CC BY
33
УДК 577
ЭНДОКРИННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ АДАПТАЦИИ К УЧЕБНОЙ НАГРУЗКЕ У УЧАЩИХСЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ШКОЛ г. ЧЕЛЯБИНСКА
О.А. Новоселова, Е.И. Львовская УралГУФК, г. Челябинск
Проведен анализ фонового уровня экскреции катехоламинов у учащихся 1-х, 5-х, 11-х классов, выполняющих различный объем нагрузки в процессе физического воспитания. Выявлены возрастные особенности функционального состояния симпатоадреналовой системы (САС) и особенности ее реакции на регулярные физические нагрузки.
Ключевые слова: симпатоадреналовая система (САС), адреналин (А), норадре-налин (НА), катехоламины (КА), учащиеся первых, пятых, одиннадцатых классов, адаптация, двигательная активность.
Актуальность исследования. Низкий уровень здоровья детей школьного возраста помимо социально-экономических факторов обусловлен несоблюдением санитарно-гигиенических норм и правил учебного процесса в школе и дома, требований здорового образа жизни - гиподинамией, несбалансированным питанием, увлечением телевидением и компьютерными играми, вредными привычками и т.п. При поступлении в школу происходит ломка стиля жизни и поведения ребенка, в том числе двигательного стереотипа за счет уменьшения и изменения характера физической активности. Учебная нагрузка заметно превосходит возможности учащихся, а произвольная двигательная активность у школьников составляет менее 20 % от суточной потребности в движении [2]. Таким образом, учащиеся не восполняют в полной мере генетическую потребность в двигательной активности, обеспечивающую структурно-морфологическое и функциональное совершенствование растущего организма.
К одиннадцатому классу ситуация обостряется. Выпускникам четко обозначена цель: успешное окончание школы и дальнейшее поступление в вуз. По данным анкетного опроса, для достижения этой цели многие ученики достаточно резко изменяют свой привычный образ жизни: прекращаются занятия в спортивных секциях и кружках, сокращается время прогулок, но увеличивается время, затрачиваемое на приготовление домашних заданий и дополнительных занятий.
По данным РАМН РФ здоровыми в настоящее время могут считаться только 10 % выпускников школ, 50 % имеют морфофункциональные отклонения, 40 % — хроническую патологию. Это усугубляется тем, что учащиеся находятся в состоянии стресса из-за высоких учебных и психических нагрузок, связанных с подготовкой к выпускным и последующим вступительным экзаменам [4].
Улучшить адаптацию школьников к учебной и психической нагрузке и сохранить их здоровье можно с помощью продуманного построения процесса физического воспитания. Приспособление организма к меняющимся условиям существования, в том числе к началу обучения в школе, осуществляется при участии систем нейро-гумо-рально-гормональной регуляции, в частности, симпатоадреналовой системы [1, 9]. Повышение деятельности симпато-адреналовой системы и мобилизация катехоламинов при адаптации к стрессу непосредственно связаны с активацией энергетических механизмов и обменных процессов, приводящих к увеличению работоспособности мышц. При этом адреналин приводит к быстрой мобилизации энергетических возможностей организма, необходимых при кратковременных и интенсивных физических нагрузках, а норадреналин поддерживает энергетику организма при длительных нагрузках [8]. Гипофизарно-надпочечниковая система занимает ключевое положение в механизме перехода срочных адаптивных реакций в полноценное развитие долговременной адаптации, так как кортикостероиды не только мобилизуют пластические функции организма, то и предупреждают излишние тканевые реакции на стресс путем временного угнетения синтеза гормонов [7]. Во многих исследованиях показана взаимосвязь между активностью САС и выполняемой физической нагрузкой [1,3].
Вместе с тем, чрезмерная активация симпатоадреналовой системы является и фактором риска, что обусловлено вызываемой под влиянием катехоламинов чрезмерной активацией ПОЛ в мембранах клеток скелетных мышц, миокарда и других тканей [6].
Таким образом, анализ фонового уровня экскреции катехоламинов у детей с различным уровнем двигательной активности на разных этапах
обучения в школе может помочь в дальнейшей разработке программ физического воспитания, учитывающих характер, объем и интенсивность нагрузки, которые способствуют развитию ребенка и содействуют процессу адаптации к учебной деятельности. Это определило специфику нашего исследования, целью которого является изучение функционального состояния САС и особенностей ее реакции на регулярные физические нагрузки
Методы и организация исследования. Тестирование учащихся проводилось в 3 этапа: I этап -октябрь, II этап - декабрь, III этап - май. В обследовании приняли участие ученики первых (0, пятых (5) и одиннадцатых (ц) классов г. Челябинска с разным уровнем двигательной активности, в количестве 405 человек. Учащиеся школы № 23 (Г1Ь п = 58; Г45, п = 65; Г71Ь п = 55) в полном объеме осваивали материал Комплексной программы физического воспитания. В общеобразовательной школе при музыкальном институте (Г2Ь п = 24; Г55, п = 26; Г8ц, п = 30) некоторые разделы программы (например, лыжная подготовка, баскетбол) приходилось частично или полностью заменять, в зависимости от избранной музыкальной специализации ребенка. Объем двигательной активности у этих детей был несколько ниже, чем в других школах. В школе № 30 (ГЗЬ п = 45) и № 63 (Г65, п = 50; Г9„, п = 52) занимались по экспериментальной методике физического воспитания, учитывая возрастные и индивидуальные особенности детей.
Активность симпатоадреналовой системы оценивали по уровню экскреции катехоламинов с мочой. Моча для анализа собиралась в октябре и мае, в утренние часы. Определение адреналина и норадреналина осуществляли флюориметрическим методом по Э.Ш. Матлиной [5] в порционной моче, при этом фиксировали количество мочи и время, за которое она собрана.
Результаты исследования. Между первоклассниками разных школ на I этапе обследования не было различий по экскреции А, НА в моче и отношения НА/А. Но в течение учебного года их значения изменились (табл. 1). Высокий уровень
экскреции катехоламинов, зафиксированный в начале октября, к концу второй четверти немного снижается во всех исследуемых группах учащихся. Значение отношения НА/А при этом возрастает: в Г1! - на 13,5 %, в Г2! - на 3,7 %, а в ГЗ] - на 12,6 %. В конце учебного года мы обнаружили, что в Г1 х и Г2] показатели экскреции А и НА по-
высились по сравнению со II этапом обследования, но их значения не превышают исходного уровня. В этих же группах отмечается небольшое снижение отношения НА/А на III этапе обследования (около 4-5 %). В ГЗ1 продолжилась тенденция к снижению экскреции катехоламинов и росту индекса НА/А (Р > 0,05).
Таким образом, хотя экскреция катехоламинов в покое у детей с пониженной двигательной активностью (Г2[) удерживалась на более высоком уровне в течение всего учебного года, существенные различия были выявлены только по двум показателям: количество А на III этапе исследования в ЭГ было на 22,2 % ниже, а отношение НА/А на 20 % выше, чем в Г2] (Р < 0,05). Между П1 и Г3| а также П1 и Г2| достоверных расличий не обнаружено.
Снижение экскреции катехоламинов к концу учебного года в ГЗ! может свидетельствовать об умеренной активности САС (ее устойчивости), а также выступать одним из критериев адаптации к учебной деятельности.
В начале учебного года показатели экскреции катехоламинов и отношения НА/А у пятиклассников всех обследуемых школ были на одном уровне, но в течение учебного года они разнонаправле-но изменялись (табл. 2).
К концу 2-й четверти экскреция А в обеих контрольных группах незначительно увеличивается, а в Г65 - снижается. Количество НА в моче возрастает только в Г55, а в Г45 и Г65 - понижается. Значение индекса НА/А в обеих контрольных группах немного уменьшается, а в Г65 - остается таким, же, как в начале года. Следует отметить, что на этом этапе ни одно из произошедших изменений показателей не достигает достоверной значимости.
На III этапе в Г45 и Г65 мы наблюдали понижение экскреции катехоламинов. В Г55 количество НА в исследуемой моче уменьшается до исходного уровня, а содержание А незначительно возрастает и по сравнению с I этапом разница составляет 16,3 %. Отношение НА/А в Г55 продолжает понижаться. В Г65 и Г45 напротив отношение НА/А
повышается и в Г65 даже немного превышает его исходное значение.
На третьем этапе мы можем говорить о значимой разнице в экскреции А между Г65 и Г55 (Р < 0,05). Между показателями экскреции катехоламинов в Г45 и Г65, а также между обеими контрольными группами - достоверных различий нет.
Таблица 1
Экскреция катехоламинов с мочой (нг/мин) у учащихся 1-х классов
Этап Г1 х (п = 58) (школа№23) Г2] (п = 24) (муз. школа) ГЗі (п = 45) (школа № 30)
А НА НА/А А НА НА/А А НА НА/А
I 3,52 ±0,28 7,78 ±0,66 2,22 ±0,20 3,71 ±0,45 8,03 ±0,75 2,16 ±0,15 3,58 ± 0,36 8,01 ± 0,58 2,22 ±0,09
II 2,89 ±0,33 7,32 ±0,80 2,52 ±0,17 3,30 ±0,37 7,39 ±0,86 2,24 ±0,09 3,02 ±0,28 7,48± 0,61 2,50 ±0,11
III 3,13 ±0,54 7,40 ±0,64 2,39 ±0,12 3,59 ±0,22 7,71 ±0,74 2,14 ±0,18 2,79 ±0,19 722 ±0,87 2,57 ±0,07
Интегративная физиология
Таблица 2
Экскреция катехоламинов с мочой (нг/мин) у учащихся 5-х классов на различных этапах исследования
Этап Г45 (п = 65) (школа № 23) Г2[ (п = 26) (муз. школа) Г65 (п = 50) (школа № 63)
А НА НА/А А НА НА/А А НА НА/А
I 5,13 ±0,37 9,89 ±1,05 1,94 ±0,32 4,92 ±0,53 9,83 ± 0,79 2,00 ±0,07 5,19 ±0,25 9,84 ±0,58 1,88 ±0,11
П 5,54 ±0,41 9,47 ±0,62 1,72 + 0,24 5,51 ± 0,44 10,72 ±1,06 1,94 ±0,22 5,02 ±0,53 9,42 ±0,61 1,88 ±0,09
Ш 5,02 ±0,27 9,01 ±0,49 1,80 ±0,08 5,69 + 0,61 9,67 ±0,92 1,70 ±0,30 4,59 ± 0,29 8,88 ±0,87 1,93 ±0,15
Таблица 3
Экскреция катехоламинов с мочой (нг/мин) у учащихся 11-х классов на различных этапах исследования
Этап Г7 п (п = 55) (школа № 23) Г2[ (п = 30) (муз. школа) Г65 (п = 52) (школа № 63)
А НА НА/А А НА НА/А А НА НА/А
I 5,70 ±0,43 10,03 ± 0,24 1,75 ±0,06 5,79 ±0,51 10,44 ±0,62 1,79 ±0,08 5,52 ±0,13 9,92 ±0,32 1,80 ±0,05
П 6,04 ±0,38 10,49 ±0,46 1,75 + 0,09 6,92 ±0,46 11,05± 0,76 1,59 ±0,09 6,09 ±0,54 10,71 ±0,61 1,75 ±0,07
Ш 5,28 ± 0,27 8,84 ±0,95 1,66 ±0,08 5,21 ±0,77 7,93± 0,99 1,52 ±0,11 5,68 ± 0,29 10,34 ±0,85 1,81 ±0,06
В начале учебного года у всех обследуемых одиннадцатиклассников экскреция катехоламинов в покое была приблизительно одинаковая (табл. 3). Хотя количество катехоламинов в моче учащихся Г9И было несколько ниже, достоверных различий по сравнению с данными других групп не выявлено.
К концу 2-й четверти экскреция А и НА во всех группах несущественно повышается, только в Г8ц прирост количества А составил 19 % (Р < 0,05). Но сравнивая показатели экскреции А и НА между группами на II этапе, мы не обнаружили между ними достоверных различий. Отношение НА/А в Г7ц сохраняется на прежнем уровне, а в Г8ц и Г9ц - незначительно снижается.
К концу учебного года наблюдается снижение экскреции катехоламинов с мочой у выпускников общеобразовательных школ. Наиболее выражено понижение содержания А и НА в моче у учеников школы при музыкальном институте (на 24,7 % и 29,2 % соответственно). Следует отметить, что в обеих контрольных группах показатели экскреции катехоламинов в конце учебного года ниже, чем были на I этапе обследования, при этом в Г8ц изменения достигают достоверности (Р < 0,05). Снижение экскреции А и НА по сравнению со вторым этапом обследования в Г9П незначительно, их значения остаются на 3,5^1 % выше, чем исходные. На III этапе обследования значение катехоламино-вого индекса продолжает снижаться в контрольных группах и увеличивается у учащихся с более высоким уровнем двигательной активности, но статистической значимости эти изменения не достигают.
На III этапе тестирования обнаружены достоверные отличия в экскреции НА между Г9П и обеими контрольными группами и по значению катехоламинового индекса между Г8ц и Г9ц-
Выводы
1. Высокое содержание катехоламинов в моче у учащихся первых и пятых классов, выявленное на I этапе обследования, по-видимому, свидетель-
ствует о напряжении механизмов адаптации, спровоцированных началом или переходом на новую ступень школьного обучения, и проявляется в повышении активности САС.
2. В течение учебного года у перво- и пятиклассников, получающих достаточную физическую нагрузку, экскреция катехоламинов несколько снижается, что может свидетельствовать об умеренной активности (устойчивости) САС, а также выступать одним из адаптационных критериев школьного стресса. У детей с пониженной двигательной активностью (КГ2) весь год, экскреция катехоламинов в покое удерживалась на более высоком уровне.
3. У пятиклассников показатели экскреции катехоламинов выше, чем у учащихся 1-х классов. Это подтверждает тот факт, что по мере приближения к пубертатному периоду активность САС возрастает.
4. Уменьшение в контрольных группах учащихся 11-х классов к концу учебного года количества КА в моче и катехоламинового индекса, по видимому, свидетельствует об утомлении учащихся, сопровождающемся снижением активности САС.
5. Стабильная величина коэффициента НА/А (1,80-1,81), относительное постоянство экскреции А и НА у выпускников школы № 63, свидетельствуют об устойчивом функциональном состоянии САС на всех этапах обследования у учащихся, занимающихся на протяжении нескольких лет по экспериментальной методике, с повышенной физической нагрузкой.
Литература
1. Адаптация организма учащихся к учебной и физической нагрузкам / под ред. А.Г. Хрипковой, М.В. Антроповой. — М.: Педагогика, 1982. — С. 108-132.
2. Гришин, А.В. Результаты мониторинга физического здоровья детей 7—17 лет в Уральском федеральном округе: (результаты 2002—2003 гг.) /
А.В. Гришин, Д.С. Речапов//Физическая культура: воспитание, образование, тренировка. — 2005. — № 4. - С. 13-15.
3. Држевецкая, И.А. Эндокринная система растущего организма / И.А. Држевецкая. — М.: Высшая школа, 1987. -448 с.
4. Комков, А.Г. Социологические основы здорового образа жизни и физической активности детей школьного возраста /А.Г Комков, Л.И. Лу-бышева // Физическая культура: воспитание, образование, тренировка. - 2003. -№ 1.-С. 40-46.
5. Матлина, Э.111. Метод определения адреналина, норадреналина, дофамина и ДОФА в одной порции мочи / Э.Ш. Матлина, З.М. Киселёва, И.Э. Софиева //Методы исследования некоторых гормонов и медиаторов. -М., 1965. — С. 25-32.
6.Меерсон, Ф.З. Адаптация к стрессорным ситуациям и физическим нагрузкам / Ф.З. Меер-сон, М.Г Пшенникова. -М.: Медицина, 1988. -256 с.
7. Нейроэндокринная организация механизма долговременной адаптации жителей северо-восто-ка России / А.Б. Пирогов // Физиология человека. -1993. - Т. 19, № 2. - С. 149-153.
8. Розен, Б.В. Основы эндокринологии: учеб. пособие / Б.В. Розен. - 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Высшая школа, 1984. —336 с.
9. Ситдиков, Ф.Г. Функциональное состояние симпато-адреналовой системы и особенности вегетативной регуляции сердечного ритма у младших школьников / Ф.Г. Ситдиков, М.В. Шайхелис-манова, А.А Ситдикова // Физиология человека. -2006. - Т. 32, № 6. - С. 22-27.
Поступила в редакцию 4 февраля 2009 г.
