CC BY
6
DETERMINATION OF HEAT DEFICIENCY IN THE HUMAN BODY IN ITS COOLING
R. F. Ajanasieva, S. G. Okuneva
The authors analyse the results of tests performed under conditions of a microclimatic chamber with air temperature of different levels. The finding was that the absolute values of coefficients of «mixing» of the temperatures of skin and body depended on the intensity of cooling and individual peculiarities of the thermoregulating reaction of man. The authors present a formula that makes it possible to determine the coefficient of «mixing» of the tem-peratureof the «periphery» and «center» at any instant of cooling of man and to calculate the heat deficiency of his body.
УДК 612-083.2:872.5
ХАРАКТЕРИСТИКА РЕГУЛЯЦИИ НЕКОТОРЫХ ФУНКЦИЙ ОРГАНИЗМА У ДЕТЕЙ С РАЗНЫМ УРОВНЕМ ФИЗИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ
Канд. мед. наук Д. X. Нусбаум Институт гигиены детей и подростков Министерства здравоохранения СССР, Москва
При научной разработке гигиенических требований к условиям обучения и трудовой деятельности школьников, нормировании учебной, производственной и спортивной нагрузок, а также решении ряда других вопросов гигиены детей и подростков, обязательным условием является учет функциональных возможностей и уровня работоспособности организма различных контингентов детей и подростков. Физиологические возможности и уровень работоспособности в первую очередь определяются характером регуляции функций организма.
Отмечаемый за последние десятилетия процесс акселерации роста и развития современных детей выдвигает ряд новых вопросов по данной проблеме. В частности, неизвестно, как сказывается акселерация или ретардация роста и развития на регуляцию отдельных функций, а следовательно, и работоспособность организма. В связи с этим весьма существенно было определить характер регуляции некоторых функций организма на основе изучения динамики параметров регулирования у детей, «опережающих» (аксе-лерированных) или «отстающих» (ретардированных) в росте и развитии по сравнению со своими сверстниками, имеющими типичные для настоящего времени эти показатели.
При изучении регуляций функций организма был взят разработанный П. И. Гуменером на основе некоторых принципов теории регулирования метод, позволивший путем анализа динамики параметров регулирования оценить функциональное состояние и работоспособность организма школьников в процессе воздействия физической нагрузки.
В данной работе изучали регуляцию физиологических функций сер-дечно-сосудистой и мышечной систем в процессе физической работы. Для характеристики регуляции использовали показатели частоты сердечных сокращений (ЧСС) и электромиограммы «рабочей» икроножной мышцы (ЭМГ).
Для исследования взяты группы детей в возрасте 13—14 лет обоего пола: а) нормального физического развития — группа Н (12 человек), б) ак-селерированные по отношению к группе нормального физического развития — группа А (14 человек) и ретардированные по отношению к этой же группе — группа Р (15 человек). К той или иной группе физического развития детей относили на основании сопоставления со стандартами, разработанными В. Я. Леонтьевым и Л. И. Шевченко, и в соответствии со схемой оценки физического развития В. Г. Властовского с учетом полового развития. Особое внимание при этом уделяли степени полового развития.
Разработанная П. И. Гуменером совместно с инженерами А. К. Зыковым и Н. П. Васильевым установка с использованием специальной ана-
лотовой машины и ряда стандартных приборов позволяла исследовать регуляцию ЧСС и ЭМГ в процессе педалирования на велоэргометре и обеспечивала автоматическую обработку результатов физиологических исследований з? любой промежуток времени. Исследования проводили в лабораторных условиях. Каждому испытуемому предлагали, сидя на велоэргометре, вращать педали с постоянной скоростью (50 об/мин). При этом синусоидально меняли нагрузку (мощность), подаваемую на велоэргометр, что приводило к необходимости в соответствии с запрограммированной синусоидой мощности менять испытуемому усилия, прилагаемые на педали. Таким образом, на «вход» системы подавали синусоидально меняющуюся мсЛцность. На «выходе» системы изменения усилий, прилагаемых на педали велоэрго-метра, приводили к изменению показателей ЧСС и ЭМГ. При синусоидальном воздействии физической нагрузки организм вынужден непрерывно приспосабливаться к изменяющейся нагрузке. Именно такие условия эксперимента являются наиболее целесообразными для лучшего выявления изменений в состоянии организма в процессе работы.
Для изучения регуляции ЧСС и ЭМГ взяты следующие параметры регулирования. Ку — коэффициент усиления, т. е. отношение величины амплитуды колебаний ЧСС и ЭМГ на «выходе» системы к величине амплитуды заданной синусоиды мощности, подаваемой на «вход» системы, ср — фазовый сдвиг — сдвиг во времени синусоиды ЧСС и ЭМГ на «выходе» системы относительно синусоиды заданной мощности на «входе» ее. Уменьшение Ку при одновременном увеличениии ср означает, что организм преодолевает физическую нагрузку при выраженном нарушении регуляции функций организма, что вызывает снижение работоспособности и нарастание утомления. Б — показатель качества регулирования заданного параметра движения, определяется величиной площади, заключенной между заданной кривой мощности работы и кривой регистрируемого процесса. Для удобства эта величина обычно определяется как квадратичная площадь регулирования. Б позволяет количественно сравнить степень регуляции различных функций. Чем больше величина Б, тем качество регулирования хуже; значительное снижение качества сигнализирует о появлении утомления. Ь — величина среднего уровня функции за определенный отрезок работы. При нарушении регуляции отмечается значительное повышение функции, а это значит, что физическая нагрузка преодолевается с большим напряжением и трактуется как показатель утомления.
В наших исследованиях регистрацию параметров ЧСС и ЭМГ проводили за каждый период колебаний (синусоиды), который был равен 40 сек. В конце каждого периода синусоиды включали счетно-решающую установку аналоговой машины для снятия интегративных показателей ЧСС и ЭМГ за данный период.
Учитывая, что у испытуемых был разный уровень физического развития, каждому предлагали индивидуально подобранную нагрузку, сооответствую-щую его физическим возможностям. Для этого определяли максимальную чмощность (Шгаах), с которой данный ребенок мог производить педалирование на велоэргометре не менее 5 сек. со скоростью 50 об/мин; х/4 максимальной мощности являлась «постоянной составляющей» синусоиды мощности1. В соответствии с У4 устанавливали всю синусоиду мощности, пода-
ваемую на велоэргометр.
Оценку функционального состояния организма производили по динамике параметров регулирования (Ку, <р, Э и"Ь) вегетативной и двигательной функций (ЧСС и ЭМГ), анализируемых по всему ходу работы. Анализ пара- • метра регулирования ЧСС и ЭМГ позволил выделить следующие периоды: «до утомления» (Д), «начального» (У^ и «выраженного» (У,) утомления. Особое внимание уделяли периоду утомления. Анализ проводили в соот-
1 Ф. Яндон установлено, что оптимальной для детей 12—17 лет является нагрузка в пределах 1/6—'/3 максимальной.
ветствии с алгоритмами оценки двух фаз утомления. Схема алгоритмов приводится ниже.
Как видно из предложенной схемы, в фазе «начального» утомления (У 1) К у никогда не снижается, а <р может иметь любое направление сдвигов. Параметры Ь и Б либо не изменяются, либо незначительно увеличиваются относительно периода Д. В фазе выраженного утомления (У2) Ку обязательно снижается, а ф увеличивается (т. е. сдвиги Ку и <р имеют противоположное направление), а Ь и Б обязательно нарастают и довольно значительно относительно периода У
Схема алгоритмов
1 Параметры
Фаза утомления КуцсС к»эмг <р в ь
Начальная (Ух) Выраженная (У2) | ИЛИ » \ 1 или » | или » | ( или » 1 | или » \ [ или » 1
Примечание. | — снижение ) „,„,,.„,.„„„ ____________ ,,„
- повышение паРаметР°в относительно
; без изменения ] пеРиода Д"
Переход организма из одного функционального состояния в другое в процессе работы, т. е. границы периодов «до утомления», «начального» и «выраженного» утомления, мы определяли по направлению и величине сдвигов параметров регулирования ЧСС и ЭМГ в их совокупности. Кроме того, при этом учитывали ощущения испытуемых (жалобы на усталость, боль в мышцах, потоотделение и др.), а также их поведение во время педалирования (поза, положение рук на руле и т. д.).
Длительность работы на велоэргометре была установлена 45 мин. В некоторых случаях продолжительность педалирования сокращалась либо из-за отказа от работы, либо из-за технических неполадок.
У детей группы А отмечается наиболее низкая выносливость к продолжительной работе с умеренной мощностью. В среднем за весь период педалирования она равна у детей группы Л 27 мин.""26 сек., группы Р 30 мин. 10 сек. и группы Н 34 мин. 04 сек. Отмечено также, что величина сдвигов Ку и ф при одинаковой продолжительности педалирования несколько меньше у детей группы Н. В результате проведенных исследований установлено, что у детей группы Н, несмотря на то что средняя продолжительность педалирования у них была наибольшей из всех 3 групп, на последнем участке работы (педалирования) наблюдалась лишь фаза У4 (у 11 человек из 12 обследованных; лишь 1 человек дал фазу Уг); у детей группы А отмечается обратное соотношение — у 13 из 14 человек определена также фаза У2, в то время как продолжительность педалирования была наименьшей, и у детей группы Р лишь у 10 из 15 выявлена фаза У2.
При этом необходимо подчеркнуть, что у детей групп А и Р фаза У1 наступает раньшр, чем у детей группы Н: у группы А приблизительно на 18-й мин., Р на 20-й мин. и Н на 28-й мин. У детей группы Н фаза «начального» утомления наступает тогда, когда у детей групп А и Р выявляется уже фаза «выраженного» утомления. Эта фаза в группе А наступает на 22-й мин., а в группе Р — на 24-й мин.
У 3 обследованных групп детей (А, Р и Н) отмечаются различия не только по интенсивности утомления (наличия фазы «начального» или «выраженного» утомления на последнем отрезке работы), времени наступления первой или второй фазы утомления, но и по характеру и величине сдвигов параметров регулирования в той или иной фазе утомления. Так, в фазе «начального» утомления у детей группы А в 7,5% всего числа обследованных, а у детей группы Р в 9,7% случаев отмечается снижение Ку (см. таблицу). Это сви-
детельствует, что физическая нагрузка преодолевается сердечно-сосудистой системой у этих детей со значительным напряжением уже в фазе «начального» утомления. У детей группы Яне отмечается ни одного случая снижения Ку. В фазе «выраженного» утомления дети группы А дают снижение Ку в 31,7% случаев (из всего числа обследованных детей), группы Р — в 24,4%, а группы Я — лишь в 2,4% случаев —I человек (см. таблицу).
Величина квадратичной площади регулирования движения (Б) у группы Л в фазе У, возрастает относительно периода Д на 19,7%, в фазе У2— на 40,8%; у группы Р — соответственно на 10,2 и 25,5%. В группе детей Я величина Б в фазе У ^ увеличивается незначительно — всего на 4,3%; фаза
Распределение детей по направлению сдвигов отдельных параметров ЧСС и ЭМГ в периоды начального утомления (У,) и выраженного утомления (У2)
Группа Параметры
КУ ф S 1 ь
периоды
у, | У, У, У, у. У. У, | У.
направление сдвигов
t и э * •* 1 и » t t t и » * t t и » t
А И 3 13 8 6 13 10 2 12 12 11
Р 11 4 10 9 6 10 11 2 13 13 8
н 11 0 1 4 7 I 10 1 1 9 1
У2, как уже указывалось, у них не наблюдается. Эти данные свидетельствуют, что качество регулирования заданного параметра движения наилучшее у детей группы Я.
Средний уровень ЧСС (L) возрастает в фазе У t относительно периода Д во всех 3 группах незначительно — на 2,2—2,5%; в фазе У,— более значительно: у А на 6,5%, у Р на 4,4%.
Таким образом, результаты исследования, полученные по совокупности параметров регулирования вегетативной и двигательной функций, свидетельствуют о более совершенной функции регулирования у группы детей нормального физического развития по сравнению с акселерирован-ными и ретардированными детьми (по данным направления и величины сдвигов параметров регулирования ЧСС и ЭМГ и качества регулирования работы), что приводит к различному уровню работоспособности организма (определяемого по характеру и времени наступления утомления). Последнее наглядно проявляется также при сравнении у этих же детей общего объема работы, выполняемой при педалировании на велоэргометре. Общий объем работы отражает работоспособность организма при физической нагрузке на силовую выносливость и выносливость к продолжительной работе (Р. Е. Мотылянская). Общий объем работы (Р в кгм) определяли по величине средней мощности у каждого испытуемого и продолжительности педалирования. Выявлено, что за весь период педалирования у группы А общий объем работы равен 1589 кгм, у группы Р несколько меньше 1415 кгм~, наибольшим он был у детей группы Я —1953 кгм.
ЛИТЕРАТУРА
В л а с т о в с к и й В. Г. Гиг. и сан., 1966, № 11, с. 91.— Г у м е н е р П. И. В кн.: Biokybernetik. Leipzig, 1968, Bd 1, S. 159.— Леонтьева В. Я- Шевченко Л. И. В кн.: Вопросы дифференцированного стационарно-поликлинического обслуживания детей. М., 1966, с. 23.— Мотылянская Р. Е. (ред.) Выносливость у юных спортсменов. М., 1969.— Я н д а Ф. В кн.: Гигиена политехнического и производственного обучения. М., 1963, с. 120.
Поступила 6/VIII 1970 г.
THE REGULATION OF CERTAIN BODY FUNCTIONS IN CHILDREN WITH DIFFERENT LEVELS OF PHYSICAL DEVELOPMENT
D. Kh. Nusbaum
The author studied the regulation of vegetative and motor functions (cardiovascular and muscular) in the course of pedalling of the veloergometer in three groups of children (aged 13 to 14 yr) of normal physical development and those of accelerated and retarded height and development. Every person tested was given a physical task corresponding to his physical capacity. The functional state of the body was assessed judging by the dynamics of regulation parameters, the rate of heart beat and the electromyogram. The children of average physical development presented better functions of regulation than the accelerated and retarded ones.
УДК 616-002.77-053.5-07:616.12-008.1-07:371.035.3
ВЛИЯНИЕ УРОКОВ ТРУДОВОГО ВОСПИТАНИЯ НА СЕРДЕЧНОСОСУДИСТУЮ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ И РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ШКОЛЬНИКОВ, БОЛЬНЫХ РЕВМАТИЗМОМ
Канд. мед. наук Э. П. Нисинман Детская клиническая больница № 2, Запорожье
Уроки трудового воспитания, переключая школьника с умственной работы на физическую, способствуют появлению в двигательной зоне коры головного мозга новых очагов возбуждения и, ослаблению возбуждения в тех его отделах, которые связаны с мыслительным процессом.
В течение 3 лет мы наблюдали за 60 учащимися 5—8-х классов в столярной и слесарной мастерских двух школ Запорожья.
Наблюдавшиеся дети были распределены на 2 группы: в 1-ю (основную) включены 40 больных ревматизмом (25 мальчиков и 15 девочек), во 2-ю (контрольную) —20 здоровых детей (10 мальчиков и 10 девочек). У 31 из 40 больных ревматизмом была неактивная фаза без выраженных сердечных изменений и у 9 на фоне неактивной фазы отмечалась недостаточность митрального клапана.
Организация трудового обучения была приведена в соответствие с принятыми санитарными нормами. Нам удалось добиться проведения в начале второй части урока физкультминутки, во время которой учащиеся выполняли от 5 до 8 упражнений для туловища, рук и ног с целью улучшения функций разнообразных мышечных групп, положительного воздействия на осанку, дыхание и сердечно-сосудистую систему. Критериями, позволяющими судить о состоянии организма школьника во время занятий в мастерских, были частота дыхания и пульса, величины артериального и пульсового давления и минутного объема крови, результаты пробы Штанге до и после урока. С помощью хронометража учитывали также количество и длительность микропауз во время работы и плотность трудового процесса, т. е. время, затрачиваемое учеником на непосредственное выполнение задания. Наряду с этим мы ввели новый показатель работоспособности учащихся — частоту движений в 1 мин. во время выполнения наиболее распространенной и ритмичной трудовой операции (опиливание и строгание), определяемую хронометрическим способом.
При установлении неблагоприятной реакции организма определяли порог адекватности нагрузки путем индивидуального подбора объема и плотности работы.
Мальчики изучали столярное и слесарное дело; девочки —только слесарное, занятия в столярной мастерской были для них заменены уроками домоводства. Большинство детей в период наблюдения во время работы жалоб не предъявляли.
Согласно расписанию, у 7з учащихся уроки столярного и слесарного дела были в конце недели и на последних уроках, а у 2/з — во второй сме-
