CC BY
90
УДК 613.614 + 613.693
ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО СТАТУСА СЫКТЫВКАРСКИХ УЧАСТНИКОВ ПРОЕКТА «МАРС-500»
Ю.Г. СОЛОНИН, А.Л. МАРКОВ, Н.Н. ПОТОЛИЦЫНА, Е.Р. БОЙКО, А.А.ЧЕРНЫХ
Институт физиологии Коми НЦ УрО РАН, г. Сыктывкар solonin@physiol.komisc.ru
Показано, что в группе сыктывкарских участников проекта «Марс-500» их физиологический статус во многом зависит от профессиональной принадлежности (напряженность трудового процесса и условия среды на рабочем месте) и условий проживания на Севере. В связи с особым характером труда у служащих МЧС сердечно-сосудистая система, её регуляторные механизмы и в целом организм находятся в более напряженном состоянии, чем у научных работников. В то же время мобильность в работе и больший контакт с внешней средой повышают адаптационные способности организма служащих МЧС к физическим, ортостатическим и холодовым нагрузкам. Отмечено, что у обследованных мужчин-северян преобладает парасимпатическое влияние на кровообращение, снижены показатели соматического здоровья и наблюдается гиповитаминоз по витамину А.
Ключевые слова: проект «Марс-500», физиологический статус, учёные, служащие МЧС, напряженность труда, влияние Севера, напряжение организма
Yu.G. SOLONIN, A.L. MARKOV, N.N. POTOLITSYNA, E.R. BOJKO, A.A.CHERNYKH. PROFESSIONAL PECULIARITIES OF PHYSIOLOGICAL STATUS OF "MARS-500" PROJECT SYKTYVKAR PARTICIPANTS
Physiological status of "Mars-500" Project Syktyvkar participants was found to depend on professional peculiarities especially work intensity and conditions of labour and life in the Russian European North. The cardiovascular system of the Ministry of Emergency Measures (MEM) professional workers and its regulatory mechanisms as well as the whole organism were shown to be in more strenuous condition than those of scientific workers. Simultaneously, work mobility and permanent contacts with environment raise adaptive abilities of MEM employees in relation to physical, orthostatic, and cold loading. Prevailed parasympathetic influence on blood circulation, lower somatic health indices, and A-hypovitaminosis were observed in examined men-Northerners.
Key words: "Mars-500 project", physiological status, MEM professional workers, labour intensity, the North influences, the organism strain
Сателлитные исследования по наземному эксперименту «Марс-500», имитирующие полет на планету Марс, проводятся в ряде регионов мира [14]. Специалисты Института физиологии Коми НЦ УрО РАН приглашены к участию в этой работе. В качестве контроля для экипажа испытателей, находящихся в модуле «марсианского» корабля в Москве, в Сыктывкаре сформирована группа добровольцев-северян, включающая научных работников академических институтов Коми НЦ (от аспиранта до старшего научного сотрудника, в дальнейшем -учёные) и служащих МЧС (от инспектора до начальника отдела).
Из литературы известно, что профессиональная деятельность и условия среды сказываются не только на реакциях организма в процессе труда, но и накладывают свой отпечаток на функциональные показатели и на адаптационные способности организма [5,6].
Цель настоящего исследования - сравнить функциональные показатели организма сыктывкарских участников проекта «Марс-500», представляющих две профессии, различающиеся по напряженности труда и условиям среды в рабочей зоне.
Методика
Для многомесячного медико-физиологического мониторинга (обследования проводятся один раз в месяц в рабочее время) отобрано 26 лиц мужского пола в возрасте 24-49 лет. Это практически здоровые люди, прошедшие поликлиническое обследование и давшие письменное согласие на участие в мониторинге. Эксперимент одобрен локальным комитетом по биоэтике при Институте физиологии Коми НЦ УрО РАН. В настоящем сообщении представлены данные наблюдения, проведенного в апреле (на Севере - переходный период года).
Работа выполняется под идейным руководством головной организации проекта «Марс-500» -ГНЦ РФ Института медико-биологических проблем РАН (Москва) - по единой методике [7,8], аналогичной таковой в основном эксперименте в гермока-мере макета «марсианского» корабля (научный руководитель программы медико-экологических исследований - д.м.н., профессор Р.М.Баевский).
В работе используется аппаратно-программный комплекс «Экосан-2007», созданный головным институтом совместно с фирмой «Медицинские компьютерные системы» (г. Зеленоград). Этот комплекс реализует методологию донозологическо-го контроля за состоянием здоровья человека и позволяет оценивать состояние сердечно-сосудистой системы и ее регуляторных механизмов, психофизиологические показатели (показатели Миокард, Ритм, ПАРС, Стресс-индекс, время ПЗМР, время СЗМР, КЧСМ и другие).
Помимо этого при проведении обследования применяли методики, позволяющие определить и оценить состояние кардиореспираторной и термо-регуляторной систем, уровень физического здоровья (УФЗ) по Апанасенко [9]. Изучали реакции организма на физические нагрузки (проба Мартине-Кушелевского и велоэргометрия). Испытуемые выполняли ортостатическую пробу. Определяли показатели гемодинамики: систолическое (СД) и диа-столическое (ДД) артериальное давление и частоту сердечных сокращений (ЧСС) электронным прибором UA-767 (A&D Company Ltd., Япония). Проводили холодовую пробу путем прижатия к коже кисти между большим и безымянным пальцами стеклянного цилиндра со льдом на 30 с. Температуру тела на коже до и после охлаждения измеряли быстродействующим электронным термометром модели DT-635 (A&D Company Ltd., Япония).
У сыктывкарских испытателей определяли показатели углеводного, липидного и витаминного обмена. Забор крови для биохимического анализа осуществляли утром натощак из вены при помощи одноразовых систем фирмы «Greiner bio-one» (Австрия). При анализе биохимических показателей в плазме крови применяли коммерческие наборы фирмы «Chronolab» (Швейцария). Измерения производили на спектрофотометре «Power Wave-200» (Bio-Tek Instruments, США) и флуориметре «Флуо-рат-АБЛФ» («Люмекс», Россия).
Полученные данные были подвергнуты статистической обработке с помощью программ Microsoft Excel и Biostat (версия 4.03). Сравнение данных двух профессиональных групп осуществляли с использованием критерия Манна-Уитни. Различия считали статистически значимыми при P<0,05.
Результаты и обсуждение
По данным аттестации рабочих мест по условиям труда в соответствии с Руководством [10] по степени напряженности трудового процесса и параметрам производственного микроклимата труд ученых относится к классу 2 (допустимые условия труда). Отличительной особенностью их труда является работа за компьютером больше половины рабочего времени. Труд связан с гиподинамией, интеллектуальным и зрительным напряжением.
У служащих МЧС напряженность трудового процесса следует отнести к классу 3 (вредные условия труда). Высокая напряженность с преобладанием нервно-эмоционального компонента у них обусловлена ожиданием нежелательных событий (в физиологии труда это состояние называется «напряжение ожидания»), работой в условиях дефицита времени, ответственностью за безопасность других лиц, высокой готовностью к действиям. Служащие МЧС по сравнению с учеными более мобильны в работе, чаще бывают на объектах и в командировках. Они дольше пребывают на улице и контактируют с внешней средой.
По данным анкетирования научные работники, по сравнению со служащими МЧС, в быту и на работе физически менее активны, но питаются умереннее и рациональнее (у трети служащих МЧС основной прием пищи приходится на вечер), среди них меньше курящих и принимающих алкоголь один-три раза в неделю. Пятая часть ученых периодически испытывает усталость и недомогание. Остальные ученые и все служащие МЧС считают себя практически здоровыми.
Основные результаты исследований представлены в табл.1. Следует отметить существенные (статистически значимые) межгрупповые различия в массе тела и индексе массы тела (ИМТ). У большинства служащих МЧС имеется избыточная масса тела или даже признаки ожирения. По силовым показателям (сила и силовой индекс - СИ) и по жизненной емкости легких (ЖЕЛ) сравниваемые группы близки между собой. «Жизненный индекс» (ЖИ) более высок у учёных. По значениям показателей СИ и ЖИ обе группы ниже среднеширотных нормативов. В то же время большинство испытателей показывают высокие результаты при пробах Штанге и Генчи (задержка дыхания), что говорит о хорошей переносимости сыктывкарцами гипоксемии.
Служащие МЧС имеют наклонность к повышению ДД и ЧСС, что свидетельствует о более напряженном режиме функционирования сердечнососудистой системы. В результате у них значимо выше «двойное произведение» (ДП), что является признаком повышенной нагрузки на сердце. Значения вегетативного индекса Кердо (ВИК) показывают, что в обеих группах в покое превалирует парасимпатическое влияние на вегетатику, но у служащих МЧС влияние парасимпатикуса менее выражено. Значения кардиореспираторного индекса Скибинской (КРИС) говорят о нормальном состоянии кардиореспираторной системы в обеих группах. Уровни УФЗ у ученых значимо выше, однако в обеих группах соматическое здоровье ниже среднеши-ротного норматива, что вообще характерно для северян [11]. Если по максимальному потреблению кислорода (МПК) группы близки между собой и имеют «удовлетворительные» по нормативам оценки, то по МПК на единицу массы тела ученые превосходят служащих МЧС. Но в целом и те, и другие имеют пониженные удельные показатели по МПК, что коррелирует и с невысокими значениями УФЗ.
Сравниваемые группы различаются значимо по индексу функциональных изменений (ИФИ). У ученых уровень ИФИ говорит об «удовлетворительной адаптации», у служащих МЧС о «напряже-
Таблица 1
Сравнение функциональных показателей у испытателей разных профессий (M ± m)
Показатели | Ученые | Служащие МЧС | Нормативы
Число обследованных 14 12
Возраст, лет 31,5 ± 2,1 33,9 ± 1,7
Рост, см 174 ± 2,0 173 ± 1,4
Масса тела, кг 75,2 ± 3,0* 85,6 ± 3,0
Индекс массы тела, кг/м2 24,7 ± 0,89* 28,6 ± 0,77 20-25
Сила кисти, кг 45,4 ± 2,7 48,0 ± 1,0
Силовой индекс, % 61 ± 2,8 57 ± 2,1 66 и более
ЖЕЛ, мл 4142 ± 193 4100 ± 178
Жизненный индекс, мл/кг 55 ± 2,2* 48 ± 2,4 56 и более
Проба Штанге, с 70 ± 4,6 81 ± 7,6 50 и более
Проба Генчи, с 42 ± 3,6 41 ± 5,0 30 и более
Время ПЗМР, мс 202 ± 2 196 ± 6 до 200
Время СЗМР, мс 253 ± 8,3 242 ± 10,7 до 300
КЧСМ, Гц 48,7 ± 1,69 45,5 ± 1,23 45-50
Систолическое АД, мм рт.ст. 122 ± 2,8 123 ± 2,2 100-140
Диастолическое АД, мм рт.ст. 76 ± 1,6 81 ± 1,9 60-90
ЧСС, уд/мин 68 ± 2,9* 77 ± 2,8 55-75
Двойное произведение 82 ± 3,9* 95 ± 4,3 до 94
ВИК, % -15 ± 5,6 -6 ± 4,6
ИФИ 2,35 ± 0,06* 2,66 ± 0,07 до 2,59
Миокард, % 13,6 ± 1,0 12,7 ± 1,2 до 15
Ритм, % 15,9 ± 2,2* 26,6 ± 4,1 0-20
Индекс централизации 2,95 ± 0,40 4,40 ± 1,37 до 2,5
Стресс-индекс 102 ± 14 206 ± 50 80-150
ПАРС 2,83 ± 0,44* 4,72 ± 0,73 1-3
КРИС, баллы 44 ± 3,9 45 ± 6,4 31 и более
УФЗ, баллы 5,4 ± 1,16* 0,4 ± 0,81 7 и более
МПК, л/мин 3,37 ± 0,17 3,27 ± 0,12 3,1 и более
МПК, мл/мин.кг 43,2 ± 1,39* 38,2 ± 1,56 44 и более
Температура кисти, °С:
исходная 32,8 ± 0,65 32,9 ± 0,47
после охлаждения льдом 13,6 ± 0,45 13,1 ± 0,62
7-я минута восстановления 31,8 ± 0,64 33,0 ± 0,60
Глюкоза в крови, ммоль/л 4,38 ± 0,11* 4,75 ± 0,13 4,2-6,1
Общий холестерин, ммоль/л 4,13 ± 0,27 4,51 ± 0,12 до 5,2
Триглицериды, ммоль/л 0,68 ± 0,02* 0,77 ± 0,03 до 1,71
Аполипопротеин Е, мг/дл 2,78 ± 0,31 2,67 ± 0,17 2,7-4,5
ЛПВП, ммоль/л 1,66 ± 0,05 1,71 ± 0,07 1,42 и более
ЛПНП, ммоль/л 2,16 ± 0,26 2,44 ± 0,12 до 3,9
Индекс атерогенности 1,31 ± 0,17 1,46 ± 0,11 до 3,5
Витамин А, мкг/дл 22,43 ± 1,45* 29,61 ± 2,26 30-80
Витамин Е, мкг/мл 9,50 ± 0,35* 10,35 ± 0,17 8-15
Витамин С, мг% 0,91 ± 0,06 0,94 ± 0,04 0,7-1,2
Витамин В1, усл.ед. 1,13 ± 0,02 1,10 ± 0,02 до 1,15
Витамин В2, усл.ед. 1,15 ± 0,02 1,12 ± 0,02 до 1,20
Примечание. * звездочкой отмечены статистически значимые различия ^ < 0,05).
нии механизмов адаптации». Об этом же свидетельствует и показатель «Ритм», который значимо выше у служащих МЧС и выходит за пределы нормы. О большем напряжении организма служащих МЧС говорят и показатели «Индекс централиза-
ции» (ИЦ) и «Стресс-индекс», хотя они различаются с данными учёных не существенно. Показатель активности регуляторных механизмов (ПАРС) значимо выше и указывает на наличие у ряда служащих МЧС «донозологических состояний» [7,12]. Не-
сомненно, что параметры ИФИ, ПАРС, «Ритм» объективно подтверждают более напряженное состояние организма служащих МЧС даже вне работы. У них имеется тенденция и к укорочению времени простой (ПЗМР) и сложной (СЗМР) зрительно-моторных реакций, что к тому же говорит о преобладании возбудительных процессов в центральной нервной системе. По такому психофизиологическому показателю, как критическая частота слияния световых мельканий (КЧСМ), лабильность процессов в зрительном анализаторе и мозговых структурах у учёных выше, что, по-видимому, отражает более высокую подвижность интеллектуальных функций и является особенностью творческого труда их.
У служащих МЧС быстрее, чем у научных работников восстанавливается температура на коже кисти после холодовой пробы. Это говорит о более совершенной сосудистой реакции у людей, лучше адаптированных к влиянию холодового фактора. Еще сильнее выражены различия по этим реакциям в холодный период года (декабрь). Исходная температура кисти была у служащих МЧС 30,1±0,42°С, у ученых 28,6±0,41°С, на 7-й минуте восстановления соответственно 29,1±0,50°С и 27,0±0,37°С (различия между группами статистически значимы, Р<0,05).
Представители разных профессий однотипно реагируют на кратковременную физическую нагрузку (возрастание ЧСС и СД) и на ортостатическую пробу (возрастание ЧСС и ДД). Но различия состоят в том, что служащие МЧС на физическую нагрузку больше реагируют повышением СД (преобладает прессорная реакция), а у ученых при физической нагрузке и ортопробе наблюдается больший прирост ЧСС (преобладает хронотропная реакция). Можно полагать, что адаптационные механизмы, регулирующие гемодинамику при функциональных пробах, у служащих МЧС совершеннее. По скорости восстановления показателей гемодинамики в сравниваемых группах различий не обнаружено.
Выявлены некоторые профессиональные особенности и по биохимическим показателям. У служащих МЧС статистически значимо выше содержание в крови глюкозы, триглицеридов, витаминов А и Е, имеется тенденция к повышению общего холестерина и снижению апоЕ, что характерно для северян [13]. Повышенные вес и ИМТ, особенности липидного и углеводного обмена, несомненно, говорят о повышенном фактическом питании и статусе питания служащих МЧС. Тем не менее, у части слу-
жащих МЧС обнаруживается недостаток витамина А в организме. Среди обследованных ученых у 100% выявлен маргинальный гиповитаминоз по витамину А, что может говорить, с одной стороны, о недостаточном потреблении этого микронутриента с пищей, с другой - о повышенном расходе ретинола при зрительном и интеллектуальном напряжении в работе.
Различия между профессиональными группами могут быть обусловлены не только разной напряженностью и условиями труда. На некоторые показатели возможно влияние антропометрических данных (в частности, массы тела). Для исключения влияния этого фактора из сравниваемых групп выбраны лица с одинаковым ИМТ (табл. 2) и эти подгруппы сопоставлены между собой. Межпрофессиональные различия здесь по всем параметрам статистически не значимы, но четко проявляется тенденция влияния характера профессии (напряженности труда и условий среды). Если показатели гемодинамики (ЧСС и ДП) и соматического здоровья (силовой и жизненный индексы, КРИС, уФз, МПК) в профессиях близки между собой или
Таблица 2
Сравнение функциональных показателей у испытателей разных профессий с одинаковыми весо-ростовыми показателями (М)
Показатели | Ученые | Служащие МЧС
Число обследованных 6 6
Индекс массы тела, кг/м2 27,0 26,9
Силовой индекс, % 56 60
Жизненный индекс, мл/кг 51 52
Время ПЗМР, мс 207 192
КЧСМ, Гц 48,1 46,0
ЧСС, уд/мин 67 73
ДП 83 86
ВИК, % -14 -10
ИФИ 2,42 2,52
ИЦ 3,21 4,83
Стресс-индекс 86 176
ПАРС 3,33 4,33
УФЗ, баллы 2,8 2,0
КРИС, баллы 52 50
МПК, мл/мин.кг 41,3 39,6
Температура кисти, °С:
исходная 32,7 32,9
7-я минута восстановления 31,9 32,7
Сдвиги при физической нагрузке , %:
СД +14 10
ЧСС +28 25
Сдвиги при ортопробе, %:
ДД +12 +10
ЧСС +29 +23
Глюкоза, ммоль/л 4,52 4,53
Общий холестерин, ммоль/л 4,39 4,44
Триглицериды, ммоль/л 0,71 0,72
Аполипопротеин Е, мг/дл 3,50 2,85
ЛПВП, ммоль/л 1,65 1,70
ЛПНП, ммоль/л 2,42 2,41
Витамин А, мкг/дл 22,0 26,7
Витамин Е, мкг/мл 9,7 10,1
Витамин С, мг% 0,85 0,96
Витамин В1, усл.ед. 1,09 1,08
Витамин В2, усл.ед. 1,17 1,14
имеющаяся разница между группами сглаживается, то различия по времени ПЗМР и ИЦ (при увеличении разницы), «Стресс-индексу» и ПАРС со всей очевидностью свидетельствуют о более высокой напряженности организма у служащих МЧС по сравнению с учеными. Среди подгрупп с одинаковыми весо-ростовыми параметрами у служащих МЧС сохраняется более совершенная сосудистая реакция при холодовой пробе. При физической нагрузке у ученых преобладает прессорно-пульсовая реакция, а при ортопробе более выражена пульсовая реакция, что в обоих случаях говорит о сниженных адаптационных способностях кровообращения у ученых, деятельность которых в большей мере связана с гиподинамией и гипокинезией. По большинству биохимических показателей (кроме апоЕ) подгруппы с одинаковым ИМТ сближаются между собой, что говорит о некоторой зависимости обменных процессов от массы тела.
Заключение
Различия в напряженности трудового процесса и условиях труда у научных работников и служащих МЧС отражаются на физиологическом статусе организма. Показатели соматического здоровья (индекс массы тела, уровень физического здоровья по Апанасенко, физическая работоспособность на единицу массы тела) благоприятнее у ученых. Сердечно-сосудистая система в покое и ее регуляторные механизмы у служащих МЧС находятся в более напряженном состоянии, чем у научных работников. Но адаптационные способности к физическим, ортостатическим и холодовым нагрузкам выше у служащих МЧС, чему содействует подвижный характер работы и больший контакт с внешней средой. Сыктывкарская группа участников проекта «Марс-500» в целом отличается от жителей средней полосы наклонностью к преобладанию парасимпатического влияния на кровообращение, сниженными показателями соматического здоровья и физической работоспособности, наличием гиповитаминоза по витамину А, что можно связать с влиянием проживания в дискомфортных природно-климатических и напряженных социально-экономических условиях Севера.
Литература
1. Зенке Д. Медико-экологические исследования по программе «Марс-500» в Германии // Материалы 5-й Международной научной конференции «Донозология-2009». СПб., 2009. С. 212-213.
2. Сафонова Т.Ю., Габинский Я.Л. Результаты исследования контрольной группы эксперимента «Марс-500» на Среднем Урале. Там же. С.250-251.
3. Трефни З, Филатова Е. Медико-экологические исследования по программе «Марс-500» в Чехии // Там же. С.260.
4. Солонин Ю.Г., Марков А.Л., Бойко Е.Р. Динамика состояния здоровья жителей Сыктывкара - участников 105-суточного эксперимента по проекту «Марс-500» // Там же. С.251-253.
5. Матюхин В.В., Юшкова О.И., Шардакова Э.Ф. и др. Физиологическое обоснование норм напряжения организма при различных видах трудовой деятельности // Успехи и перспективы физиологии труда в третьем тысячелетии: Материалы 10-й Всероссийской конференции. М., 2001. С.16-20.
6. Солонин Ю.Г., Бойко Е.Р., Логинова Т.П., Кеткина ОА. Функциональное состояние во время рабочей смены у работающих во вредных условиях труда на производстве целлюлозы // Медицина труда и промышленная экология, 2009. № 7. С.44-47.
7. Баевский Р.М., Берсенева А.П. Введение в до-нозологическую диагностику. М.: Фирма «Слово», 2008. 220 с.
8. Оценка уровня здоровья при исследовании практически здоровых людей. Методическое руководство к программе медико-экологических исследований в эксперименте «Марс-500»/Р.М.Баевский, А.П.Берсенева, Е.Ю.Берсенев и др. М.: Фирма «Слово», 2009. 100 с.
9. Апанасенко Г.Л., Попова ЛА. Медицинская валеология. Ростов н/Д.: Феникс, 2000. 248 с.
10. Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда // Руководство Р 2.2.2006-05. М.: Роспотреб-надзор, 2005. 144 с.
11. Солонин Ю.Г. Широтные особенности физиологических функций у жителей Севера // Физиология человека, 1994. Т. 20. № 6. С.137-143.
12. Григорьев А.И., Баевский РМ. Концепция здоровья и космическая медицина. М.: Фирма «Слово», 2007. 208 с.
13. Бойко Е.Р. Физиолого-биохимические основы жизнедеятельности человека на Севере. Екатеринбург: УрО РАН, 2005. 190 с.
