CC BY
102
УДК 612.66/68 ББК 28.903,7 Х 24
Хасанова Н.Н.
Кандидат биологических наук, доцент кафедры физиологии факультета естествознания Адыгейского государственного университета, Майкоп, тел. (8772) 59-39-38, e-mail: dissagu@yandex.ru Силантьев М.Н.
Кандидат биологических наук, доцент кафедры физиологии, декан факультета естествознания Адыгейского государственного университета, Майкоп, тел. (8772) 52-00-38, e-mail: smn1977@mail.ru Челышкова Т.В.
Кандидат биологических наук, доцент кафедры физиологии факультета естествознания Адыгейского государственного университета, Майкоп, тел. (8772) 59-39-38, e-mail: chelyshkova_t@mail.ru
Адаптивные возможности сердечно-сосудистой системы у студентов, работающих за компьютерами на занятиях по информатике в условиях профилактики утомления
(Рецензирована)
Аннотация. Рассматривается проблема влияния компьютеров на функциональное состояние и адаптивные возможности сердечно-сосудистой системы у студентов на зянятиях по информатике. Выявлено, что адаптивная реакция сердечно-сосудистой системы у студентов при работе за компьте-ром может рассмтариваться как менее эффективная, более энергозатратная и несовершенная модель адаптации, на что указывают изменения величин индекса функциональных изменений и типа саморегуляции кровообращения. Выявлена эффективность проведения профилактики утомления на зянятиях студентов с использованием компьютеров.
Ключевые слова: адаптация, компьютеры, сердечно-сосудистая система, студенты, утомление, профилактика.
Khasanova N.N.
Candidate of Biology, Associate Professor of Physiology Department of Natural Science Faculty, Adyghe State University, Maikop, ph. (8772) 59-39-38, e-mail:dissagu@yandex.ru Silantyev M.N.
Candidate of Biology, Associate Professor of Physiology Department, Dean of Natural Science Faculty, Adyghe State University, Maikop, (8772) 59-00-38, e-mail: smn1977@mail.ru Chelyshkova T.V.
Candidate of Biology, Associate Professor of Physiology Department of Natural Science Faculty, Adyghe State University, Maikop, ph. (8772) 59-39-38, е-mail: chelyshkova_t@mail.ru
Adaptive opportunities of cardiovascular system at students, working on computers at informatics lessons in the conditions of fatigue prevention
Abstract. The paper discusses the influence of computers on a functional state and adaptive opportunities of cardiovascular system at students at informatics lessons. The adaptive response of cardiovascular system at students during the work on computers can be regarded as a less effective, more energy-intensive and imperfect model of adaptation. This is supported by alterations of an index of functional changes and type of self-control of blood circulation. Efficiency of carrying out fatigue prevention at lessons with the use of computers is revealed.
Keywords: adaptation, computers, cardiovascular system, students, fatigue, prevention.
Введение
Актуальность работы. Стремительное развитие и распространение информационных технологий приводит к тому, что постоянно увеличивается число студентов, которые используют компьютер в учебных заведениях, на занятиях по информатике, других дисциплинах, для подготовки домашних заданий, а также проводят за ним часть своего свободного времени [1].
Общение с компьютером создает массу возможностей для развития внутреннего мира студента, стимулирует его психические способности, кроме того, использование
компьютерной техники, по мнению физиологов, педагогов и психологов, позволяет принципиально по-новому организовать педагогический процесс [2].
В связи с этим необходимо углубленное изучение возможных физиолого-гигиенических последствий систематического применения компьютерных технологий для образования и воспитания. Конечным результатом должны быть оценки потенциальных рисков здоровью и соотнесение этих рисков с социальными и педагогическими преимуществами. Ввиду недостаточности информации по отдаленным последствиям влияния систематических занятий за компьютером на состояние здоровья студентов, теоретическое и практическое значение имеют как положительные, так и отрицательные результаты исследований [3].
Рост количества часов, проводимых за компьютером, снижает двигательную активность студентов. Сопровождается одновременным увеличением объема статических усилий, связанным с двигательным удержанием ряда группы мышц в состоянии изометрического сокращения. Установлено, что именно статический компонент в работе мышц является наиболее утомительным звеном, ограничивающим функциональные возможности центральной нервной системы, нервно-мышечного аппарата, системы дыхания и кровообращения.
Постоянно сокращенные мышцы, вызывая компрессию кровеносных сосудов, препятствуют кровотоку, провоцируя в восстановительном периоде появление реактивной гиперемии, особенно, выраженной при длительных нагрузках. Выполняемая до произвольного отказа статическая работа за экраном монитора сопровождается явлением на-туживания, что ограничивает потребление кислорода. В момент натуживания нарушается гемодинамика в легких и головном мозге, растет давление в грудной полости [4].
Работа за компьютером приводит к значительным изменениям основных параметров сердечно-сосудистой системы во всех ее звеньях. Немаловажным фактором, обуславливающим активацию сердечной ритмики, является повышение возбудимости двигательных областей коры больших полушарий, следствием которого могут быть прямые влияния на сосудо-двигательные центры мозгового ствола, гуморальные влияния на сердце. Это приводит как к прямому эффекту, так и к опосредованному активированию сердечно-сосудистого центра и миокарда [5].
Таким образом, работа за компьютером изменяет равновесие в сердечнососудистой системе, вызывая как местные, органные реакции, так и системные сдвиги, величина которых определяется функциональными возможностями организма и продолжительностью проделанной работы. До сих пор в литературе остается открытым вопрос о механизмах, лежащих в основе срочных приспособительных реакций сердечно-сосудистой системы у испытуемых различных возрастов при работе за компьютером [5].
В настоящее время сохранение здоровья студентов в условиях использования компьютеров относится к наиболее актуальным физиолого-гигиеническим проблемам.
Следует отметить, что профилактика заболеваний является составной частью охраны здоровья человека и достигается посредством предупреждения и устранения факторов риска заболеваний, а также путем повышения его устойчивости к неблагоприятному воздействию окружающей среды, в том числе компьютеров. В этом плане важным является проведение исследований оценки эффективности профилактических мероприятий. Следовательно, важно не только выявить негативные влияния на человека при работе за компьютером, но не менее значимым является проведение профилактических мероприятий [6].
Цель работы: выявить адаптивные возможности сердечно-сосудистой системы у студентов, работающих за компьютером на занятиях по курсу «Информатика» в условиях проведения профилактических мероприятий.
Материалы и методы исследования
Исследование проводилось на базе Адыгейского государственного университета. В эксперименте приняли участие 23 студента 1-го курса факультета естествознания. Показатели сердечно-сосудистой системы снимались на занятиях по курсу «Информатика» по бакалавриату, где студенты работали непосредственно за компьютером два академических часа всего 75 мин (на 1-ом часе - 35 мин, на 2-ом - 40 мин), - в дальнейшем экспериментальная группа. Те же студенты работали за компьютером в условиях проведения двухразовой гимнастики для снятия утомления - в дальнейшем экспериментальная группа с гимнастикой. Занятия проходили в специализированном компьютерном кабинете, который в основном соответствует нормам СанПиН. За компьютером, как правило, работал один студент в индивидуальном ритме, выполняя задания. Контрольной группой служили те же студенты, занимавшиеся на лекционных занятиях по информатике без использования компьютеров, в обычных аудиториях. В эксперименте студенты обследовались 2 раза в течение учебного занятия с использованием компьютера: до занятия, а затем после занятия. Задания, которые выполняли студенты на занятиях по информатике, относились к средней сложности.
Для прогнозирования способности организма адаптироваться к неблагоприятным условиям среды использовали определение адаптационного потенциала по ИФИ (индекс функциональных изменений). Величина ИФИ обратно пропорциональна адаптационному потенциалу, т.е. чем выше адаптивные возможности системы кровообращения, тем меньше значение ИФИ [7].
Важным показателем функционального состояния сердечно-сосудистой системы является также тип саморегуляции кровообращения (ТСК). Определение типа саморегуляции кровообращения дает возможность оценивать уровень напряжения в регуляции сердечно-сосудистой системы. Установлено, что в норме существует 3 типа ТСК: сердечный, сосудистый и средний (сердечно-сосудистый). Для каждого из них характерно определенное соотношение сердечного и сосудистого компонентов центральной гемодинамики [8]. ТСК от 90 до 110 отражает сердечно-сосудистый тип. Если индекс превышает 110, то тип саморегуляции кровообращения сосудистый, если менее 90 -сердечный. Оптимальным является смешанный (сердечно-сосудистый) тип саморегуляции. При сердечном типе регуляция осуществляется за счет усиления работы миокарда. Наименее эффективный тип саморегуляции - сосудистый, при котором регуляция осуществляется повышением тонуса сосудов на фоне истощенной функциональной способности сердца.
Полученные результаты обрабатывались статистически по ¿-критерию Стьюдента [9].
Результаты исследования и их обсуждение
Состояние здоровья человека в конечном итоге определяется количеством его адаптационных резервов. В реальной жизни приспособительная деятельность является многоцелевой, т.е. предусматривает одновременную адаптацию к комплексу факторов. [10].
Адаптационный потенциал является соотношением уровня функционирования системы кровообращения, ее функциональных резервов и степени напряжения механизмов регуляции. При этом энергетический механизм является главным системообразующим фактором адаптации. Именно дефицит энергии запускает всю цепь регулятор-ных приспособлений, формирующих необходимый адаптационный потенциал системы кровообращения на новом уровне.
Проведенные нами исследования выявили, что в эксперименте до начала занятия по данным величины ИФИ у студентов состояние адаптации было удовлетворительным, что соответствовало норме. Функциональные возможности системы кровообращения были достаточные, величина ИФИ составляла 2,30±0,1 усл. ед. (средние данные по кол-
лективу) и 2,34±0,1 усл. ед. у юношей и соответственно у девушек -2,31±0,1 усл. ед.
После 75 мин. работы за компьютером величина ИФИ у студентов 1-го курса достоверно повысилась с 2,30±0,1 до 2,63±0,1 усл. ед (Р<0,05). в среднем по коллективу, т.е. на 14,3%; у юношей с 2,34±0,1 до 2,62 ±0,1 усл. ед. (на 11,97%), (Р<0,05); у девушек - с 2,31±0,1 до 2,65±0,1 усл. ед. (на 14,70%). Это говорит о том, что в эксперименте у большинства студентов к концу занятия функциональные возможности кровообращения были практически снижены до уровня состояния напряжения, как у девушек, так и юношей, причем у девушек в большей мере. Это указывает, что девушкам по сравнению с юношами продолжительную работу за компьютером выполнять труднее. В эксперименте с гимнастикой у студентов был выявлен аналогичный характер изменения ИФИ по сравнению с экспериментом, но с гимнастикой результаты были более благоприятными. При проведении контрольных исследований наблюдались незначительные изменения величины ИФИ, которые указывали, что все студенты до и после 75 мин занятий находились в состоянии удовлетворительной, т. е. достаточной адаптации.
К важным показателям адаптивных возможностей функционального состояния сердечно-сосудистой системы, относится определение типа саморегуляции кровообращения (ТСК).
Результаты исследования показали, что в эксперименте (рис. 1) до начала работы 70,0% студентов по ТСК относились к сердечно-сосудистому типу, т.е. оптимальному. У 18,0% студентов наблюдался сердечный тип ТСК, который осуществляется за счет работы миокарда, а у 12,0% - сосудистый тип, т.е. наименее эффективный тип регуляции, т.к. большую нагрузку испытывают сосуды. После 75 мин работы за компьютером, т. е. к концу занятий, часть студентов перераспределилась из одной группы типа ТСК в другую. Так, процент студентов с сердечно-сосудистым типом ТСК снизился на 8,5%, с сердечным - на 16,5%, а с сосудистым - увеличился на 75,0% (рис. 1). У студентов в эксперименте с гимнастикой изменения ТСК имели аналогичную направленность, но перераспределение ТСК шло в направлении сердечного типа. Наблюдалось увеличение его на 14,20%, чем было до занятий. Процент студентов с сердечнососудистым типом уменьшился на 6,70%, что меньше, чем в эксперименте на 8,57%, а с сосудистым типом снизился до 50,0% по сравнению с экспериментом (до 75,0%), т.е. в меньшей степени (рис. 1). В контроле наблюдалось незначительное перераспределения ТСК: у студентов с сердечным типом - темпы прироста составляли +5,26%, с сердечнососудистом типом - 2,70%. Вместе с тем у студентов с сосудистым типом в контроле к концу занятия ТСК повышался в меньшей степени, чем у студентов в эксперименте и в эксперименте с гимнастикой (рис. 1).
Таким образом, полученные результаты изменения показателей ИФИ и ТСК у студентов 1-го курса при работе за компьютером и без него, показывают, что процесс адаптации сердечно-сосудистой системы в условиях использования компьютеров на занятиях по «Информатике» завершался определенным исходом. Так, если действующий фактор невелик (при проведении контроля), то сердечно-сосудистая система при относительно небольшом напряжении может сохранять удовлетворительную адаптацию. В случае большей силы воздействия при работе студентов за компьютером развивается напряжение регуляторных систем. При этом возникает необходимость мобилизации функциональных резервов сердечно-сосудистой системы. Чтобы мобилизовать эти ресурсы при изменении условий учебной деятельности студентов (работа за компьютером на занятиях по «Информатике»), необходимо определенное напряжение ре-гуляторных систем. Кроме того, в этом плане, как показали наши исследования с использованием профилактических мероприятий - гимнастики в период эксперимента при работе студентов за компьютером несколько снимается возникшее напряжение ре-гуляторных механизмов сердечно-сосудистой системы.
%
84-t^
А
74 64 54 44 34 24 14 4
Е
¿1
1 2
1 2
1 2
%
Б
84-^ 74 64 54 44 34 24 14 4
ш
ш
1 2
1 2
1 2
%
В
84 74 64 54 44 34 24 14 4
I
1 2
1 2
1 2
Рис. 1. Динамика показателя типа саморегуляции кровообращения у студентов
(средние данные)
Примечание: А - эксперимент, Б - эксперимент с гимнастикой, В - контроль; - сердечный; " " " ' ' "
_| - сердечно-сосудистый; |_
1 - до занятия, 2 - после занятия
сосудистый;
Таким образом, исследования показали, что у большинства студентов 1-го курса в период работы на занятиях с использованием компьютера, наблюдалось развитие утомления и ухудшение функционального состояния сердечно-сосудистой системы. Это подтверждается полученными результатами исследований Н.Н. Хасановой с соавт. [11]; Н.В.Суворовой [12], об ухудшении у студентов 2-го курса умственной работоспособности и функционального состояния зрительного анализатора после занятий с использованием компьютеров. Вероятно, статическая поза студентов, работающих за компьютером, приводила к нарушению нормального кровообращения, вызывала застойные явления в области таза и снижение мозгового и мышечного кровообращения, что проявлялось в ухудшении умственной работоспособности и функционального состояния зрительного анализатора. Это указывает на взаимосвязь умственной работоспособности и сердечно-сосудистой системы организма студентов при использовании компьютеров. Следует отметить, что полученные результаты наших исследований о
влиянии компьютеров на функциональное состояние ССС у студентов 1-го курса показали, что развивающееся утомление можно снизить путем использования в процессе работы профилактических мероприятий.
Проведенное нами анкетирование выявило, что методиками снятия статического мышечного напряжения при работе за компьютером владеет 21% студентов, методиками снятия зрительного напряжения при работе за компьютером - 39%. В тоже время 50% студентов никогда не применяли методы для снятия зрительного утомления.
Следует отметить, что результаты анкетирования студентов убеждают в необходимости серьезной разъяснительной работы со студентами о повышении осведомленности о негативном влиянии компьютеров на функциональное состояние организма и овладение методиками снижения развивающегося утомления с целью сохранения здоровья и работоспособности.
Таким образом, результаты наших исследований динамики показателей функционального состояния и адаптивных возможностей сердечно-сосудистой системы у студентов 1-го курса в течение занятия в условиях работы с использованием компьютера (эксперимент) при выполнении комплексов упражнений (эксперимент с гимнастикой), при проведении замеров без компьютера (контроль), показало разную степень ухудшения параметров функционального состояния сердечно-сосудистой системы от начала к концу занятия. Изменения в функциональном состоянии сердечно-сосудистой системы происходило в более выраженной форме при проведении эксперимента по сравнению с экспериментом с гимнастикой и контролем.
Интенсивная умственная нагрузка вызывает усиление тонуса симпатического отдела вегетативной иннервации сердца относительно парасимпатического. В наших исследованиях выраженное преобладание симпатического тонуса в деятельности сердца и сосудов у студентов, работающих за компьютером, означает снижение функциональных возможностей сердца на фоне умственных нагрузок с использованием компьютеров. Это подтверждается нашими исследованиями изменения величин индекса функциональных изменений и типа саморегуляции кровообращения, которые указывают на снижение адаптивных возможностей системы кровообращения, у студентов 1-го курса при достаточно продолжительной работе на компьютере. Проведение профилактических мероприятий в виде специальной гимнастики во время работы студентов за компьютером показало достаточную эффективность.
Выводы
1. Установлено, что в условиях работы за компьютером у студентов 1-го курса в течение 75 мин. в динамике учебного занятия по дисциплине «Информатика» наблюдается ухудшение функционального состояния сердечно-сосудистой системы.
2. Выявлено, что адаптивная реакция сердца у студентов при работе за компьютером рассматривается как менее эффективная, более энергозатратная и несовершенная модель адаптации (на это указывают изменения величин ИФИ и ТСК), которые свидетельствуют о снижении адаптивных возможностей сердечно-сосудистой системы.
3. Выявлена эффективность проведения профилактических мероприятий - использование специальной физкультурной гимнастики на занятиях студентов с использованием компьютеров для снятия общего утомления, утомления глаз, мышц шеи и спины, кистей рук и мышц туловища с целью сохранения здоровья.
Примечания:
1. Дмитриев А.Г., Котровский А.В. Компьютеры в образовании и здоровье // Здоровьесберегаю-щее образование. 2009. № 2. С. 66-68.
2. Баловсяк Н.В. Компьютер и здоровье. СПб.:
References:
1. Dmitriev A.G., Kotrovskiy A.V. Computers in education and health // Health Saving Education. 2009. No. 2. P. 66-68.
2. Balovsyak N.V. Computer and health. SPb.: Piter,
Питер, 2008. 208 с.
3. Власова Е.М., Зайцева Н.В, Малютина Н.Н. Особенности вегетативного статуса работающих с компьютерной техникой // Медицина труда и промышленная экология. 2011. № 2. С. 38-42.
4. Ахмерова С.Г., Ильясова Г.Р., Хасанов Р.Р. Новые информационные технологии в аспекте охраны здоровья учащихся и педагогов: метод. рекомендации. Уфа: Изд-во Башк. ин-та развития образования, 2003. 12. с.
5. Крапивин И.А., Хасанова Н.Н. Влияние работы на компьютере на функциональное состояние сердечно-сосудистой системы студентов // Человек и космос: сб. тез. XIV Междунар. молодежной науч.-практ. конф. Днепропетровск, 2012. С. 227.
6. Осторожно, компьютер / Ю.В. Лизунов [и др.]: рекомендации по сохранению здоровья пользователей компьютеров. СПб.: СпецЛит. 2009. 47 с.
7. Баевский Р.М., Береснева А.П., Вакулин В.К. Оценка эффективности профилактических мероприятий на основе измерения адаптационно -го потенциала системы кровообращения // Здравоохранение РФ. 1987. № 8. С. 6-10.
8. Петров С.В. Особенности механизмов формирования типов саморегуляции кровообращения: автореф. дис. ... канд. мед. наук. М., 1996. 20 с.
9. Ашмарин Б.А. Теория и методика педагогических исследований в физическом воспитании. М.: ФиС, 1978. 276 с.
10. Шаханова А.В., Челышкова Т.А, Хасанова Н.Н. Здоровьесберегающий потенциал образования. Майкоп: Аякс, 2008. 145 с.
11. Хасанова Н.Н., Трохимчук Л.Ф., Филимонова Т. А. Оценка функционального состояния организма студентов в условиях работы на компьютере // Вестник Адыгейского государственного университета. Сер. Естественно-математические и технические науки. 2012. Вып. 1 (98). С. 64-70. URL: http://vestnik.adygnet.ru
12. Суворова Н. В. Динамика функционального состояния сердечно-сосудистой системы у сотрудников центра интеллектуальных геоинформационных технологий под воздействием работы на компьютере // Человек и космос: сб. тез. XV Междунар. молодежной науч.-практ. конф. Днепропетровск, 2013. С. 453.
2008. 208 pp.
3. Vlasova E.M., Zaytseva N.V., Malyutina N.N. Features of the vegetative status of people working with computer equipment // Labour Medicine and Industrial Ecology. 2011. No. 2. P. 38-42.
4. Akhmerova S.G., Ilyasova G.R., Khasanov R.R. New information technologies in the aspect of health protection of pupils and teachers: a guideline. Ufa: Publishing House of Bashk. Institute of Education Development, 2003. 12 pp.
5. Krapivin I.A., Khasanova N.N. Influence of computer work on the functional state of students' cardiovascular system // A person and space: coll. of theses of the XIV International youth scient. and pract. conf. Dnepropetrovsk, 2012. P. 227.
6. Be careful with a computer / Yu.V. Lizunov [etc.]: recommendations on preservation of computer users' health. SPb.: SpetsLit. 2009. 47 pp.
7. Bayevskiy R.M., Beresneva A.P., Vakulin V.K. The assessment of efficiency of preventive activities on the basis of measurement of adaptation potential of the blood circulatory system // The RF Healthcare. 1987. No. 8. P. 6-10.
8. Petrov S.V. Features of mechanisms of formation of types of blood circulation self-control: Diss. abstract for the Cand. of Med. degree. M., 1996. 20 pp.
9. Ashmarin B.A. Theory and technique of pedagogical researches in physical training. M.: FiS, 1978. 276 pp.
10. Shakhanova A.V., Chelyshkova T.A, Khasanova N.N. Health saving potential of education. Maikop: Ayax, 2008. 145 pp.
11. Khasanova N.N., Trokhimchuk L.F., Fili-monova T.A. Assessment of functional condition of an organism of students working on computers // The Bulletin of the Adyghe State University. Ser. Natural-Mathematical and Technical Sciences. 2012. Iss. 1 (98). P. 64-70. URL: http://vestnik.adygnet.ru
12. Suvorova N.V. Dynamics of a functional condition of cardiovascular system of the staff of the center of intellectual geoinformational technologies as a result of work on the computer // A person and space: coll. of theses of the XIV International youth scient. and pract. conf. Dnepropetrovsk, 2013. P. 453.
