CC BY
4
лее ранним показателем развития действия веществ на генеративный эпителий, опережая все остальные нарушения. Так, подпороговая по всем показателям доза таллия (0,0005 мг/кг) в хроническом эксперименте вызвала снижение активности СДГ и в меньшей степени ЛДГ. Подпороговая доза пинка обусловила увеличение активности Г-6-ФДГ в сперматогенном эпителии. Степень выраженности изменений определялась дозой и временем воздействия. В ранние сроки введения свинца и цинка отмечалось небольшое снижение активности СДГ и Г-6-ФДГ, а через 6 мес — резкое ингибирование этих ферментов. При воздействии таллия в дозах 0,18 и 0,75 мг/кг в подострых опытах отчетливо реализовался метаболический путь компенсации — индукция Г-6-ФДГ на фоне подавления активности СДГ, ЛДГ и НАДФ-диафо-разы.
Гистохимические методы позволяют определить функциональные нарушения в отдельных клеточных популяциях гонад. Так, активность ферментов в сперматогенном эпителии и интер-стициальных эндокриноцитах может носить разнонаправленный характер: снижение активности окислительно-восстановительных ферментов в сперматогенном эпителии и повышение ее в клетках интерстиция под влиянием свинца и хрома в дозе 0,05 мг/кг после 6-месячной экспозиции. Гистоферментативный анализ позволил обнаружить метаболические нарушения в элементах гематотестикулярного барьера (в стенках кровеносных сосудов и базальных мембранах семенных канальцев), что проявлялось в усилении активности КФ и ЩФ, а также АТФазы под влиянием алюминия и цинка (компенсаторные сдвиги).
Анализируя информативность используемых методов и критериальную значимость устанавливаемых с их помощью изменений, следует отметить наиболее высокую чувствительность методов морфометрии определенного типа клеток сперматогенного эпителия с учетом стадии сперматогенеза, а также гистоферментативных. Те и другие позволяют дать структурно-функцио-
нальную характеристику отдельных клеток, выявляя мишеневые клеточные ассоциации. Эти изменения, по-видимому, являются фактором \ риска, характеризуя предпатологические процессы. Они в значительной мере компенсируются структурно-метаболическими реакциями. Примером могут служить усреднение количества сперматогоний эпителия разного типа на 1 каналец (опыты с кадмием) и активация гек-созомонофосфатного шунта (опыты с таллием).
Максимальные дозы тяжелых металлов, вызвавшие гемодинамические нарушения, повреждения многих клеточных популяций и угнетение активности ферментов, являются причиной формирования гонадотоксического эффекта. Это подтверждается и тем, что при данных уровнях воздействия структурно-метаболические нарушения в гонадах сопровождались изменением физиологических показателей состояния сперматозоидов, полученных из хвостовой части эпидидимуса, нарушением характера движения сперматозоидов, снижением их кислотной и осмотической устойчивости, времени подвижности, уменьшением их общего количества. Следовательно, данные уровни воздействия можно рассматривать как фактор, индуцирующий развитие патологических изменений. Выявление ми-шеневых клеточных структур в отдельных стадиях сперматогенеза не приводит к изменению физиологических показателей семенников в свя-зи с возможностью развития компенсаторных » процессов на других стадиях созревания половых клеток. Вместе с тем наличие блока в этом процессе, по-видимому, можно расценивать в качестве предпатологических изменений, которые со временем могут перейти в патологию.
В заключение следует подчеркнуть, что чем чувствительнее методы структурно-функционального анализа, тем ближе можно подойти к выявлению первичного звена взаимодействия организма с ксенобиотиком, т. е. к мишеневой клеточной популяции, и к установлению наличия предпатологических процессов.
Поступила 10.08.83
УДК 371.71:51
К. А. Лисицына
СРАВНЕНИЕ УРОКОВ МАТЕМАТИКИ И ФИЗИКИ ПО СТЕПЕНИ ИХ УТОМИТЕЛЬНОСТИ
НИИ гигиены детей и подростков Минздрава СССР, Москва
XXVI съезд КПСС указал на необходимость повышения качества обучения в общеобразовательной школе и устранения неоправданной перегрузки учащихся, в связи с чем стали вводиться новые программы и учебники. Это поставило перед гигиеной детей и подростков
проблему «выявления ранних отклонений в состоянии здоровья, которые еще не являются болезнью, но нарушают функциональные возможности и работоспособность детского организма» [6]. Наиболее распространенная форма преморбидного состояния учащихся — переутом-
ление (хроническое утомление), являющееся результатом утомления от учебных перегрузок, / вызываемых уроками по тем или иным учебным предметам. В последнее время получило признание положение о том, что «основным критерием гигиенической оценки учебных занятии служит их утомительность, т. е. степень вызываемого ими утомления» [2]. В свете сказанного задачей данной работы было проведение сравнения уроков математики и физики в 6-м классе по степени их утомительности на одном и том же контингенте учащихся.
Для определения степени утомительности конкретного урока мы разработали метод письменной пробы (ПП), в основу которого было положено измерение динамики силовых характеристик движений при письме, оказавшихся наиболее чувствительным индикатором изменения корково-подкорковых взаимоотношений [3]. ПП обеспечила тестирование сдвигов функционального состояния (ФС) на разных уровнях ЦНС по 7 критериальным параметрам и определение степени утомительности урока [4]. На основании теории функциональных систем правомерно изменения критериальных параметров любой целостной деятельности, относящихся к разным физиологическим системам, объединить в обобщенный интегральный показатель (ОИП) ФС учащегося Это позволило разработать метод количественного определения изменения / общего ФС школьника в процентах к исходному уровню. Мы предложили принцип и простую формулу расчета данного ОИП, позволяющие оценить все изменения параметров в тестирующей деятельности под влиянием исследуемой нагрузки посредством единого числа [5]. Данное обстоятельство придало обоим методам универсальность применения: возможность оценивать количественные и качественные (степень утомительности) индивидуальные сдвиги ФС учащихся под воздействием нагрузки (т. е. определять его выносливость к различным нагрузкам), выявлять количество исследуемых каждого типа реагирования, чтобы сопоставлять разные уроки по их утомляемости, выяснять физиологические механизмы, лежащие в основе каждой степени утомительности.
Принцип целостности, являющийся основным в системном подходе, кардинально изменил подход к изучению учебной работы учащегося со стороны физиологов и медиков: «Прежде всего вместо организма в покое выдвинулся в качестве более важного объекта организм в работе... Стало очевидным, что если по отношению к отправлениям покоя можно еше, на худой конец, удовлетворяться изучением их по частям, дробя организм на отдельные частные функции и не покидая позиции атомизма, то во
1 Далее для краткости данный показатель будет именоваться ОИП.
всех активных проявлениях жизнедеятельности организм выступает как настолько неделимое целое, что искусственное дробление становится просто невозможным» [1]. Поэтому в учебной деятельности учащегося требовалось не только рассматривать изменение его ФС под влиянием решения задач на контрольном уроке, но и учитывать специфический результат умственной работы школьника на этом уроке — его психолого-педагогическую результативность (эффективность преобразования информации). Без результативности учебная работа теряет социальный смысл: не будет удовлетворять ту доминирующую мотивацию, которую создает обучение в школе. Поэтому ПП и определение ОИП были нами дополнены методом оценки умственной работоспособности на контрольном уроке. В основу последнего метода был положен принцип уровня отсчета результата, которым являются специфические способности учащегося к данной дисциплине. Этот уровень — не средний балл успеваемости по предмету за год или четверть, не оценка результата за контрольную работу, а отношение оценки (О) результата решения задач на контрольном уроке к годовой успеваемости (У) по предмету (О/У). При таком дополнении ПП и ОИП методом оценки результата через отношение О/У с относительным изменением (в процентах) ФС учащегося на данном уроке сопоставляется не абсолютный результат его работы на этом уроке, а относительный, измеренный по шкале отношений, в котором отсчет ведется от уровня способностей школьника по данному предмету.
Такой системный подход к оценке урока позволил методологически адекватно сравнивать «Физиологическую стоимость» (утомительность) уроков математики и физики для учащегося, учитывая психолого-педагогический результат умственной работы школьника на каждом уроке.
Анализ и статистическая обработка индивидуальных данных у 53 учащихся 6-го класса позволили выявить три типа активного реагирования на контрольный урок математики. Оценка ФС ЦНС под влиянием урока производилась по изменениям 7 критериальных параметров ПП [5]: средней силы нажима (ССН) на шарик ручки за 2 мин письма, средней силы нажима во фрагменте (ССНФ) безотрывного письма, средней модулированное™ нажима во фрагменте (СМНФ), милливольт-секундной характеристики кожно-гальванического рефлекса (КГР) за 1-ю минуту ПП (КГР|), то же за 2-ю минуту ПП (КГР2), амплитуды спектральной плотности (СП) колебаний ритма сердца с периодом более 100 с (СП0), то же с периодом 25—100 с (СП1). Для вычисления ОИП каждого обследуемого мы на основании коэффициентов утомляемости (КУ) по 7 параметрам ПП всех 53 учащихся составили эмпирическую таб-
Балльные h весовые оценки изменения параметров ПП
Градация (направленность) параметров
без изменений увеличение уменьшение
Параметр и ч V ч 4) ч
о* о з S а О X О Я п; а <о к О 2 о; а
ч ч Ч <0 о в ч ч о а ч ч Ч а и в
о sr et о о er
Урок математики
ссн 3 6 0,079 2 16 0,157 1 31 0,161
ССНФ 3 17 0,224 2 10 0,098 1 26 0,135
СМНФ 3 20 0,263 2 8 0,079 1 25 0,129
КГР, 3 9 0,118 4 16 0,157 2 28 0,145
КГР3 3 5 0,066 4 16 0,157 2 32 0,166
сп0 3 10 0,132 2 18 0,176 4 25 0,129
СП, 3 9 0,118 2 18 0,176 4 26 0,135
Урок физики
ССН 3 5 0,086 2 20 0,204 1 10 0,113
ССНФ 3 13 0,224 2 14 0,143 1 8 0,090
СМНФ 3 15 0,259 2 12 0,122 1 8 0,090
КГР, 3 5 0,086 4 12 0,122 2 18 0.202
КГРг 3 4 0,069 4 13 0,133 2 18 0,202
СП0 3 9 0,155 2 13 0,133 4 13 0,146
СП, 3 7 0,121 2 14 0,143 4 14 0,157
Примечание, а — относительная величина встречаемости параметра (вес).
лицу балльных и весовых оценок изменений параметров ПП под влиянием контрольного урока математики (см.таблицу).
По упомянутой формуле расчета ОИП [5], используя данные балльных и весовых оценок таблицы для урока математики и индивидуальные данные, определили ОИП каждого учащегося для этого урока. Как производили расчет ОИП для урока математики, покажем на индивидуальном примере (корковое утомление).
Обследованный №51. Параметры ПП, выраженные в процентах через КУ, имели следующие достоверные изменения: ССН = —77,11, ССНФ = —99,35, СМНФ=—157,46, КГР,= = + 12,95, КГР2=+64,91, СП0= + 35,19, СП,= = +32,87 (отрицательное или положительное значение КУ каждого параметра указывает на градацию направленности его изменений). ОИП51 = 2/3-100-0,157+2/3 • ЮОХ Х0,098+2/3-100-0,079 + 2/3-100-0,145 + 2/ЗХ X 100-0,166 + 4/3-100-0,129+ 4/3-100-0,135 = = 78,22%.
На основании значений индивидуальных ОИП статистически был оценен каждый из 3 выделенных типов реагирования: I тип характеризовал корковое утомление, обнаружен у 13 учащихся и имел среднее значение ОИП 85,50± ±1,37% (82,53—88,47 %); II тип характеризовал корково-подкорковое утомление, выявлен у 22 учащихся и ОИП в среднем равнялся 67,17±1,22 % (64,64—69,70 %); III тип характеризовал отсутствие утомления, установлен у 18 учащихся и имел средние ОИП — 107,15±
±2,12% (102,7—111,6%). Оценка «физиологической стоимости» (утомительности) контрольного урока математики выявила разные средние значения ее для каждого типа реагирования. Неодинаковой оказалась и работоспособность на этом уроке (О/У): при I типе реагирования в среднем по группе она была 0,98±0,04, при II типе — 0,90±0.02, при III типе — 1,09±0,03.
При аналогичном физиологическом анализе и статистической обработке индивидуальных данных у 35 учащихся из того же контингента шестиклассников выявлены 3 типа активного реагирования на контрольный урок физики. По результатам измерения КУ 7 параметров ПП также была составлена эмпирическая таблица балльных и весовых оценок параметров ПП под влиянием контрольного урока физики (см. таблицу). С помощью индивидуальных показателей и данных таблицы были рассчитаны ОИП каждого учащегося. Как выполняли расчет ОИП для урока физики, покажем на примере школьника, у которого урок вызвал корково-подкорковое утомление.
Обследованный Л® 63. Изменение параметров его ПП, выраженное в процентах через КУ: ССН = +21,97, ССНФ = +29,49, СМНФ = = +20,59, КГР| = +10,20, КГР2= + 11,11> СП0=+4,71, СП| = +7,87, ОИП63= 1/3-ЮОХ X 0,113+1/3-100-0,090 + 1/3-100-0,090+2/3 X X 100-0,202+ 2/3-100-0,202 + 3/3-100-0,155 + + 3/3- 100-0,121=64,3 %.
На основании индивидуальных ОИП был статистически оценен каждый из 3 выделенных типов реагирования. К I типу (корковое утомление) отнесено 11 учащихся, ко II типу (корково-подкорковое утомление)—7, к III типу (отсутствие утомления) — 17. Эти типы реагирования на урок физики имели следующие средние значения ОИП: 1 тип — 87,45±1,91 % (83,24— 91,66%), II тип — 64,95±3,99 % (55,53— 74,37 %), III тип —111,77±2,37 % (106,77— 116,77%)- Разной оказалась не только «физиологическая стоимость» контрольного урока физики для каждого типа реагирования, но и работоспособность на этом уроке (О/У): ее средние значения 0,98±0,05 (I тип), 0,95±0,08 (II тип) и 1,12±0,04 (III тип).
Сравнение дозированных по объему, содержанию и времени контрольных уроков математики и физики с помощью указанных методов показало, что первый вызвал у 24,5 % обследованных корковое утомление (I тип), у 41,5% — корково-подкорковое утомление (II тип), у 34% утомление отсутствовало (III тип), а второй вызвал корковое утомление у 31,4 %, корково-подкорковое — у 20 % и не вызвал утомления у 48,6%. Следовательно, после контрольного урока математики утомление развилось у 66 % детей, при этом его корковая фаза у 41,5 % уже перешла в корково-подкорковую, а после контрольного урока физики утомление было у 51,4 %
детей, из которых у 31,4 % пока еще была корковая фаза, а корково-иодкорковая наступила лишь у 20 %. Работоспособность в III типе реагирования была выше годовой успеваемости (0/У>1,0) у 38,9% (математика) и 47,1% (физика) обследованных.
Таким образом, приведенные данные физиологически корректно доказывают, что в 6-м классе степень утомительности урока математики выше, чем урока физики. Предложенный подход к выделению типов реагирования (ПП, определение ОИП и О/У) позволяет дать целостную системную характеристику активного реагирования на конкретный урок, учитывающую
как физиологическую составляющую работы учащегося (ОИП функционального состояния ЦНС), так и психолого-педагогическую составляющую (эффективность преобразования информации) работы на уроке.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бернштейн Н. А. Очерки по физиологии движений и физиологии активности. М., 1966.
2. Громбах С. М.— Сов. педагогика, 1982, № 10, с. 58—61.
3. Лисицына К. А, — Гиг. и сан., 1980, № 1, с. 36—40.
4. Лисицына К. А,— Там же, 1981, № 10, с. 61—63.
5. Лисицына К. А. —Гиг. труда, 1983, № 2, с. 7—10.
6. Сердюковская Г. И, — Вестн. АМН СССР, 1982, № 10, с. 9-13.
Поступила 07.12.8а
УДК 371.71:612.825.8-08:612.313.1.015.31:546.32/.331«52»
О. А. Лосева, Л. М. Кузнецова
ДИНАМИКА УМСТВЕННОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ И ЭКСКРЕЦИИ ЭЛЕКТРОЛИТОВ СЛЮНЫ У УЧАЩИХСЯ 4-6-х КЛАССОВ ПОД ВЛИЯНИЕМ УЧЕБНЫХ ЗАНЯТИЙ
НИИ физиологии детей и подростков АПН СССР, Москва
Гигиеническая оценка суммарной величины учебной нагрузки и режимов обучения требует использования различных комплексных методов исследования, применимых в естественном гигиеническом эксперименте и объективно отражающих реакции организма детей и подростков.
Правильный суточный (циркадный) ритм — один из важнейших показателей нормального функционирования живой системы. В ряде работ [1—4] продемонстрированы диагностическая и прогностическая значимость исследования биоритмов человека и показана возможность их практического использования для построения рациональных режимов труда и отдыха, выявления особенностей адаптации к внешним условиям, оценки утомления в процессе производственной деятельности.
Одним из таких биоритмов является циркадный ритм экскреции натрия со слюной, наделенный большой устойчивостью и высокой чувствительностью как к действию факторов внешней среды, так и к состоянию систем внутренней регуляции организма. Т. Д. Семеновой [4] и Р. М. Баевским [1] изучены закономерности изменений циркадного ритма натрия слюны, отражающие адаптационно-приспособительные реакции организма, и предложена качественная и количественная оценка этих изменений.
В данном исследовании была поставлена задача проследить динамику показателей умственной работоспособности и экскреции электролитов со слюной у учащихся 4—6-х классов на протяжении учебного дня, недели и года и выявить взаимосвязь, направленность и степень выраженности изменений изучаемых параметров.
Под наблюдением находилось 95 учащихся школы № 710 Москвы, обучающихся в условиях экспериментального режима продленного дня. Использованы частные методики дозирования работы во времени (по буквенным таблицам В. Я- Анфимова) и пламенной фотометрии. Показатели определяли дважды в день (в 8 ч 30 мин и 12 ч) по вторникам и пятницам в начале, середине и конце учебного года. При обработке полученного материала индивидуализирующим способом вычисляли качественный показатель работоспособности (число стандартизованных на 500 знаков ошибок), интегральный показатель суточной адаптивности ПСА =
| С| с ^ -100 % j t индекс Na/K (отношение абсолютных величин концентраций натрия и калия).
Дополнительно произведена комплексная оценка динамикн умственной работоспособности и изменений циркадного ритма экскреции натрия со слюной. В основу данной оценки положена разработанная Р. М. Баевским [1] и Т. Д. Семеновой [4] обобщенная схема изменений суточной периодики физиологических функций на разных этапах адаптации организма. В этой схеме выделены состояния напряжения, перенапряжения и астенизации. Было также учтено замечание Р. М. Баевского [1] о том, что вегетативным сдвигам, характерным для умственного утомления, не обязательно сопутствует снижение умственной работоспособности. На основании изложенного весь полученный экспериментальный материал был сгруппирован в зависимости от типа реагирования: 1-я группа — состояние адаптированности — варианты нормальных колебаний ПСА для натрия слюны (50±20 %) и положительной дневной динамикн
