная сосудистая реакция при холодовой пробе. При физической нагрузке у ученых преобладает прессорно-пульсовая реакция, а при ортопробе более выражена пульсовая реакция, что в обоих случаях говорит о сниженных адаптационных способностях кровообращения у ученых, деятельность которых в большей мере связана с гиподинамией и гипокинезией. По большинству биохимических показателей (кроме апоЕ) подгруппы с одинаковым ИМТ сближаются между собой, что говорит о некоторой зависимости обменных процессов от массы тела.

Заключение

Различия в напряженности трудового процесса и условиях труда у научных работников и служащих МЧС отражаются на физиологическом статусе организма. Показатели соматического здоровья (индекс массы тела, уровень физического здоровья по Апанасенко, физическая работоспособность на единицу массы тела) благоприятнее у ученых. Сердечно-сосудистая система в покое и ее регуляторные механизмы у служащих МЧС находятся в более напряженном состоянии, чем у научных работников. Но адаптационные способности к физическим, ортостатическим и холодовым нагрузкам выше у служащих МЧС, чему содействует подвижный характер работы и больший контакт с внешней средой. Сыктывкарская группа участников проекта «Марс-500» в целом отличается от жителей средней полосы наклонностью к преобладанию парасимпатического влияния на кровообращение, сниженными показателями соматического здоровья и физической работоспособности, наличием гиповитаминоза по витамину А, что можно связать с влиянием проживания в дискомфортных природноклиматических и напряженных социально-экономических условиях Севера.