CC BY
106
УДК 612.017.2:616.12-008.331(1-17)
влияние психоэмоционального стресса на адаптационно-восстановительный потенциал человека в условиях вахтового труда на севере
©2010 г. А. В. Хаснулина, В. И. Хаснулин
Научный центр клинической и экспериментальной медицины СО РАМН, г. Новосибирск
Выявлено, что возникающий у работников вахтового труда на Севере психоэмоциональный стресс с высоким уровнем психоэмоционального напряжения, торможением скорости сенсомоторных реакций и негативными эмоциями способствует мобилизации адаптивных механизмов организма человека и росту адаптивновосстановительного потенциала. Установлено ведущее значение природно-экологических факторов в формировании психоэмоционального стресса на Севере. Ухудшение умственной работоспособности, увеличение ситуационной метеореакции, появление дизадаптивных реакций со стороны сердечно-сосудистой, нервной, пищеварительной, эндокринной систем, печени, обмена веществ связывается с недостаточностью адаптивных резервов организма и может трактоваться как «плата за адаптацию».
Ключевые слова: адаптация и диз-адаптация в высоких широтах, психоэмоциональное напряжение, адаптационно-восстановительный потенциал, северный стресс.
Одним из существенных звеньев формирования дизадаптации человека на Севере является синдром психоэмоционального напряжения [5]. При этом психоэмоциональное напряжение (ПЭН), направленное на адаптивную мобилизацию резервных возможностей организма, не всегда оказывается целесообразным [6]. Исследователи приходят к выводу, что психический уровень адаптации и последующие психофизиологические изменения представляют собой наиболее высокий уровень развития, свойственный человеку, и увеличивающий диапазон его адаптационных возможностей [2, 4]. До сих пор остается невыясненным вопрос о причинах достоверного снижения адаптационновосстановительного потенциала у пришлого населения Севера уже на первых этапах адаптации.
Почему мобилизация адаптивных резервов, зависимая от уровня ПЭН, не приводит к однозначному повышению адаптационновосстановительного потенциала организма человека при переезде в высокие широты? Все сказанное определило целью нашего исследования изучение эффективности адаптивно-восстановительных процессов у здоровых людей, работающих на Севере вахтовым методом, в зависимости от уровня ПЭН.
Методы
В период ежегодного медицинского профосмотра на базе поликлиники медико-санитарной части ООО «Ямбургаздобыча» были обследованы практически здоровые вахтовые рабочие, у которых учитывался стаж работы на Севере. Возраст их колебался в пределах от 20 до 55 лет. Контрольную группу составили 35 практически здоровых студентов Сибирской академии государственной службы (обследованы на базе студенческой поликлиники) в возрасте 20 — 29 лет, постоянно проживающих в г. Новосибирске. От каждого обследованного получено информированное согласие на использование материалов в научных обобщениях.
Проведено комплексное клинико-лабораторное, функциональное и биохимическое обследование. У всех его участников производилось разовое определение параметров ЭКГ, общих клинических анализов крови, взятие крови на биохимические анализы в одни и те же утренние часы. О величине психоэмоционального стресса судили по уровню ПЭН и других психофизиологических характеристик, дизадаптивных функциональных и патологических состояний, определяемых с помощью компьютерной программы «СКРИНМЕД» (свидетельство о государственной регистрации в РосНИИАПО № 970035 от 29.01.1997 г., ГУ НЦКЭМ СО РАМН). Оценка общей физической работоспособности и функционального состояния сердечно-сосудистой системы проводи-
лась с помощью велоэргометрической пробы в тесте РШС150. Адаптационно-восстановительный потенциал оценивался по изменению (в сравнении с контрольной группой жителей средних широт) показателей частоты сердечных сокращений (ЧСС), пороговой мощности функционирования сердечно-сосудистой системы, максимального потребления кислорода (МПК), а также по характеристикам физической и умственной работоспособности. Статистическую обработку данных проводили с использованием стандартного пакета программ Statistica (StatSoft, США) версии 6.0. Количественные данные представлены как М ± т при нормальном распределении показателей. Достоверность различий определяли по парному ^критерию Стьюдента для независимых выборок, статистическая достоверность присваивалась при значении р < 0,05. Корреляционный анализ проводился по методу Пирсона.
Результаты
Данные сопоставления результатов обследования практически здоровых жителей Севера с аналогичными данными у жителей средних широт выявили достоверное увеличение ПЭН в высоких широтах. В Новосибирске эти показатели у здоровых молодых людей в возрасте 20—29 лет были в среднем на 50 % меньше, (4,9 ± 0,8) усл. ед., чем у здоровых пришлых жителей Севера аналогичной возрастной группы, (7,4 ± 1,1) усл. ед. Корреляционный анализ взаимосвязи психоэмоционального напряжения с природными и социальными факторами среды показал, что в высоких широтах ПЭН отражает в первую очередь влияние на организм человека комплекса экстремальных климатогеофизических факторов (г = 0,86).
Вторым экологически значимым негативным антропогенным фактором на Севере является комплекс неблагоприятных социальных условий (г = 0,64). Вместе с тем на фоне экстремальных геофизических факторов высоких широт и социально обусловленного стресса техногенные факторы оказывают значимое, но менее выраженное влияние на формирование ПЭН (г от 0,22 до 0,40).
Оказалось, что уровень ПЭН зависит от времени пребывания человека на Севере. Психоэмоциональное напряжение после переезда на Север оказывается достоверно повышенным с первого дня пребывания
в высоких широтах (17,9 ± 0,1) усл. ед. В целом уровень ПЭН у пришлых жителей Севера остается значительно повышенным по сравнению с жителями средних широт на протяжении практически всего времени пребывания в высоких широтах (рис. 1).
Хотя, как можно судить по данным рис. 1, наибольший подъем уровня ПЭН выявляется на 7—8, 11 — 12, 15—16-м годах пребывания на Севере. В наших предыдущих работах [7] эти годы были выделены как критические периоды адаптации, потому что они характеризовались наибольшим напряжением функционирования гомеостатических систем, включая активацию нервных, эндокринных, метаболических, иммунных, клеточных приспособительных механизмов.
Похожие результаты были получены на Севере Дальнего Востока Ф. Б. Березиным [1], обнаружившим, что клинически выраженные психические нарушения возникают в первые три года пребывания на Севере в два раза чаще, чем в последующие шесть лет. Количество нарушений вновь возрастает при длительном (10—15 лет) пребывании на Севере. Частота психических нарушений (особенно в форме невротических реакций и психопатических состояний) была значительно ниже среди коренного населения в сравнении с пришлыми жителями. Исследователи объясняют нарушения адаптации и связанные с ними изменения психического здоровья недостаточностью адаптивных механизмов человека в экстремальных условиях среды.
Мы проанализировали полученные результаты обследования вахтовых рабочих на Севере в зависимости от уровня ПЭН (таблица).
Оказалось, что при высоком уровне ПЭН в крови обследованных людей содержалось несколько большее количество холестерина, бета-липопротеидов, фермента гамма-глютамилтранспептидазы. У людей с высоким ПЭН выявлялись: более высокий уровень ситуационной метеореакции, снижение показателей умственной работоспособности, пробы Генча, скорости восстановления простой сенсомоторной реакции после гипоксической нагрузки. В группе обследованных вахтовых рабочих высокое ПЭН выявлено у 57,0 %, а низкое — у 43,0 %. В группе с низким ПЭН проявления эмоций конфликта и агрессии об-
Рис. 1. Психоэмоциональное напряжение и физическая работоспособность в зависимости от северного стажа
Функциональные показатели у вахтовых рабочих на Севере в зависимости от уровня психоэмоционального напряжения
Уровень ПЭН
Низкий
Высокий
4,2±0,2
18,7±1,4*
0,001
5,8±0,3
6,0±0,2
0,43
5,2±0,3
5,7±0,3
0,26
39,7±1,3
43,6±1,8
0,10
9,6±0,4
7,9±0,3*
0,003
30,3±1,5
27,7±1,5
0,26
0,8±0,2
1,4±0,2
0,18
192,8±2,1
195,3±3,1
0,40
186,8±2,0
190,8±3,0
0,29
8,6±1,3
94,1±1,5*
0,046
статистически значимые различия.
р
Показатель
ПЭН, усл. ед.
Холестерин, ммоль/л Бета-липопротеиды, ммоль/л Гамма-глютамилтранспептидаза, ммоль/л Умственная работоспособность, балл Проба Генча, сек.
Метеочувствительность, усл. ед.
Вр правой руки, мсек.
Вр левой руки, мсек.
% восстановления Вр после гипоксической нагрузки
Примечания: ВР — время простой сенсомоторной реакции; *
наружено у 20,6 % рабочих. Аналогичные негативные эмоции были выявлены у 32,0 % лиц с высоким ПЭН. При этом высокое ПЭН, сочетающееся с эмоциями конфликта и агрессии, проявлялось при большем подъеме концентрации стресс-гормона кортизола в крови — (543,1 ± 23,4) нмоль/л.
Высокий уровень ПЭН без проявлений негативных эмоций агрессии и конфликта выявлялся при более низких, (418,3 ± 21,2) нмоль/л, концентрациях кортизола в крови жителей Севера. Высокий уровень ПЭН с проявлениями негативных эмоций сочетался также со значительным увеличением процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ): (0,170 ± 0,004) усл. ед., тогда как в группе с высоким уровнем ПЭН без негативных эмоций показатели ПОЛ достигали достоверно меньших величин (0,120 ± 0,002) усл. ед.
При обследовании вахтовых рабочих мы оценивали также адаптивно-восстановительный потенциал по скорости восстановления ЧСС после стандартной физической нагрузки в тесте РШС150, пороговой мощности сердечно-сосудистой системы и физической работоспособности. Выявлено, что пороговая мощность функционирования сердечно-сосудистой системы при велоэргометрии (РШС150), характеризующая в значительной степени потенциал восстановительных процессов, у здоровых пришлых жителей Севера на 15—17 % меньше, чем у здоровых жителей средних широт. Привлекает внимание снижение МПК после переезда на Север (2,85 ± 0,09) л/мин, что свидетельствует о наличии так называемой «кислородной
задолженности» и соответственно уменьшении аэробной мощности организма.
Оказалось, что физическая работоспособность у вахтовых рабочих находилась в определенной противо-фазе к изменению ПЭН по мере увеличения срока проживания на Севере и у всех обследованных не достигала величины физической работоспособности у здоровых жителей средних широт (см. рис. 1). Вместе с тем показатели эффективности восстановления ЧСС на 10-й минуте восстановительного периода по сравнению с 12-й минутой нагрузки свидетельствуют о снижении адаптивно-восстановительного потенциала у вахтовых рабочих в течение первого года адаптации, а также в периоды проживания на Севере после 5 лет северного стажа (рис. 2).
Привлекает внимание и факт высокой эффективности восстановления ЧСС после нагрузки на 2 — 5-м годах северного стажа. Вероятно, это связано с высоким потенциалом адаптивных возможностей в указанные сроки проживания в высоких широтах. Истощение резервных адаптивных механизмов в последующие периоды пребывания на Севере приводят к значительному снижению эффективности восстановительного потенциала организма человека.
Подтверждение этому тезису мы видим при оценке изменений пороговой мощности и МПК в зависимости от северного стажа. Так, минимальные значения пороговой мощности и МПК приходятся на срок проживания на Севере до четырех лет, далее к 9-му году идет нарастание показателей, на 9—16-м годах — не-
Рис. 2. Степень восстановления частоты сердечных сокращений в зависимости от северного стажа после PWC150 (в процентах на 10-й минуте восстановительного периода в сравнении с 12-й минутой нагрузки). Контроль — жители средних широт
большое снижение. Полученные данные соответствуют критическим периодам адаптации к условиям Севера. Вместе с тем результаты исследований свидетельствуют о том, что пороговая мощность функционирования сердечно-сосудистой системы и МПК, независимо от возраста проживания в экстремальных климатометеорологических условиях Севера, на 24 — 26 % меньше, чем у жителей средних широт, а значит, даже в течение длительного срока проживания на Севере полноценной адаптации у переселенцев не происходит.
Однако исследование зависимости адаптационновосстановительного потенциала у вахтовых рабочих на Севере от показателей ПЭН говорит о том, что психоэмоциональный стресс несет не только отрицательные последствия для формирования адаптационного процесса. Как оказалось, при низком ПЭН у вахтовых рабочих выявлялись меньшие показатели пороговой мощности сердечно-сосудистой системы, (659,4 + 21,1) кгм/мин-кг, и физической работоспособности, (7,8 ± 0,4) Вт/кг, по сравнению с людьми, у которых ПЭН было достоверно повышенным (пороговая мощность сердечно-сосудистой системы (821,0 ± 25,6) кгм/мин-кг; физическая работоспособность (8,2 ± 0,5) Вт/кг).
Учитывая выявленную нами у пришлых жителей Севера высокую зависимость ПЭН от геофизических факторов, мы исследовали его изменения у 14 работающих в вахтовом режиме жителей Севера в течение 10 дней, отличающихся по величине гелиогеофизической активности. Результаты обследования подтверждают вывод о зависимости показателей ПЭН от величины чисел Вольфа, отражающих солнечную активность: при невысокой солнечной активности (78,7 + 1,2) ПЭН оказалось невысоким (5,2 + 0,6) усл. ед., при высокой солнечной активности (173,0 ± 0,8) ПЭН увеличивалось до (10,2 + 0,3) усл. ед. При этом при высоких числах Вольфа уровень страха был на
34.6 %, а уровень агрессивности обследованных на
27.7 % больше аналогичных характеристик у этих же людей в период умеренной солнечной активности. Уровень ПЭН у вахтовых рабочих находился в корреляционной зависимости от величины солнечной активности (г = 0,22).
Необходимо отметить, что параллельно колебаниям чисел Вольфа изменялись и показатели геомагнитной активности (К-индекс). При умеренной солнечной активности К-индекс суммарный (региональный суточный индекс геомагнитной активности) был равен 41,9 ± 0,5. В периоды высокой солнечной активности К-индекс увеличивался до 45,0 ± 0,3. Коэффициент корреляции уровня ПЭН с показателем региональной геомагнитной активности составил 0,25. Полученные результаты исследования говорят о том, что повышение ПЭН было связано как с ростом солнечной активности, так и с увеличением геомагнитной активности.
Выяснилось, что повышение ПЭН в периоды высокой гелиогеофизической активности сопровождалось достоверным увеличением негативной ситуационной
метеореакции с (1,1 ± 0,1) усл. ед. в умеренную солнечную активность до (1,9 ± 0,2) усл. ед. в период высокой солнечной активности. Одновременно степень синхронизации внутренних ритмов с внешними при высокой солнечной активности снижалась с (8,5 ± 0,1) до (6,0 ± 0,4) балла. Увеличивалась ЧСС с (70,5 ± 0,8) до (73,2 ± 1,0) удара в минуту. Умственная работоспособность снижалась с (10,4 +
0,2) до (7,6 ± 0,4) балла.
Примечателен факт увеличения уровня восстановительных резервов организма обследованных, определяемых по пороговой мощности на стандартную физическую нагрузку в тесте PWC150 на фоне увеличения ПЭН и роста гелиогеомагнитной активности. Пороговая мощность у обследованных людей с (608,7 + 24,1) кгм/мин-кг повышалась до (824,2 ± 27,4) кгм/ мин-кг (на 35,0 %), а работоспособность — с (6,8 ± 1,0) до (8,7 ± 1,0) Вт/кг (на 27,6 %).
Обсуждение результатов
Полученные данные свидетельствуют о том, что при переезде на Север у человека возникает как элемент северного стресса психоэмоциональное напряжение, направленное прежде всего на обеспечение процессов адаптации. Об этом говорит зависимость адаптивновосстановительного потенциала у пришлых жителей Севера от уровня ПЭН в периоды геомагнитных возмущений. Активация ПЭН у здоровых вахтовых работников в период геофизических возмущений на Севере оказалась одним из важных факторов мобилизации адаптивных резервных возможностей организма.
Данные нашего исследования подтверждают, что ПЭН в период адаптации к условиям полярных регионов оказывается одним из основных звеньев мобилизации резервных адаптационно-восстановительных возможностей организма. Вместе с тем длительное сохранение ПЭН способствует некоторому ухудшению метаболических показателей, снижению функциональной активности печени, уменьшению устойчивости к гипоксии, уменьшению функциональной активности полушарий головного мозга и умственной работоспособности. Все это сказывается на адаптивной устойчивости организма человека, что проявляется в достоверном увеличении субъективной метеореакции и большем снижении эффективности восстановления скорости простой сенсомоторной реакции при высоком уровне ПЭН. Не случайно Ц. П. Короленко и
H. Н. Бочкарева [5] относят синдром психоэмоционального напряжения к ранним признакам нарушения психофизиологической адаптации и выделяют периоды риска его формирования: первые 3 — 6 месяцев и
I,5—2 года проживания в зоне Заполярья.
Ухудшение умственной работоспособности, увеличение ситуационной метеореакции, появление диза-даптивных реакций со стороны сердечно-сосудистой, нервной, пищеварительной, эндокринной систем и печени, вероятно, связано с недостаточностью адаптивных резервов организма и может трактоваться как «плата за адаптацию».
Эти факты созвучны выводам других исследователей [1, 3] о возможности перерастания ПЭН в дизадаптивные расстройства при недостаточной устойчивости механизмов адаптации.
Таким образом, подводя итоги исследований, можно утверждать, что повышенный уровень психоэмоционального напряжения, замедление скорости и большая вариабельность воспроизведения простых сенсомоторных реакций, проявление негативных эмоций у значительного числа вахтовых работников на Севере по сравнению с жителями средних широт свидетельствуют о развитии у пришлых жителей высоких широт психоэмоционального стресса. Зависимость нарастания уровня психоэмоционального напряжения от климатогеофизических условий, его увеличение в периоды высокой солнечной и геофизической активности, меньшие показатели корреляционной связи ПЭН с техногенными и социальными факторами подтверждают преимущественную экологическую обусловленность психоэмоционального стресса на Севере.
Показано, что психоэмоциональный северный стресс в значительной мере способствует мобилизации адаптивных механизмов организма человека, что отражается на росте адаптивно-восстановительного потенциала в период геомагнитных возмущений и более высоких показателях этого потенциала у людей, адаптирующихся к условиям Севера со значительным увеличением психоэмоционального напряжения. Вместе с тем высокий уровень психоэмоционального стресса на Севере вызывает и ряд дизадаптивных реакций со стороны метаболических процессов и других расстройств функционирования гомеостатических систем организма.
Список литературы
1. Березин Ф. Б. Психическая и психофизиологическая адаптация человека / Ф. Б. Березин. — Л., 1988. — 260 с.
2. Бехтерева Н. П. Физиология здорового и больного мозга человека / Н. П. Бехтерева. — Л., 1980. — 207 с.
3. Данишевский Г. М. Патология человека и профилактика заболеваний на Севере / Г. М. Данишевский. — М., 1968. - 128 с.
4. Казначеев В. П. Механизмы адаптации человека в условиях высоких широт / В. П. Казначеев. — Л., 1980. - 200 с.
5. Короленко Ц. П. Особенности некоторых экзогенных интоксикаций в условиях Севера / Ц. П. Короленко, Н. Л. Бочкарева. — Новосибирск, 1982. — 120 с.
6. Панин Л. Е. Психосоматические взаимоотношения при хроническом эмоциональном напряжении / Л. Е. Панин, В. П. Соколов. — Новосибирск, 1981. — 179 с.
7. Хаснулин В. И. Введение в полярную медицину / В. И. Хаснулин. — Новосибирск, 1998. — 337 с.
ЕFFECT OF PSYCHOEMOTIONAL STRESS ON HUMAN ADAPTIVE-REGENERATIVE POTENTIAL UNDER SHIFT WORK CONDITIONS IN THE NORTH
A. V. Hasnulina, V. I. Hasnulin
Scientific Center of Clinical and Experimental Medicine Siberian Branch RAMS, Novosibirsk
It has been detected that psychoemotional stress with a high level of psychoemotional pressure, suppression of sensomotor speed reactions and negative emotions among shift workers in the North promoted mobilization of an organism adaptive mechanisms and adaptive-regenerative potential growth. The leading role of natural and ecological factors in psychoemotional stress formation in the North has been established. Deterioration of task performance, increase of situational meteo-reaction, occurrence of dysadaptation reactions of the cardiovascular, nervous, digestive, endocrine systems, the liver, metabolism were caused by insufficiency of adaptive reserves of an organism and could be treated as “payment for adaptation”.
Key words: adaptation, dysadaptation in the North, adaptive-regenerative potential, psychoemotional stress, northern stress.
Контактная информация:
Хаснулина Анна Владимировна — кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник лаборатории механизмов дизадаптации Научного центра клинической и экспериментальной медицины Сибирского отделения РАМН
Адрес: 630004, г. Новосибирск, ул. Ленина, д. 28, кв. 48
Тел. 8 (383) 334-82-09
E-mail: hasnulin@ngs.ru
Статья поступила 06.04.2010 г.
