CC BY
68
УДК 612.017.2:612.82:613.68
ДИНАМИКА ПОТЕНЦИАЛА ГОЛОВНОГО МОЗГА У МОРЯКОВ В РЕЙСАХ РАЗЛИЧНОЙ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ
© 2005 г. И. Л. Мызников, *Ф. А. Щербина
Медицинская служба Видяевского района базирования
сил Северного флота, пос. Видяево
Тосударственный педагогический университет, г. Мурманск
Рейсы морских судов различной продолжительности связаны с непрерывной сменой климатических зон, длительным отрывом моряков от берега, разнообразным спектром деприваций на фоне выраженного эмоционального напряжения, вызванного реализацией жесткого рабочего цикла. Как источник риска для жизни людей, труд на море на порядок превосходит труд в промышленности [1]. Судить о процессах приспособления к условиям плавания можно на основании наблюдения за динамикой физиологических параметров, и прежде всего параметров активности центральной нервной системы, у моряков на разных этапах плавания [14, 19—22].
Изменения функций организма моряков в длительных морских рейсах обусловлены результатом «физиологической платы» за напряженность адаптационного процесса [1, 14, 16, 17]. Они ведут к формированию хронического стресса [13] при недостатке условий для полноценного восстановления в рабочем цикле [14, 17]. При этом изменяется система регуляции, мобилизации энергетических и метаболических ресурсов, отягощая и без того существенные адаптационные нагрузки, возникающие в содержании самих производственных условий.
С учетом того, что сверхмедленные процессы головного мозга играют базисную роль в механизмах регуляции различных состояний, тесно связаны с различными уровнями метаболизма в центральной нервной системе, о чем свидетельствуют работы В. А. Илюхиной с соавт. [4 — 12], нами изучены закономерности изменения постоянного потенциала головного мозга (ПП, ю -метрия) у моряков, участвовавших в рейсах различной продолжительности.
Объекты и методики исследования
В качестве доступной для проведения исследований в реальных условиях рейса на фоне повседневной деятельности экипажа и достаточно простой и информативной методики нами была выбрана омега-метрия (ю -метрия), так как ю -потенциал является базисным показателем нормальных и патологических состояний функций человека и его адаптивных возможностей [2, 3, 8, 9].
Обследованы моряки судовой команды различных судов, приписанных к мурманским портам, в период их пребывания в море. Исследования проведены в экипаже плавбазы (ПБ) «Профессор Баранов» в июне (8—11 сутки рейса), в сентябре (65—67 сутки), в декабре (150—155 сутки). Экипаж этой ПБ находился в рейсе время, близкое к предельно допустимому по нормам труда сроку (приказ Минрыбхоза СССР от 27.05.1991 г. № 177). В экипаже транспортного рефрижератора (ТР) «Тамбов» исследования проведены в июле (5—7 сутки), в августе (35— 37 сутки), в сентябре (65—67 сутки). На борту научно-исследователь-
Изучены закономерности изменений постоянного потенциала головного мозга у моряков в длительных рейсах (рыбопромысловом, транспортном и научноисследовательском) в различных акваториях Мирового океана. Установлено, что в рейсах различной (75, 120, 157 суток) продолжительности у моряков возникают индивидуальные стратегии в формировании приспособительных физиологических реакций.
У находящихся в рейсе предельно допустимые сроки формируются состояния дезадаптации по типу функциональной рефрактерности.
В ее основе — снижение лабильности пространственно-временной организации функций, что обеспечивает оптимальное взаимодействие с факторами внешней среды. Ключевые слова: морская медицина, адаптация физиологическая, постоянный потенциал головного мозга, длительный рейс.
02313107
ского судна (НИС) «Академик Немчинов» экипаж обследован в ноябре (4—6 сутки), в декабре (40—42 сутки), в январе (73—75 сутки) и в феврале (107— 109 сутки). Зоны и продолжительность плавания представлены в таблице.
Судно Продолжительность рейса, сут Число обследованных лиц Количество этапов исследований Зона плавания
ПБ «Профессор Баранов» 157 45 3 Северо-Западная Атлантика
ТР «Тамбов» 75 34 3 Северная, Центральная и Южная Атлантика, Тихий океан
НИС «Академик Немчинов» 120 20 4 Северная, Центральная и Южная Атлантика, Средиземное море
Омега-метрия проведена нами по методике с тестовой физической нагрузкой [2, 13, 17—20]. Оценивались абсолютные значения параметров ю -потенциала на этапах пробы (фон и восстановительный период: на 30 сек, на 1 мин, на 1,5 мин, на 2 мин, на 3 мин, на 3,5 мин, на 4 мин, на 5 мин, на 6 мин, на 7 мин). Интерпретация результатов проводилась на основании разработанной А. С. Ибералом и У. С. Мак-Кал-локом (1970) временной шкале саморегуляции состояний организма [3].
Проведение функциональной пробы было вызвано тем, что абсолютные значения параметров, фиксируемых в состоянии относительного или оперативного покоя, не могут раскрыть реального состояния здоровья моряков, поэтому исследование функций организма человека целесообразно проводить на основе изучения процессов восстановления на дозированную нагрузку. Адаптация к физическим нагрузкам может быть удовлетворительной, а восстановительные процессы могут протекать недостаточно эффективно [16], что является ранним признаком нарушений функций.
Уровни значимости различий на этапах плавания рассчитывались критерием 1>Стьюдента (в том числе разностной методикой для сопряженных пар наблюдений).
Результаты исследования и их обсуждение
В экипаже ПБ «Профессор Баранов» (рис. 1) уровень фоновых значений ю -потенциала на 5—7 сутки составил (30,84 ± 1,26) мВ, на 65—67 сутки — (31,00 ± 1,04) мВ и на 150—155 сутки — (29,82 ± 1,33) мВ (все р > 0,05). В восстановительный период после дозированной нагрузки на всех этапах плавания реакция была одинаковой: на 30 сек наблюдался подъем уровня ю -потенциала (р < 0,001), затем незначительное его снижение с 1 по 1,5 мин (р < 0,05) (на 5—7 сутки до 2 мин; р < 0,05) и возврат к фоновой величине (р > 0,05) до завершения восстановительного периода.
В экипаже ТР «Тамбов» уровень фоновых значений ю -потенциала находился в среднем диапазоне и составил соответственно этапам плавания (26,71 + 1,79) мВ, (23,59 ± 1,79) мВ, (29,35 ± 1,35) мВ (2-й и 3-й ме-
сяцы; р < 0,01). После пробы с дозированной нагрузкой на амплитудно-временной кривой (рис. 1) видно, что в экипаже ТР «Тамбов» в начале восстановительного периода, характеризующегося активностью ней-рорефлекторных и вегетативных механизмов, на 5— 7 и 35—37 сутки плавания произошло снижение средневыборочного уровня юз-потенциала (р < 0,001), а на 65—67 — его повышение (р < 0,001). С 1,5 по 5 мин наблюдалась их стабилизация (р > 0,05). С 6 по 7 мин восстановительного периода, когда проявляется активность гуморального контура управления физиологическими процессами, отмечался рост уровня ю -потенциала (р < 0,001) на 5—7 и 35—37 сутки рейса, а на 65—67 сутки его снижение (р < 0,01).
ПБ «Профессор Баранов»
40
35 30 -25 20 -15 10 -5 0
-1 месяц —Д— 3 месяц —О— 5 месяц
восстановительным период, мин
фон 0,5 1
ТР «Тамбов»
НИС «Немчинов»
Рис. 1. Изменения величины постоянного потенциала головного мозга у моряков в рейсах различной продолжительности
У моряков судовой команды НИС «Академик Немчинов» (рис. 1) фоновая величина ю -потенциала была в диапазоне среднего уровня и составляла соответственно этапам плавания (28,5 ± 1,67) мВ, (25,85 ± 1,67) мВ, (24,05 ± 1,66) мВ и (25,1 ± 1,80) мВ (все р > 0,05). После пробы с дозированной нагрузкой в начале рейса у моряков были выше параметры ю -потенциала с 3,5 по 6 мин восстановительного периода, характеризующие активность нейрогуморальных и гормональных процессов в организме: (31,34 ± 1,83) мВ,
МВ
1,5
2
3
3,5
4
5
6
7
мВ
мВ
р< 0,05, (30,87 ± 1,74) мВ, р<0,05; (30,19 ± 1,62) мВ, р< 0,01 и (29,12 ± 1,56) мВ, р< 0,05. На 40—42 сутки рейса вольтаж кривой динамики юз-потенциала на участке с 30 сек по 1,5 мин восстановительного периода был выше по сравнению с предшествующим и последующим месяцами: (36,79 ± 1,47) мВ, р < 0,01; (34,97 ± 1,72) мВ, р < 0,001 и
(33,92 ± 2,80) мВ, р< 0,01, что отражает, по мнению А. С. Иберала и У. С. Мак-Каллока [3], повышение центральных нервных и хемообменных процессов в организме моряков на втором месяце рейса.
Понять особенности таких изменений в экипажах судов поможет рассмотрение динамики коэффициента вариации (V %) [20] в исследуемых выборках на всех этапах (рис. 2). Чем более неоднородной в группе обследованных моряков по величине ПП была реакция, тем выше у, и наоборот. При этом следует учитывать, что большая вариабельность в выборке может быть вызвана проявлением индивидуальных особенностей адаптации у моряков (активный поиск программ адаптации или гиперреагирование). Чрезмерное снижение вариабельности косвенно отражает низкий уровень реагирования, который может быть обусловлен как фазой резистентности, так и снижением реактивности при дезадаптации.
ПБ «Профессор Баранов»
ТР «Тамбов»
НИС «Немчинов»
Рис. 2. Изменения вариабельности величины постоянного потенциала головного мозга у моряков в рейсах различной продолжительности
%
%
Ранее было установлено, что рост дисперсии в выборке, а следовательно и V , сопровождает реакцию тревоги общего адаптационного синдрома [15]. Последнее мы и наблюдаем на I и II этапах рейса в экипаже ТР «Тамбов». Отличительной чертой этих двух этапов стало понижение средних значений ю -потенциала в первые 1,5—2 минуты восстановительного периода, что свидетельствует о некотором угнетении механизмов, обеспечивающих процессы тканевого дыхания. Эти изменения сопровождались увеличением коэффициента вариабельности. На 65— 67 сутки рейса на этом участке восстановительного периода динамика в сторону увеличения абсолютных значений ю -потенциала сопровождалась снижением вариабельности в выборке. На 65—67 сутки рейса ТР «Тамбов» аналогичное явление наблюдалось в период с 5 по 7 мин восстановительного периода.
Дискордантные отношения в абсолютных значениях ю -потенциала и V у моряков можно расценить как стремление организма к некоторой форме стабилизации, достижению относительно устойчивой адаптации в сложившихся условиях. Чем более подвижно реагировали нейрорефлекторные механизмы, тем был ниже уровень параметра ю -потенциала на этих участках кривой. Данный механизм может отражать одно из свойств функциональной экономичности в процессах приспособления; неустойчивость ведет к снижению активности, а повышение устойчивости инициирует активность. Поиск типа адаптации к рабочей среде у моряков происходил на фоне активации нейрогуморальных механизмов надпочечниковой системы, продолжительная или чрезмерная стимуляция которой может вызвать неблагоприятные сдвиги в организме. Это подтверждается ростом юз-потенциала с 5 по 7 мин восстановительного периода. На III этапе рейса ведущую роль играли нервные и хемообменные механизмы адаптации, причем незначительный рост величины ю -потенциала в первые 1,5 мин восстановительного периода заканчивался прогрессивным снижением после 5 мин, демонстрируя гипофункцию гуморального звена. Таким образом, общая картина динамики параметров в экипаже ТР «Тамбов» свидетельствует о том, что значительную роль в процессах адаптации в первый месяц плавания играют гуморальные механизмы регуляции, которые существенно снижаются после двух месяцев рейса, что отражает снижение функциональных возможностей по этому контуру управления. Подвижность процессов адаптации, отразившаяся в уровне средней величины и дисперсии ю -потенциала, нарастает к началу второго месяца плавания и затем снижается намного ниже фоновых величин. Таким образом, спустя месяц плавания организм моряков инициировал адаптацию за счет повышения общей активности, которая в конечном итоге закончилась снижением ю -потенциала на гуморальном участке восстановительного периода (см. рис. 1) и V по всем этапам пробы (см. рис. 2).
Приняв во внимание тот факт, что II этап рейса ПБ «Профессор Баранов» по времени совпадает с III этапом плавания ТР «Тамбов», не сложно заметить схожие контуры динамики обоих параметров в восстановительном периоде (см. рис. 1 и 2) в первые дни третьего месяца плавания у членов экипажей обоих судов. Отсутствие различий (р > 0,05) на этапах плавания в профиле восстановительного периода, описывающего динамику абсолютных значений юз-потенциала (см. рис. 2), позволяет сделать предположение о том, что на протяжении всего длительного плавания у моряков, ранее имевших опыт рейсов подобной продолжительности, сформировалась типовая (возможно, аварийная) программа относительно устойчивой адаптации, которая не претерпела существенных изменений на протяжении всех 5 месяцев плавания. А повышение V с 3 по 4 мин на III этапе
со
скорее говорит в пользу не повышения активности механизмов регуляции висцеральных систем, а дезадаптации, так как это никак не повлияло на изменение уровней юз-потенциала.
У моряков НИС «Академик Немчинов», при схожей картине первого и третьего месяцев рейса (см. рис. 2), видно, что на 40—42 сутки произошел диссонанс между контурами управления. Снизился Vm на участке центральной нервной регуляции (30 сек и 1 мин восстановительного периода), но увеличился на участке, где проявляется функциональная активность нейрогуморальных процессов (на 1,5 мин восстановительного периода) с последующим снижением вариабельности значений юз-потенциала на участке гормонального контура (после 4 мин восстановительного периода). А на 107—109 сутки рейса у моряков диагностировано увеличение дисперсии на участках кривой, отражающей активность нервных, хемообменных, нейрогуморальных и гормональных процессов, что свидетельствует об активации приспособительного поведения функциональных систем организма моряков.
Выводы
1. Полученные результаты свидетельствуют о том, что в период длительных рейсов у моряков не наступает истинной адаптации.
2. В зависимости от продолжительности рейса у них формируются индивидуальные стратегии приспособления и характер физиологических реакций.
3. В длительных рейсах у моряков формируются состояния дезадаптация по типу функциональной реф-рактерности, что можно рассматривать как процесс сохранения устойчивого реагирования организма в состоянии утомления и переутомления на основе понижения лабильности пространственно-временной организации функциональной системы. Это обеспечивает ему оптимальное взаимодействие с факторами внешней среды.
Список литературы
1. Александров М. Н. Безопасность человека на море / М. Н. Александров. — Л.: Судостроение, 1983. — 208 с.
2. Бехтерева Н. П. Мозговая организация эмоций человека / Н. П. Бехтерева, В. М. Смирнов // Вестн. АМН СССР — 1975. — № 8. — С. 8—19.
3. Иберал А. С. Гомеокинез — организационный принцип сложных систем / А. С. Иберал, У. С. Мак-Каллок // Общие вопросы физиологических механизмов. — М.: Наука, 1970. — С. 55—78.
4. Илюхина В. А. Медленные электрические процессы головного мозга при реализации психической и двигательной деятельности (в связи с состоянием центральной биохимической медиации): Автореф. дис. ... канд. биол. наук /
В. А. Илюхина. — Л., 1972. — 33 с.
5. Илюхина В. А. О сложной структуре и информативном различии медленных электрических процессов в звеньях мозговых систем обеспечения психической деятельности / В. А. Илюхина // Механизмы модуляции памяти.
— Л., 1976. — С. 43—46.
6. Илюхина В. А. Сверхмедленные процессы мозга человека (терминология и уточнение некоторых понятий). Сообщение I. Спонтанная динамика сверхмедленных процессов коры и подкорковых структур в клинико-физиологических исследованиях / В. А. Илюхина // Физиол. человека. — 1981. — Т. 7, № 3. — С. 512—519.
7. Илюхина В. А. Омега-потенциал — количественный показатель состояния структур мозга и организма человека. Сообщение I. О физиологической значимости омега-потенциала при регистрации его с глубоких структур и с поверхности кожи головы / В. А. Илюхина // Там же. — 1982. — Т. 8, № 3. — С. 450—456.
8. Илюхина В. А. Омега-потенциал — количественный показатель состояния структур мозга и организма человека. Сообщение II. Возможности и ограничения использования омега-потенциала для экспресс-оценки состояния организма человека / В. А. Илюхина // Там же. — 1982.
— Т. 8, № 5. — С. 721—733.
9. Илюхина В. А. Нейрофизиология функциональных состояний человека / В. А. Илюхина. — Л.: Наука, 1986.
— 171 с.
10. Илюхина В. А. Метод картирования функциональных состояний проекционных зон коры по показателям омега-потенциала в отведении с поверхности головы /
B. А. Илюхина, Ю. К. Матвеев, М. А. Федорова // Физиол. человека. — 1997. — Т. 23, № 6. — С. 123—130.
11. Илюхина В. А. Омега-потенциал — количественный показатель состояний структур мозга и организма. Сообщение II / В. А. Илюхина, А. Г. Сычев, Н. И. Щербакова // Там же. — 1982. — Т. 8, № 3. — С. 450—456.
12. Илюхина В. А. Омега-метрия в исследовании функционального состояния здоровых лиц с нормальным и гипертоническим типом реагирования на дозированные физические нагрузки / В. А. Илюхина, В. В. Ткачев, Б. М. Федоров и др. // Там же. — 1989. — Т. 15, № 2.
— С. 60—65.
13. Кириллов О. И. Хронический стресс у работников морского транспорта / О. И. Кириллов // VII Междунар. симпоз. по морской медицине. — М.: Б.и., 1976. —
C. 40—41.
14. Ломов О. П. Судовая гигиена / О. П. Ломов. — Л.: Медицина, 1993. — 208 с.
15. Медведев В. И. Устойчивость физиологических и психологических функций человека при действии экстремальных факторов / В. И. Медведев. — Л.: Наука, 1982.
— 103 с.
16. Мызников И. Л. Динамика процессов адаптации личного состава экипажей подводных лодок по данным вероятностных подходов: Дис. ... канд. мед. наук / Игорь Леонидович Мызников. — СПб.: ВМедА, 1997. — 164 л.
17. Мызников И. Л. Отдых на этапах учебно-боевой деятельности подводников / И. Л. Мызников, М. Г. Махров, Д. Ю. Рогованов, В. Н. Соловьев // Мор. мед. журн.
— 2000. — № 4. — С. 10—15.
18. Сычев А. Г. Методика регистрации квазиустойчивой разности потенциалов с поверхности головы / А. Г. Сычев,
Н. И. Щербакова, Р. И. Барышев, В. В. Костенко // Физиол. человека. — 1980. — Т. 6, № 1. — С. 178—180.
19. Щербина Ф. А. О-потенциал в исследованиях компенсаторно-приспособительных реакций организма моряков в условиях длительного плавания / Ф. А. Щербина, И. Л. Мызников // Там же. — 1998. — Т. 24, № 6. —
С. 97—102.
20. Щербина Ф. А. Методика описания динамики омега-потенциала в исследованиях компенсаторно-приспособительных реакций организма моряков / Ф. А. Щербина, И. Л. Мызников // Мор. мед. журн. — 1999. — № 1. —
С. 45.
21. Щербина Ф. А. Количественное описание динамики омега-потенциала в исследованиях компенсаторно-приспособительных реакций / Ф. А. Щербина, И. Л. Мызников // Там же. — 1999. — № 2. — С. 48—49.
22. Щербина Ф. А. Омега-потенциал как методика оперативного контроля за функциональным состоянием организма моряков в плавании / Ф. А. Щербина, И. Л. Мызников // Там же. — 2000. — № 5. — С. 7—10.
DYNAMICS OF BRAIN CONTINUOUS POTENTIAL IN SEAMEN DURING VOYAGES OF DIFFERENT DURATION
I. L. Myznikov, *F. А. Shcherbina
Medical Service Vidyaevo Base
of the Northern Navy, settlement Vidyaevo
* State Teachers’ Training University, Murmansk
The laws have been studied of changes of brain continuous potential in seamen during long voyages (fishing, transportation and scientific-research) in different areas of the World ocean.
It has been established that in voyages of different duration (75, 120, 157 days), individual strategies in formation of adaptive physiological reactions appear in seamen. In those seamen that are in the voyage for a maximum period, there are formed conditions of disadaptation according to a type of functional refraction. The basis of it is lowering of lability of space-time function organization what provides for optimum interaction with factors of the outer environment.
Key words: marine medicine, physiological adaptation, brain continuous potential, long voyage.
