CC BY
2
Гигиена детей и подростков
О КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 1996 УДК 616-053.67-02:612.014.4.063
П. И. Гуменер, Л. М. Сухарева, П. В. Дружинин ГИГИЕНИЧЕСКОЕ РЕГЛАМЕНТИРОВАНИЕ ЭРГОТЕРМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОРГАНИЗМ ПОДРОСТКОВ НА ОСНОВЕ БИОУПРАВЛЕНИЯ ОБОГРЕВОМ
ВНИИ гигиены и профилактики заболеваний детей, подростков и молодежи ГК.СЭН РФ, Москва
Проблемы, возникающие при гигиеническом регламентировании эрготермического воздействия на подростков, обусловлены 2 обстоятельствами: 1) возрастными различиями развития физиологических систем подростков, выявляющимися как в возрастном, так и в индивидуальном разрезе [14—16], и 2) особенностями терморегуляции и регуляции обеспечения мышечной работы, обнаруживаемыми в процессе адаптации к эрготермической нагрузке [4, 5].
Эти обстоятельства свидетельствуют о целесообразности поисков таких путей регламентирования эрготермической нагрузки у подростков, которые бы обеспечили надежный учет индивидуальных характеристик системы подросток — эрготермическая нагрузка и тем самым повысили эффективность гигиенических исследований по сравнению с традиционной характеристикой системы группа подростков — эрготермическая нагрузка. Для осуществления такого подхода мы считали возможным привлечь методы биоуправления нагрузкой, направленные непосредственно на характеристику индивидуальных механизмов саморегуляции организма в условиях тепловой и физической нагрузок. Биоуправление эрготермической нагрузкой создает возможность организму подростка обеспечить "удержание" нагрузки в пределах гигиенически значимого состояния, принятого за основу нормирования. В качестве гигиенически значимых состояний были приняты такие состояния организма, которые соответствуют оптимальным или допустимым условиям воздействия. Получая при таком регламентировании "профиль" длительности и интенсивности нагрузки в пределах данного состояния (например, соответствующего допустимой нафузке), мы можем делать гигиенически важные заключения.
Для определения интенсивности допустимой нагрузки и оптимального режима ее воздействия биоуправление ограничивает постепенно (но дискретно) нарастающее воздействие нагрузок. При эрготермическом воздействии возможно биоуправление тепловой нагрузкой, физической нагрузкой и одновременное биоуправление обеими нагрузками. Практические задачи регламентирования труда подростков склонили нас к рассмотрению в первую очередь биоуправления термической нагрузкой.
Основываясь на опыте биоуправления физической нагрузкой и на материалах автоматизированного изучения эрготермической нагрузки, мы предложили следующий подход к гигиеническому регламентированию эрготермической на-
грузки у подростков при помощи биоуправления обогревом.
1. Биоуправление тепловой нагрузкой подростков основывается на автоматизированном диагнозе гигиенически значимого состояния организма подростков.
2. Автоматизированный диагноз гигиенически значимого состояния организма подростков должен основываться на критериях, характеризующих изменение устойчивости при эрготермической нагрузке.
3. Автоматизированный диагноз гигиенически значимого состояния организма подростков должен включать критерии, указывающие на необходимость снижения нагрузки в связи с переходом в другое состояние, а также критерии восстановительного периода, указывающие на возможность возвращения к повышенной нагрузке.
Эти важнейшие для обсуждаемой методики положения могут быть реализованы лишь при использовании соответствующих данных об адаптации подростков к эрготермической нагрузке.
Первое положение требует уточнения понятия "гигиенически значимый диагноз" для подростка в процессе профобучения. Исходя из недопустимости в указанном случае работы до утомления, которое снижает качество обучения и может вызвать ухудшение процессов развития подростка, мы ориентировались на допустимое воздействие, по классификации С. М. Громбаха [3].
Допустимое воздействие может происходить при значительном напряжении организма, сопровождающемся мобилизацией дополнительных регуляторных механизмов [3, 5].
Если гигиеническое регламентирование во втором периоде профобучения должно ориентироваться на допустимые воздействия, то при первом знакомстве с производством следует ограничиться умеренным напряжением, при котором регуляторные механизмы, связанные с эрго-термическим воздействием, не перестраиваются (условная норма по С. М. Громбаху). Таким образом, биоуг.равление при выработке регламентирования эрготермической нагрузкой подростков может ориентироваться на 2 гигиенически значимых состояния.
Центральным вопросом успешного гигиенического регламентирования на основе биоуправления является надежность и адекватность установления диагноза состояния. Диагноз должен базироваться на минимальном количестве информации, должен учитывать возрастные и
индивидуальные особенности адаптации к эрго-гермическому фактору обследуемых подростков и основываться как на статистических, так и динамических характеристиках организма и отдельных физиологических функций.
Для установления диагноза состояния мы базировались на предложенном В. С. Кощеевым и Е. И. Кузнецом [10] модифицированном индексе Крейга. Была использована формула
с(0 = кг длл + к2 • дЛя//?02 + ... + к„ • дл„//?о„, (1)
где С — величина, характеризующая функциональное напряжение организма в момент V, К~1 ... Кп — коэффициенты взвешивания, полученные эмпирически; /?01, /?02 •■• ^о« ~~ информативные физиологические показатели (/г) в момент оптимального состояния при воздействии эрготермической нагрузки; Я,п — разница между информативными физиологическими показателями (п) в текущий момент (!) и /?0.
Чтобы выяснить, какие данные могут быть отнесены к информативным физиологическим показателям при диагностике состояния подростков, мы провели исследования с помощью автоматизированного вычислительного комплекса 18]. В процессе тепловой (радиационный обогрев интенсивностью 1 кал/см2/мин) и физической (работа на велоэргометре с мощностью 50 Вт в течение 55 мин) нагрузок определяли ряд показателей физической и химической терморегуляции, кровообращения и дыхания: температура тела, температура кожи в 6 точках, потоотделение в 6 точках — по данным электрокожного сопротивления (ЭКС), потребление кислорода и выделение углекислого газа с вычислением энергозатрат, частота сердечных сокращений (ЧСС), индекс напряжения (ИН) по Р. М. Баевскому, артериальное давление — систолическое, диасто-лическое и пульсовое, частота дыхания.
При использовании нашей модельной нагрузки (близкой к встречаемой во многих производственных условиях) наиболее выраженные сдвиги отмечались в приросте потоотделения, потреблении кислорода и увеличении энергозатрат — они оказались статистически достоверными (рис. 1). Проведенный анализ показал, что более информативна динамика процессов по сравнению со средними физиологическими показателями на протяжении отдельных нагрузок. Оценивая увеличение показателей в течение каждой 10-минутной нагрузки, мы отметили уменьше-
л/мин
2/7
1,0
I/O
мкал дт
4,о
2,0
1/кОм
орз 0,02 0,01
ЭКП
—О— —О
СвТ
3S 34 33
зг
уд/мин
но
ЧСС
—о— —о
"£] 108
Ю6
Ю4
m
-о-
—о
/60 150 МО 130 I20
ИН
Рис. 1. Динамика физиологических показателей по ходу эрготермической часовой нагрузки подростков (по средним величинам за нагрузку).
УО — потребление кислорода; ЭТ— :жсрготраты; ЭКП — элсктрокожная проводимость; СВТ кожи — средневзвешенная температур:! кожи; ЧСС — частота сердечных сокращении; ИН — индекс напряжения; I, 7,3, -4 — порядковый номер нагрузки; р — уровень значимости: о - - р > 0,05; * — р < 0,05; "—/><0,01
ние экономичности физиологических процессов не только в потоотделении и энерготратах, но и в показателях ЧСС и ИН, а также в температуре кожи голени (см. таблицу). Изменения некоторых показателей наблюдались уже при 3-й нагрузке (средневзвешенное потоотделение, потоотделение и температура кожи голени, потребление кислорода).
Полученные данные об информативности повышения потоотделения и ЧСС при установлении диагноза состояния организма подростков в условиях эрготермической нагрузки совпадают с результатами ряда авторов [1, 9, 10, 13, 17], изучавших эту информативность у взрослых. Снижение экономичности энерготрат является показателем начала перегрева организма по линии системы терморегуляции fil] и показателем развивающегося утомления по линии регуляции мышечной работы [2]. Информативность ИН обнаружена при эрготермической нагрузке [12].
Снижение экономичности физиологических функций по ходу часовой эрготермической нагрузки
Прирост показателей в конце лампой нагрузки по сравнению с приростом в предыдущей
Физиологические показатели (разница) при 2-й нагрузке при 3-й иг. грузке при 4-й нагрузке
ЛЧ-Î Р X + s Р X + s Р
Потребление кислорода, л/мин Энерготраты, ккал/мин Средневзвешенное потоотделение, по ЭКС в кОм Температура кожи голени, °С Потоотделение голени, по ЭКС в кОм ЧСС в минуту ИН по Р. М. Баевскому 0,11 ± 0,05 0,25 ±0,11 -17,9 ± 9,6 0,73 ± 0,21 -33,9 ± 120 1,48 ± 1,9 17,2 ± 12,8 >0,05 >0,05 >0,05 <0,01 <0,05 >0,05 >0,05 0,17 ± 0,06 0,24 ± 0,13 -42,5 ± 9,6 1,78 ± 0,45 -59,5 ± 160 5,5 ± 2,0 23,4 ± 14,0 <0,05 >0,05 <0,01 <0,01 <0,01 <0,05 >0,05 0,23 ± 0,07 0,40 ± 0,10 -48,8 ± 107 2,38 ± 0,68 -84,4 ± 249 8,0 ± 2,1 68,8 ± 19,6 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01
Рис. 2. Количественная оценка изменений состояния организма подростка Т7 [С(,)1 — Щр, g, г) — с хорошей (А), плохой (Б) тепловой устойчивостью, с биоуправлением (В).
По оси абсцисс: 1, 2. 3, 4 — порядковый номер нагрузки.
Следует отметить информативность повышения температуры кожи в области голени, что, вероятно, связано с усилением кровообращения в зоне активности работающих мышц.
Гигиеническое регламентирование может быть направлено: 1) на установление оптимальной и допустимой интенсивности эрготермиче-ского воздействия и 2) на установление временных нормативов и режима воздействия.
При первой группе задач исследование проводится в условиях нарастающей интенсивности эрготермического воздействия.
Для обеспечения надежности гигиенического регламентирования тестирование проводится 2— 3 раза.
Для установления временных нормативов исследование осуществляется при фиксированной интенсивности обогрева. Эта схема исследований может быть использована и при регламентировании режима эрготермической нагрузки.
Алгоритм биоуправления эрготермической нагрузкой проводится:
1. Путем определения величины воздействия \У{р, g, () в зоне линейной характеристики данной функции (где р — величина физической нагрузки, g — величина обогрева, / — время воздействия) для последующего определения степени линейности. Степень отклонения от линейной зависимости регуляции функций при воздействиях физических нагрузок и микроклимата использована ранее для характеристики состояния организма [2, 6, 7].
2. Путем определения характеристики функционального состояния организма С(/), тестируемого в отрезке времени и сравниваемого с Щр, g, 0, по формуле
лаю - Щр, g, 0 < еь
(2)
где е| — пороговая величина рассогласования должной и заданной величин.
3. При несоответствии неравенству (формула 2) нагрузка снижается до начальной, причем управление происходит при условиях
Г{С(!)] - Щр, g) > г2>
(3)
где е2 — пороговая величина, определяющая переход к управлению по формуле (2).
4. При нарушении неравенства (формула 3) происходит возврат к п. 2 алгоритма.
В соответствии с нашими данными об информативности физиологических показателей при диагностике допустимого состояния при эрготермической нагрузке была использована формула
С( о = 10%ДЛ„/ЛО1 + \0%АЯа/Яо-> + 20%4Л,з/Лоз + + 15%ДЛ/4/Ло4 + 15%ДЛй/% + 15%ДЛ16/Л06 +
+ 15%ДЛ,7/Л07.
(4)
где Я{ — потребление кислорода; Я2 ~ энерготраты; 7?з — средневзвешенное потоотделение (по ЭКС); /?4 — температура кожи голени; Я5 — потоотделение на голени; — ЧСС; — ИН по Р. М. Баевскому. Коэффициенты, отражающие вес показателей физической терморегуляции (/?3, /?4, Л5), составляют суммарно 50%, химической терморегуляции (Яь /?2) — 20%, регуляции сердечной деятельности (Л^, У?7) — 30%. Эти весовые коэффициенты соответствуют экспериментальным данным, анализ которых показал, что у подростков с низкой тепловой устойчивостью ускорение прироста С(/) начиналось уже после 2-й нагрузки и превышало £1; а при хорошей устойчивости С(/) не достигало уровня е2 (рис. 2). Большие различия адаптации подростков к эрготермической нагрузке свидетельствуют о перспективности гигиенического регламентирования с использованием биоуправления обогревом, так как при этом индивидуальные возможности определяются на основе учета саморегуляции организма.
Полученные данные позволяют уточнить пути гигиенического регламентирования эрготермической нагрузки у подростков на основе использования биоуправления. Выявлено, что информативность показателей отличается от принятой у взрослых. В частности, напряжение организма у подростков не сопровождается существенными изменениями температуры кожи, обычно используемыми при диагностике теплового состояния у взрослых [10].
Предметом дальнейших исследований будет уточнение возрастных особенностей подростков при эрготермической нагрузке на основе учета саморегуляции организма, достигаемого путем биоуправления.
Л итература
1. Баевский Р. М. Физиологические изменения в космосе и проблемы их автоматизации. — М., 1970.
2. Виноградов М. И. Физиология трудовых процессов. М., 1966.
3. Громбах С. М. // Охрана здоровья детей. — М., 1979. — Вып. 7. - С. 166-186.
4. Гуменер П. И. Изучение терморегуляции в гигиене и физиологии труда. — М., 1962.
5. Гуменер П. И. // Гигиенические аспекты охраны здоровья детей и подростков. — М., 1984. — С. 197—198.
6. Гуменер П. И., Молчанова С. С., Новосельцев В. Н. // Биофизика. - 1977. - Т. 22, № 4. - С. 751.
7. Гуменер П. И., Сухарева Л. М., Дружинин П. В. // Гиг. и сан. - 1991. - № 5. - С. 47-50.
8. Дружинин П. В. Гигиеническая оценка комплексного воздействия теплового фактора и физической нагрузки на организм подростков: Автореф. дис. ... канд. наук. — М., 1986.
9. Кандрор И. С. // Физиология терморегуляции. — Л., 1984. - С. 139-188.
10. Кощеев В. С., Кузнец Е. И. Физиология и гигиена индивидуальной защиты человека в условиях высоких температур. — М., 1986.
11. Маршак М. Е. Метеорологический фактор в гигиене труда. - М., 1931.
12. Райхман С. П., Римская Л. М. Некоторые закономерности формирования функционального состояния человека при выполнении физической работы в условиях перегрева человека. — М., 1982. — С. 151 — 153.
13. Слоним А. Д. Животная теплота и ее регуляция в организме млекопитающих. — Л., 1952.
14. Сухарева Л. М. // Гигиена детей и подросткоз — важнейшее звено профилактической медицины. — М., 1989. - Ч. 1. - С. 74-86.
15. Сухарева Л. М., Краморепко И. Б. // Функциональные адаптационные возможности детей и подростков. — М.,
1974. - С. 50-53.
16. Сухарева Л. М., Краморепко И. Б. // Производственные факторы и чувствительность к ним подростков. — М.,
1975. - С. 7-35.
17. Windham С. Н., Slridom N. В., Vjrrison J. F. et al..// J. appl. Physiol. - 1965. - Vol. 20, N 1. - P. 37-45.
Поступила 07.02.95
Summary. The paper recommends biological control via ergo-thermal exposure to increase hygienic quality regulation in this sphere, presents an algorithm of biological control and diagnosis, and shows specific features of the diagnostic algorithm for the warm-blooded organisms.
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 1995 УДК 613.954:572.51
В. Р. Кучма, Т. ¡0. Вишневецкая, А. Г. Платонова ФИЗИЧЕСКОЕ РАЗВИТИЕ, СОСТОЯНИЕ ЗДОРОВЬЯ И "ШКОЛЬНАЯ ЗРЕЛОСТЬ" ДЕТЕЙ 6-ЛЕТНЕГО ВОЗРАСТА (ПО МАТЕРИАЛАМ ШАТУРЫ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ)
ММА им. И. М. Сеченова
В современных условиях интенсификации обучения детей профилактика заболеваний детского населения чрезвычайно актуальна. Интегральным показателем результативности профилактических мероприятий и основанием для дальнейших оздоровительных программ служит состояние здоровья, в том числе и психического [9].
Отмечается тенденция к ухудшению состояния психического здоровья: число школьников абсолютно здоровых психически снижается с 30% в 1-м классе до 16% в 9-м [10]. Это диктует необходимость ранней оценки состояния здоровья ребенка, включая и физическое развитие, как до поступления в школу, так и на переломных этапах обучения (1, 4, 7, 11-й классы). Особенно это важно в отношении хронически больных детей, детей с пороками развития и наследственными заболеваниями — таких ежегодно рождается около 60 тыс. [8].
По данным Р. Р. Шиляева и соавт., в последние годы отмечается тенденция к росту числа детей, выделенных с рождения во II (50—70%) и III группы здорозья (до 40%) [11]. Л. А. Жданова отмечает, что у этих детей поломка адаптивных механизмов при поступлении в школу с возрастом не компенсируется, а усугубляется [4].
Мы изучили состояние здоровья детей и степень их морфофункциональной готовности к систематической умственной деятельности в условиях школы. Обследовано 223 ребенка, посещающих старшие группы детских садов Шатуры Московской обл. Состояние соматического здоровья детей оценивали путем выкопировки данных из медицинской документации с верификацией их результатами собственного медицинского осмотра. Анализ представлен в табл. 1.
Группу абсолютно здоровых детей — I группа здоровья составили 17,5% обследованных (8,5% мальчиков и 9,0% девочек), II группу — 37,7% (18,4% мальчиков и 19,3% девочек). У детей II группы здоровья, как у мальчиков, так и у девочек, отмечалось отставание в биологическом развитии в сочетании с дисгармоничностью мор-
фофункционального состояния из-за снижения функциональных показателей и степени развития морфологических признаков (14—15% в каждой возрастно-половой группе). Среди мальчиков частоболеющими было признано 12,4%, среди девочек — 14,5%. Кроме того, выявлены функциональные шумы сердца у 5% мальчиков и 3,6% девочек. Нарушение опорно-двигательного аппарата (сколиоз I степени) обнаружено у 3 девочек, катар верхних дыхательных путей и заболевание кожи — по 1 случаю в каждой возрастно-половой группе.
III группу здоровья составили 44,8% детей (23,8% мальчиков и 21,0% девочек). У 30% обследованных выявлен множественный и тотальный кариес (им страдают каждый 3-й мальчик и каждая 4-я девочка); дискинезия желчевыводя-щих путей обнаружена у одной девочки; сколиоз II степени — у 5,3% мальчиков и 10,9% девочек. Заболевания кожи (аллергические дерматиты) выявлены у 2,7% обследованных, причем поровну у мальчиков и девочек. Хронические заболевания ЛОР-органов, органов дыхания, нервной системы, заболевание почек и эндокринной системы обнаруживались в единичных случаях в каждой возрастно-половой группе и составили 4,5%. Детей с IV группой здоровья нами не выявлено.
Таблица 1
Состояние здоровья детей 6-летнего возраста Шатуры (1994 г.)
Группа здоровья
Пол 1 II III
абс. % абс. % абс. %
Мальчики
(«= 113) 19 16,8 41 36,3 53 46,9
Девочки
(« = ПО) 20 18,2 43 39,1 47 42,7
Все го...
(п = 223) 39 17,5 84 37,7 100 44,8
