CC BY
10
УДК в 12.172.2-06: б 12.в25.8-053.6
М. И. Степанова
ГИСТОГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЯ СЕРДЕЧНОГО РИТМА У УЧАЩИХСЯ СТАРШИХ КЛАССОВ ПОД ВЛИЯНИЕМ УЧЕБНОЙ НАГРУЗКИ
Институт гигиены детей и подростков Минздрава СССР, Москва
Большинство работ по вопросам гигиены обучения посвящено изучению организации режима учебных занятий. Однако интенсификация обучения, наметившаяся в последние годы, вызывает необходимость гигиенической регламентации самой нагрузки в рамках урока (С. М. Громбах).
Оптимизация учебного процесса в средней школе с гигиенических позиций предполагает получение информации о состоянии организма школьника непосредственно на уроках. В связи с этим все больше гигиенических работ посвящено изучению непосредственного влияния- учебной нагрузки во время урока (как основной структурной единицы учебного процесса) на функциональное состояние учеников (Ц. Л. Усищева; Е. К. Глушкова и Л. В. Зеремкович; В. И. Агарков; А. М. Еремеев).
Одним из показателей, доступных для регистрации в процессе учебных занятий и в то же время не нарушающих их течения, является частота сердечных сокращений (ЧСС). Ритм сердца — весьма чувствительный параметр гемодинамики. Он связан с рядом других функций и потому может применяться как интегральный показатель состояния организма в процессе деятельности (Р. М. Баев-ский; Ю. М. Пратусевич и соавт.). Информативность кардиоритма сделала его традиционным критерием при изучении влияния на организм человека разного рода нагрузок. Данные литературы о динамике ЧСС при умственной работе различны. Одни авторы отмечали повышение ЧСС во время умственной работы, другие — ее снижение. Такая противоречивость связана, вероятно, с различиями в ситуационных условиях и контингентах исследуемых.
Цель данной работы заключалась в изучении влияния на организм учащихся различных уроков математики 1. Под наблюдением находились -учащиеся 9-х классов, занимающиеся по общеобразовательной программе и с углубленным изучением математики. Математика, как известно, является одним из наиболее трудных для понимания и усвоения учебных предметов. В нашем исследовании ЧСС с помощью дистанционной записи регистрировали у одного из учеников на протяжении всего урока. Параллельно с этим вели дневник урока и подробный хронометраж деятельности данного ученика. Особенность самого анализа ЧСС в нашем исследовании заключалась в том, что, помимо
1 Работа выполнена под руководством канд. мед. наук Ц. Л. Уснщевой.
вычисления средних ее показателей, использоваи один из методов' математического анализа сердечного ритма — гистографический. Впервые с этой же целью гистографический метод применен Р. М. Баевским и К. И. Жуковым в 1964 г. для изучения функционального состояния космонавтов. Р. М. Баевским предложена концепция о двух-контурной модели регуляции ритма сердца, состоящей из центрального и автономного контуров. Последний включает систему синусового узла, а центральный представлен корково-подкорковы-ми связями, которые опосредуют влияние внешних факторов на ритм сердца. Состояние автономной регуляции в этой методике характеризуют три параметра: мода (Мо) — наиболее часто встречающаяся величина кардиоинтервала, амплитуда моды (АМо) — число интервалов, соответствующих моде, в процентах от общего количества кардноинтер-валов исследуемого ряда и вариационный размах (ДХ) — разность между максимальным и минимальным кардиоинтервалами. При этом степень ' централизации управления кардиоритмом можно, по мнению автора, определить по соотношению активности симпатического и парасимпатического ( 'отделов вегетативной нервной системы, чему соответствует определенное соотношение амплитуды и разброса величин кардиоинтервалов. Уменьшение величины АМо/АХ указывает на усиление роли авторегуляции, рост этого соотношения отражает централизацию процесса регуляции. Степень напряжения регуляторных механизмов характеризует индекс напряжения (ИН):
В нашем исследовании для построения гисто-графических кривых отбирали массивы в 100 последовательных кардиоинтервалов. Эти массивы соответствуют выполнению учениками основных элементов учебной деятельности. К основным видам деятельности учеников на уроках математики отнесены следующие: слушает объяснение учителя или ответы учеников, решает, думает, отвечает. Следует отметить, что учащиеся пролифилирован-ного математического класса изучали новый для них предмет — математический анализ, которому свойственны сложные и трудные для понимания логические построения.
Изложим полученные нами данные. Один из испытуемых (Е.) успешно справляется с программой профилированного математического класса. На
Рис. 1. Гистограммы испытуемого Е. на
разных уроках математики. а — урок алгебры (/ — подпил руку, желая отвечать, 2 — думает. 3 — слушает объяснение нового материала. < - ИН); 6 — урок математического анализа (/ — слушает объяснения нового материала; 2 — думает, 3 — решает, 4 — ИН); « — урок математического анализа (/ — слушает ответы учащихся, 2 — отвечает. Л —ИН).
Мб 0.52 0.59 0£5 072 076 0.59 0.65 О 72 019 0.46 0.52 0.59 065 0.72 0.78 0.85 0.91 С
рис. 1 представлены его гистографнческне кривые на уроках математики, соответствующие различным видам деятельности. Так, на уроке алгебры, большая часть которого была посвящена закреплению пройденного материала, гистограммы имеют форму, характерную для выполнения спокойной умственной работы, и расположены преимущественно в интервалах 0,52—0,72 с (АМо=35—44%, ДХ=0,20—0,32 с) (рис. 1, а). На уроке математического анализа, наиболее сложном для восприятия и, следовательно, требующем большего внимания, гистограммы имеют другой вид (рис. 1, б). Они характеризуются узким основанием и заост-Г р'енной вершиной, смещены в сторону более коротких кардиоинтервалов (АМо=59—76%, АХ= =0,13—0,20 с). Такой характер гистографическнх кривых отражает большую стабильность кардио-ритма. По данным КаЬЬеек и ЕМета и др., при сосредоточенной умственной работе снижается разброс величин кардиоинтервалов, т. е. уменьшается синусовая аритмия. Стабилизация ритма сердца свидетельствует о большей активности симпатического отдела вегетативной нервной системы, определенном напряжении в системе регуляции кардио-ритма. Это напряжение выражается в увеличении ИН. У испытуемого Е. на уроке математического анализа он оказался более чем в 2 раза выше, чем на уроке алгебры. По данным Р. М. Баевского, возрастание ИН в 1г/г—2 раза соответствует стадии напряжения в регуляции сердечного ритма и подключению корковых механизмов регуляции. Следует отметить, что средняя ЧСС на этих же уроках практически одинакова (84,6 и 87,3 в минуту соответственно). Это не дает возможности выявить различия в степени напряжения механизмов регуляции сердечного ритма.
Совсем иная гистограмма того же ученика на одном из уроков математического анализа, посвященном фронтальному опросу по одной из трудных тем (рис. 1, в). Если во время ответов одноклассников она имеет форму, типичную для обычной умственной деятельности (кривая /), то самому моменту ответа соответствует смещенный влево отрезок кривой 2, отражающий резкое укорочение
кардиоинтервалов (0,39—0,52 с). Затем следует пологий длинный «хвост», который, вероятно, отражает компенсаторное ваготоническое влияние после психоэмоциональной нагрузки, вызванной ответом. Хотя ученик был готов к ответу и отвечал хорошо, однако он заметно волновался.
На рис. 2 представлены гистограммы испытуемого Я. на обычном и контрольном уроках математики. Этот учащийся, хотя и старателен, однако нередко испытавает затруднения при освоении программного материала. Гистограммы во время выполнения им контрольной работы заметно смещены в сторону более коротких кардиоинтервалов и имеЮт вид прямых, отражая резкую стабилизацию кардиоритма. Этому соответствуют высокие показатели АМо (более 70%) и незначительный вариационный размах (АХ=0,13—0,19с). Такой тип кривой характерен для преимущественной и высокой активности симпатического отдела вегетативной нервной системы. Это показывает, что достаточная работоспособность организма автоном- • ной системой синусового узла не обеспечивается. Достижение нормальной работоспособности про-
90 80
30 20 ¡0
■ ИН 1100
- 1000
- 900
- 300
- 200
100
/4
0.59 0.65 0.72 0780.85 0.91
0.59 0.65 с
Рис. 2. Гистограммы испытуемого Я. на разных уроках математики.
а — обычный урок (1 — слушает объяснение нового материала. I — читает условие задачи. 3 — решает задачу. 4 — ИН): б — контрольный урок (/ — думает, 2 — решает, испытывая затруднения, 3 — записывает решение. 4 — ИН).
исходит за счет увеличения централизации управления, вызывая напряжение регуляторных механизмов. ИН у данного испытуемого на контрольном уровне в 3—4 раза больше, чем на обычном. При этом различия средних показателей ЧСС на указанных уроках незначительны (84,3 в минуту на обычном и 86,6 в минуту на контрольном уроке).
Выводы. 1. Гистографический анализ кар-диоритма более четко и наглядно по сравнению со средними показателями ЧСС выявляет степень и характер участия различных механизмов регуляции сердечного ритма при выполнении учащимися основных элементов учебной деятельности, а также особенностей их реакции на различные ситуации во время уроков.
2. Напряженная психоэмоциональная деятельность (контрольная работа, ответ на трудный вопрос учителя, усвоение нового и сложного^ учебного материала), как правило, приводит к уменьшению синусовой аритмии и, следовательно, к стабилизации сердечного ритма и сопровождается
. . I
укорочением кардиоинтервалов, что свидетельствует об увеличении напряжения регуляторных механизмов.
3. Отсутствие четкой шкалы ИН и недостаточная определенность интерпретации гистографиче-ских кривых затрудняют их анализ и оценку.
Литература. Лгаркоо В. И.— Гиг. и сан., 1980
№ 12, с. 18—22. Баевский Р. М,— В кн.: Математические методы анализа
сердечного ритма. М., 1968, с. 9—23. Баевский Р. М. Прогнозирование состояний па грани
нормы и патологии. М., 1979. Глушкова Е. К., Зеремкович Л. В.—Риг. и сан., 1978
№ 4, с. 49—52. Громбах С. М.— В кн.: Гигиена детей и подростков. М
1978, вып. 6, с. 9—23. Еремеев А. М.— Гиг. и сан., 1980, № 12, с. 12—14. Пратусевич Ю. М. и др.— Там же, № 1, с. 40—43. Усищева Ц. Л.— В кн.: Гигиена детей и подростков. М ,
1978, вып. 6, с. 24—34. Kalsbeek J. W„ Ellema J. H.— Ergonomics.- 1963, № 6 p. 306.
Поступила 09-04.81
Обзоры
УДК «14.841.41:691.1751(048.8)
О. К. Зарембо, В. С. Гуменный
НАЗНАЧЕНИЕ АНТИПИРЕНОВ И ИХ БИОЛОГИЧЕСКОЕ
ДЕЙСТВИЕ
ВНИИ гигиены и токсикологии пестицидов, полимерных и пластических масс, Киев
Современный научно-технический прогресс предъявляет все новые требования к синтетическим материалам, в том числе к огнестойкости, что связано с пожаробезопасностью.
С целью придания, огнезащитных свойств полимерным композициям в их рецептуру вводят анти-пирены, которые подразделяются на 2 группы — добавки и реагенты. Антипиренк типа добавок не вступают в химическое взаимодействие со смолой, защищают полимер от деструкции при горении, образуя негорючие газы, разбавляющие пламя. Антипирены типа реагентов химически модифицируют молекулу полимера, придавая ей негорючесть.
Свойства антипиренов присущи многим хлор-, фосфор-, бромсодержащим соединениям и различным их комбинациям (хлор- и фосфорсодержащим, бром- и фосфорсодержащим, хлор-, бром- и с|юс-фюрсодержащим). Наиболее перспективны бром-содержащие соединения, обладающие высокой термостойкостью, эффективностью и широкой областью применения. Их вводят в полиолефины, стиральные смолы, ненасыщенные полиэфиры, по-
лиамиды, поликарбонаты и жесткие пенополиуретаны (В. А. Баранова и соавт.; Л. В. Осипова и А. В. Барабанова; Emmerich).
Антипирены наряду с прочими вспомогательными добавками (пластификаторами, стабилизаторами, красителями и др.), вводимыми в рецептуру полимерных материалов для улучшения их свойств при переработке в изделия, способны мигрировать в различные объекты окружающей среды (воздух, пододежное пространство, воду), вызывать их загрязнение и оказывать тем самым неблагоприятное воздействие на лнц, соприкасающихся с полимерными материалами.
В данном обзоре обобщены имеющиеся в литературе немногочисленные сведения о токсиколого-гигиенических свойствах огнестойких пластмасс и биологическом действии некоторых антипиренов.
К антипиренам-добавкам относятся такие соединения, как декабромдифенилоксид, трис-(2,3-дибромпропил) фосфат, гексабромбензол, хлорированные парафины, трехокись сурьмы. При скармливании крысам на протяжении 2 лет декабром-дифенилоксида по 1,0, 0,1 и 0,01 мг/кг не отме-
