CC BY
9Вчеш записки Тавршського нацiонального унiверситету iM. В.1. Вернадського Серiя «Бюлопя, xiMia». Том 26 (65). 2013. № 4. С. 46-59.
УДК 612.176.4+612.825.8
ВЕГЕТАТИВН1 ПРОЯВИ РЕАКЦ1Й ТЕРМ1НОВО1 АДАПТАЦИ СТУДЕНТ1В ДО 1НФОРМАЦ1ЙНОГО НАВАНТАЖЕННЯ
1саков О.А.1, Ляшенко В.П.1, Петров Г.С.2
1Дшпропетровськш нащональний ушверситет шеш Олеся Гончара, Украта
2Дшпропетровський державний тститут ф1зично'( культури i спорту, Днтропетровськ
E-mail: lyashenkov@mail.ru
За часовими, частотними та нелшшними показниками варiабельностi серцевого ритму (ВСР) ан^зували адаптацшш реакцп студен™ i студенток природничих i гуманiтарних спецiальностей до шформацшного навантаження. Показано, що у студен™ природничих специальностей в регуляцп ВСР превалюе симпатичний тонус, в той час як у студен™ гумаштарних спещальностей - нормотошчний. Встановлена корелящя мiж домiнуючим тонусом вегетативно! регуляцй та резервними можливостями органiзму i дiапазоном адаптацiйно-компенсаторних реакцiй на шформацшне навантаження. Розглядаеться можлива залежнiсть означених реакцш вiд статi, направленостi навчання i вихiдного тонусу вегетативно! нервово! системи.
Ключовi слова: вегетативна нервова система, термшова адаптацiя, студенти, варiабельнiсть серцевого ритму, iнформацiйне навантаження.
ВСТУП
Дослщження законом1рностей процес1в адаптаци людини до фактор1в зовшшнього середовища е одшею з актуальних проблем сучасно! ф1зюлогп. У цьому ряду ютотне мюце належить питаниям адаптаци студенпв, оскшьки навчання у вищш школ1 е складним i тривалим процесом, що вимагае витрат внутршньо! енерги, ф1зичних зусиль i емоцшно! стшкосп [1, 2]. Постшш змши i реформи в систем1 вищо! осв1ти, штенсифшащя навчання, збшьшення потоку шформацп пред'являють шдвищеш вимоги до адаптацшних мехашзм1в i !х резерв1в у студенпв [3, 4]. Суттев1 коливання ктмато - магштних фактор1в, а також сощально -економ1чш перетворення в кра!ш е фоном, на якому адаптацшш процеси до навчального навантаження набувають нових характеристик. Спостер1гаеться зростання необхщносп переробки великих об'ем1в шформацп за менший вщр1зок часу. В зв'язку з цим особливу актуальшсть набувають дослщження шдивщуальних особливостей i мехашзм1в адаптаци студенпв до шформацшного навантаження. До того ж навчальна робота студенпв мае свою специфшу та особливосп, пов'язаш з характером занять, профшем вузу та факультету. У зв'язку з цим важливого значення набувае питання про можливють специф1чного впливу змюту осв1тньо! програми на основш компонента адаптацшного процесу.
Виршення ц1е! проблеми дозволяе оцшити можливост як резерв1в адаптаци студенпв, так i прогнози ефективносп !х д1яльносп в умовах виробництва.
Вiдмiнною рисою термшово1 адаптаци е те, що дiяльнiсть оргашзму протшае на межi його можливостей при майже повнiй мобшзацп фiзiологiчних pe3epBiB. На 0CH0Bi багаторазово1 реaлiзaцil термшово1 адаптаци розвиваеться довготривала aдaптaцiя, яка характеризуемся тим, що в шдсумку поступового кiлькiсного накопичення певних змш оргaнiзм набувае нову якiсть у вщповщному видi дiяльностi. Саме тому шформацшне навантаження е фактором, що aктивiзyе неспецифiчний компонент стресово! реакци, причому форма прояву останньо! в знaчнiй мiрi залежить вiд стану мехaнiзмiв регуляци. Розгортання aдaптaцiйного процесу супроводжуеться змiнaми фyнкцiонaльного перебудовування вегетативное' нервово1 системи та центральних регулюючих мехaнiзмiв. Анaлiз мехaнiзмiв регуляци, сшввщношення рiвнiв центрального i автономного контyрiв дозволяе об'ективно оцiнити ефективнiсть адаптаци i ll резерви [5]. З цього погляду, вaрiaбельнiсть серцевого ритму (ВСР) е шдикатором aдaптaцiйних реакцш, що визначае ll прогностичне i дiaгностичне значення.
Виходячи з цього, метою представлено1 роботи було виявлення специфiки вегетативних проявiв реaкцiй термшово1 адаптаци до iнформaцiйного навантаження студенев природничих та гyмaнiтaрних спецiaльностей Дншропетровського нaцiонaльного yнiверситетy iменi Олеся Гончара, що може розкрити деяю мехашзми формування фyнкцiонaльного стану оргaнiзмy i притаманних йому термiнових aдaптaцiйних реакцш.
МАТЕР1АЛИ I МЕТОДИ
У дослщженш приймали участь 178 умовно здорових стyдентiв природничих та гyмaнiтaрних спещальностей Днiпропетровського нaцiонaльного yнiверситетy iм. О. Гончара вшом 18-19 рокiв. На момент обстеження суб'екти не пред'являли скарг на здоров'я, на наявнють головного болю, фiзичнy стомленiсть, сонливють. До обстеження не залучали ошб якi займаються спортом, а також тих, хто за добу до обстеження вживав медикаменти, алкоголь, каву.
Особливост реакцш термшово1 адаптаци студенев до шформацшного навантаження визначали за показниками вaрiaбельностi серцевого ритму. Реестрацда кaрдiоiнтервaлiв здiйснювaли до та вщразу пiсля iнформaцiйного навантаження. Iнформaцiйне навантаження було пред'явлене у комп'ютерному виглядi тестiв Шульте, Горбова та Бурдона, як дозволяють оцiнити здaтностi до сприйняття значимо1 шформаци.
Для реестраци вaрiaбельностi серцевого ритму використовувався моштор серцевого ритму POLAR RS800CX (Фшляцщя, POLAR). Запис проводили згiдно з вимогами до проведення дослiдження [6]: в один i той же час - 9.00-12.00, в комфортних умовах, шсля короткостроково1 адаптаци, при спокшному дихaннi, у дiвчaт - в мiж менструальний перiод. Реестращя кaрдiоритмiв проводилась протягом 5 хвилин у комфортному положенш сидячi до та вщразу пiсля нформaцiйного навантаження.
Проводили анатз трьох кaтегорiй ВСР: часовий анатз (Time - Domain Results), частотний анатз (Frequency - Domain Results), та нелшшний анатз (Nionlinear Results). У чaстотнiй област aнaлiзyвaли показники HF (мс2; %); LF (мс2; %); VLF
(мс2; %); LF/HF; Total (мс2). В часовш областi - Mean RR (мс); SDNN (мс); RMSSD (мс); pNN50 (%). Нелiнiйнi властивост варiабельностi серцевого ритму були проанатзоваш за допомогою скатерограми (Scatter - розсдавання). За графiками варiацiйноï пульсограми визначали ряд показникiв, що дозволили у сукупносп дати якiсну оцшку вегетативного тонусу: моду, варiацiйний розмах, ампл^уду моди [6].
Статистична обробка результат здiйснювалась за допомогою пакепв "Statistika 6.0" та "Microsoft Excel". Було використано методи непараметричноï статистики: медiану, та iнтерквартильний розмах. Порiвняння залежних вибiрок проводили за допомогою критерда Вiлкоксона.
РЕЗУЛЬТАТИ ТА ОБГОВОРЕННЯ
На сьогоднi е очевидним, що ймовiрнiсть розвитку як донозологiчних, так i виражених патологiчних розладiв значною мiрою залежать вiд iнтенсивностi вегетативних реакцiй на звичайнi дiï зовшшнього середовища. Характер вегетативних реакцiй у вщповщь на зовнiшнi впливи може визначатися багатьма факторами, виявлення ролi яких дозволить здiйснювати ефективне попередження можливих порушень процесiв адаптацiï студенев до навчання [2, 7]. Специфша працi студентiв характеризуеться впливом на оргашзм великого обсягу iнформацiйного навантаження в умовах дефщиту часу, що призводить до типових змiн ряду вегетативних функцш i прогресуючого зниження рiвня здоров'я [4].
Вегетативш реакцiï становлять певну сумарну i неспецифiчну характеристику регуляторних механiзмiв [8]. ïх реестрацiя, в тому чи^ i змiни частоти серцевих скорочень, вщносяться до непрямих методiв вимiрювання iнформацiйних процесiв мозку, пов'язаних з управлшням функцiй органiзму. Саме тому, розлад вегетативного забезпечення будь-якого виду дiяльностi в органiзмi здатне з^рати фатальну роль, i як мшмум, створити недостатньо оптимальну адаптацiю, яка може проявитися у виглядi м'яких астешчних розладiв (втома, дратiвливiсть, тдвищена стомлюванiсть), так i бути причиною серйозного патолопчного стану [9]. Одним з важливих факторiв в цьому контекст стае направленiсть навчання, що полягае в щоденнш роботi студенев з певним видом iнформацiйних сигнатв в умовах змiнного середовища. Виходячи з поставлених задач ми дослщжували модуляцiю показникiв вегетативних адаптацiйних реакцш студенев рiзного напряму навчання шд дiею iнформацiйного навантаження.
Оцiнка скатерограм показала (табл. 1), що до шформацшного навантаження як у юнаюв, так i у дiвчат природничих i гуманггарних спецiальностей iснувала врiвноваженiсть процесiв регуляцiï зi сторони вегетативно!' нервово1' системи. Необхiдно пiдкреслити, що майже всi отриманi показники знаходились в межах норми для ошб даноï статi та вiку. У вшх дослiджених студентiв спостерiгалось лише незначне зниження, вщносно норми, показника моди (Мо, мс). Ампл^уда моди (Amo, %), яка виражае вiрогiднiсть моди у вiдсотках i свщчить про варiабельнiсть серцевого ритму, а також е вщображенням ефекту централiзацiï управлiння ритмом серця i адаптацшних процесiв в цiлому коливалась у дiапазонi 31,64-36,55%. Найбiльше значення шдексу напруження (1Н) регуляторних систем чи стрес^ндексу, який вiдрiзняеться високою чутливютю до посилення тонусу
симпатично! нервово! системи спостерiгалось у студенток гумаштарних спецiальностей - 118,93 у. о., найменше - 68,09 у. о. у студенев природничих спецiальностей, але обидва показника знаходились в межах норми (80 - 150 у. о.).
Таблиця1
Показники скатерограм та варiацiйних пульсограм ВСР дослщжених студенев до шформацшного навантаження (Медiана, верхнiй i нижнш квартилi)
Показник Природничi спецiальностi Гумаштарш спещальност
юнаки дiвчата юнаки дiвчата
Mo 0,7 0,7 0,63 0,61***
0,6; 0,73 0,65; 0,72 0,59; 0,72 0,56; 0,68
AMo 36,55 35,56 31,64* 33,32
32,23; 43,99 30,44; 37,99 27,27; 41,44 28,97; 44,75
ВР 0,37 0,28** 0,27 0,25*
0,29; 0,45 0,24; 0,34 0,24; 0,29 0,21; 0,3
ВПР 4,35 5,57** 5,49* 6,72*
3; 5,03 4,15; 6,4 4,86; 7,36 5,24; 8,39
1ВР 95,8 115** 105,71 142,52
78,48; 125,65 96,06; 159,72 98,51; 167,57 130,07; 161,83
ПАПР 55,29 48,99 46,84* 60,15
45,02; 69,48 42,23; 60,75 40,69; 64,18 46,14; 75,62
1Н 68,09 82,8 89,83* 118,93*
53,42; 103,93 65,3; 129,94 71,02; 135,11 97,57; 145,6
Примтка: Мо - мода, с; АМо - амплiтуда моди, %; ВР - варiацiйний розмах, с; ВПР -вегетативний показник ритму, у.о; 1ВР - вдекс вегетативно! рiвноваги, у.о; ПАПР -показник адекватносп процесiв регуляцi!, у.о; 1Н - iндекс напруження регуляторних систем (стрес-iндекс); *- вiрогiднiсть, рiзниця показникiв вiдносно дослiджених природничих спещальностей при р < 0,05. **- вiрогiднiсть, рiзниця показникiв вiдносно дослщжених юнаюв аналогiчних спецiальностей при р < 0,05.
Гендерний аналiз показав, що до iнформацiйного навантаження вiрогiдна рiзниця iснувала серед студентiв природничих спещальностей по показникам варiацiйного розмаху, вегетативного показника ритму та iндексу вегетативно! рiвноваги, а серед гумаштарних спещальностей - по показнику моди.
Порiвняльний анатз по напрямку навчання дав несподiванi для нас результати, оскшьки свiдчить, що як юнаки, так i дiвчата гуманiтарних спещальностей мають бiльшу варiабельнiсть серцевого ритму i такi показники скатерограм та варiацiйних пульсограм, якi в бшьшш мiрi вiдповiдають вегетативнiй рiвновазi, натомють у студентiв природничих спецiальностей вони свщчать про незначне превалювання симпатичного тонусу.
Результати частотних показниюв варiабельностi серцевого ритму (Time -Domain Results) (табл. 2) студенев природничих спещальностей показали, що як для юнаюв, так i для дiвчат в межах стандарту (Стандарти використання показниюв
ВСР, розроблеш Свропейським товариством кардюлопв i Пiвнiчно-американським товариством кардюстимуляци та електрофiзiологil) [10] знаходились нормованi показники низькочастотного (LF, %) спектру, загально! потужност (Total) та абсолютнi показники високочастотного (HF) спектру. У юнаюв спостерiгалось пiдвищення показникiв, вiдносно стандарт, дуже низькочастотного спектру (VLF, ms2, %) та низькочастотного (LF, ms2) спектру в 1,3 - 1,6 разiв, а також зниження майже в 2 рази нормованого показника високочастотного (HF, %) спектру, що в цшому характерне для стану стривоженост i напруження регуляторних систем. Наслщком такого розподiлу потужностей спектру е збiльшення в 2 рази коефщенту вагосимпатичного балансу (LF/HF), i зростання iндексу центратзаци (1Ц) до 6,46, що говорить про наявшсть симпатикотони та превалювання центрального контуру регуляци.
Таблиця 2
Показники частотного спектру ВСР дослщжених студентiв до шформацшного навантаження (Frequency - Domain Results) (Медiана, верхнiй i нижнш квартилi)
Показник Природничi спещальност Гумаштарш спещальносп
юнаки дiвчата юнаки дiвчата
VLF, ms2 2072 1064** 1737 1994,5***
1526,5; 2685 643; 1781 1068; 2582,25 1397;3045,25
VLF, % 41,6 41,8 45,915 48,95**
34,85; 56,05 23,35; 52,75 33,83; 54,23 36,56; 58,57
LF, ms2 1935 1113 1369,5 1608,5
1184; 3687,5 854,5; 1688 1060; 1699,5 869; 1982,5
LF, % 47,7 38,6 37,4 33,8
29,4; 50,9 34,55; 50,8 29,2; 48,58 21,88; 38,45
HF, ms2 620 529** 683 683,5*
445; 874 264; 741,5 481,25; 797 464; 1001,25
HF, % 13,5 14,9 17 16,78
9,9; 17,6 13,05; 24,4 12,86; 18,79 10,54; 21,825
Total, ms2 4348 2702 3726 4534,5
3382,5; 7230,5 2144,5; 3880 2618,5; 5330,5 2948,5; 5909
LF/HF 3,13 2,54 2,15* 1,6
1,85; 4,4 1,39; 3,63 1,74; 2,9 1,27; 3,32
Примтка: *- вiрогiднiсть, рiзниця показникiв вiдносно дослiджених природничих спещальностей при р < 0,05. **- вiрогiднiсть, рiзниця показникiв вiдносно дослщжених юнаюв аналогiчних спецiальностей при р < 0,05.
Дiвчата природничих спещальностей мали знижеш, порiвняно зi стандартом, показники високочастотного (НЕ, ms2, %) спектру i пiдвищенi показники дуже низькочастотного спектру (УЬР, %). Також виявлено пiдвищення в 1,5 рази вагосимпатичного коефщенту, що може свщчити про домiнування симпатично! ланки регуляци. 1ндекс централiзацii у дослiджених студенток дорiвнював 4,12, що е показником превалювання центральних механiзмiв регуляцii. Така картина може
вказувати на дисбаланс активностi вщдшв вегетативно! нервово! системи та наявшсть стресу. Незначнi гендернi особливостi показниюв ВСР, на наш погляд, могли бути вщображенням деяких гормональних кореля^в, бо вiдомо, що статевих вщмшностей у показниках ВСР немае.
У студенев гуманiтарних спецiальностей в межах стандарту знаходились т ж показники, що й у студенев природничих спецiальностей - нормованi показники низькочастотного (LF, %) спектру, загально! потужност (Total, мс2) та абсолютнi показники високочастотного (HF, мс2) спектру. Нижчим за стандарт виявився лише нормований показник потужносп високочастотного (HF, %) спектру. Вс iншi дослiдженi показники були вищими за стандарт, що найшло вiдображення в зростаннi коефщенту вагосимпатичного балансу (LF/HF) i шдексу централiзацi! (1Ц) у юнакiв до 2,15 i 4,55, а у дiвчат до 1,6 i 5,27 вщповщно. Така картина у студенев гуманiтарних спецiальностей може свiдчити про збалансовану роботу вiддiлiв вегетативно! нервово! системи та наявшсть бшьш нормотошчного типу регуляцi! серцевого ритму.
Результати часового анашзу варiабельностi серцевого ритму (табл. 3) виявили, що у дiвчат природничих спещальностей та у юнаюв гуманiтарних показник середньоквадратичного вщхилення (SDNN), який вiдображае сумарний ефект впливу симпатичного та парасимпатичного вщдшв вегетативно! нервово! системи на синушв вузол серця, був вiрогiдно нижчим за стандарт i вiдповiднi даш iншо! спецiальностi. Всi iншi показники: RMSSD та pNN50 у дослщжених студентiв знаходились в межах стандарту.
Таблиця 3
Показники часового аналiзу ВСР студентiв до шформацшного навантаження (Time - Domain Results) (Медiана, верхнiй i нижнш квартиш)
Показник Природничi спецiальностi Гумаштарш спещальносп
Юнаки Дiвчата Юнаки Дiвчата
SDNN, ms 67,8 52** 53,15* 63,4*
61,15; 84,15 46,9; 62,85 46,43; 71,28 55,85; 75,38
RMSSD, ms 40,9 35,8** 38,75 39,15
31,8; 50 25,25; 41 33,63; 41,4 31,85; 49,58
pNN50, % 15 9,35; 20,55 15,2 5,5; 19,25 16,65 5,15; 17,88 12,5 8,73; 18,78
Примтка: * - вiрогiднiсть, р1зниця показникiв вiдносно дослiджених природничих спещальностей при р < 0,05. **- вiрогiднiсть, рiзниця показникiв вiдносно дослщжених юнакiв аналогiчних спецiальностей при р < 0,05.
Пюля отримання результат ВСР студентiв обох напрямкiв навчання, всiм дослiдженим було запропоновано пройти тести Шульте, Горбова, Бурдона в комп'ютеризованому виглядi. Таким чином, кожен студент отримав однакове дозоване шформацшне навантаження. Слщ пiдкреслити, що юнакам i дiвчатам
природничих спещальностей на проходження цих теспв було необхщно, в середньому, 12 i 13 хвилин, а техшчних - 14 i 11 хвилин вщповщно.
Анатз скатерограм та варiацiйних пульсогрвм ВСР студентiв шсля iнформацiйного навантаження показав (табл. 4), що вiрогiднi змiни iснували по показникам ВР серед дiвчат природничих спещальностей i по показникам Мо, ВР та ВПР серед юнаюв i iндексу напруження серед дiвчат гуманiтарних спецiальностей.
Таблиця 4
Показники скатерограм та варiацiйних пульсограм ВСР дослщжених студенев пiсля 1нформац1йного навантаження (Медiана, верхнiй i нижнш квартиш)
Показник Природничi спецiальностi Гумаштарш спещальност
юнаки дiвчата юнаки дiвчата
Mo 0,67 0,63; 0,76 0,73 0,64; 0,74 0,7© 0,64; 0,8 0,65* 0,61; 0,69
АМо 37,81 36,53; 44,35 33,82** 31,27; 36,51 35,13 29,58; 41,76 36,64 29,58; 44,53
ВР 0,34 0,31; 0,41 0,3**£ 0,26; 0,35 0,32© 0,3; 0,34 0,28** 0,26; 0,32
ВПР 4,02 2,96; 5,21 4,69** 4,04; 5,74 4,4© 3,48; 5,31 5,38*** 4,66; 6,6
1ВР 106,21 81,17; 122,03 111,33 90,56; 143,93 110,32 96,61; 127,11 119,9 11,22; 176,6
ПАПР 57,20 49,87; 64,39 48,66** 43,89; 53,11 51,06* 41,88; 59,23 57,24** 46,63; 67,37
1Н 81,3 48,01; 96,75 77,16 66,18; 100,41 82,4 61,98; 94,72 95,71£ 74,99; 130,9
Примтка: © - вiрогiднiсть, рiзниця показникiв вiдносно юнакiв до шформацшного навантаження при р < 0,05. £ - вiрогiднiсть, рiзниця показниюв вiдносно дiвчат до iнформацiйного навантаження при р < 0,05. Iншi позначки як у таблиц 1.
Пюля наданого 10-15 хвилинного iнформацiйного навантаження нами була вiдмiчена тенденцiя до зростання показника ампл^ди моди (АМо), що е корелятом зниження варiабельностi серцевого ритму i адаптацшних можливостей органiзму. Незважаючи на це, детальний аналiз не виявив зсувiв будь-яких показникiв скатерограм за межi норми для осiб даного вшу та стал.
Стосовно змш показникiв частотного спектру ВСР (рис. 1) стд пiдкреслити, що шформацшне навантаження у студентiв природничих спещальностей призводило до вiрогiдного пiдвищення загально! потужносп спектру (Total, ms2), що у юнаюв було пов'язано з вiрогiдним зростанням нормованого показника дуженизькочастотного спектру (VLF, %). Це знайшло вщображення у зростаннi спiввiдношення LF/HF i iндексу централiзацiï. Така картина свщчить про включення в адаптацшш реакцiï центральних ерготропних i гуморально-метаболiчних механiзмiв регуляцiï серцевого ритму.
Рис.1 Показники частотного аналiзу ВСР юнак1в пiсля iнформацiйного навантаження (Frequency - Domain Results)
Примтка: по Bici абсцис - показники частотного анатзу ВСР; по Bici ординат - медiана, % по вщношенню до iнформацiйного навантаження; ©- вiрогiднicть, рiзниця показникiв вiдноcно до шформацшного навантаження при р < 0,05.
У юнашв гуманiтарних спещальностей дозоване iнформацiйне навантаження викликало вiрогiдне зростання абсолютних показникiв дуженизькочастотного (VLF, мс2) i високочастотного (HF, мс2) cпектрiв, що призвело до зростання сшвв1дношення LF/HF i iндекcу централiзацii. Крiм того, вийшли за меж1 норми i стали вищими за rai показники: загальноi потужноcтi - у юнак1в природничих i гумаштарних cпецiальноcтей i дуженизькочастотного спектру (VLF, мс2) у юнакiв гуманiтарних спещальностей.
Частотний аналiз ВСР дiвчат показав (рис. 2), що у студенток природничих спещальностей вiрогiдно виросли показники загальноi потужност спектру (Total, мс2) i cпiввiдношення LF/HF, а у студенток гумаштарних - абсолютш i нормованi показники низькочастотного спектру (LF, мс2, %) i cпiввiдношення LF/HF, яке вийшло за меж1 стандарту i перевищило його в 1,7 рази. Крiм того, вищими за норму став показник загальноi потужноcтi спектру (Total, мс2) i низькочастотного спектру (LF, мс2) у студенток природничих спещальностей.
Щодо показнишв часового аналiзу (рис. 3), то вiрогiднi змши пicля iнформацiйного навантаження cпоcтерiгалиcь за показниками стандартного в1дхилення cереднiх значень NN-iнтервалiв (SDNN, мс) у юнак1в i дiвчат природничих cпецiальноcтей i юнак1в гуманiтарних cпецiальноcтей, а також показника RMSSD, який вiдображаe здатшсть синусного вузла до концентрацii серцевого ритму у дiвчат природничих спещальностей. Bci iншi показники часового аналiзу варiабельноcтi серцевого ритму у студенлв природничих cпецiальноcтей мали тенденцiю до зниження, а у cтудентiв гумаштарних - до зростання. Таким чином, зниження бшьшосл часових показнимв ВСР тд дieю стандартного iнформацiйного навантаження у студенлв гуманiтарних cпецiальноcтей в1дповдае посиленню впливiв cимпатичноi нервовоi системи i вищих центрiв регуляцп, в той
час зростання означених показник1в у студента гумаштарних спец1альностеи -посиленню вплив1в парасимпатично! нервово! системи.
Рис. 2 Показники частотного анал1зу ВСР д1вчат тсля шформацшного навантаження (Frequency - Domain Results)
Примтка: *- в1ропдтсть, р1зниця показниюв в1дносно природничих спещальностей при р < 0,05. £ - в1ропдтсть, р1зниця показниюв в1дносно до шформацшного навантаження при р < 0,05. 1нш1 позначки як на рис. 1.
Рис. 3 Показники часового анал1зу ВСР студенлв тсля шформацшного навантаження (Time - Domain Results).
Примтка: * - в1ропдшсть, р1зниця показниюв вщносно дослщжених природничих спещальностей при р < 0,05; **- в1ропдтсть, р1зниця показниюв в1дносно дослщжених юнаюв аналопчних спещальностей при р < 0,05; © - в1ропдтсть, р1зниця показниюв в1дносно юнак1в до шформацшного навантаження при р < 0,05; £ - в1ропдтсть, р1зниця показник1в вщносно д1вчат до шформацшного навантаження при р < 0,05.
Ha cьогоднi, вpaxовyючи вeличeзний мacив дaниx, який можнa отpимaти ^и peecтpaцiï вapiaбeльноcтi cepцeвого pитмy, догать aктyaльними e мeтоди cyмapноï ощнки покaзникiв BCP. Одним з тaкиx мeтодiв e cyмapнa оцiнкa peгyлятоpниx cиcтeм (COPC) [11]. COPC xлопцiв i дiвчaт пpиpодничиx cпeцiaльноcтeй як до, тaк i пicля iнфоpмaцiйного нaвaнтaжeння бyлa в дiaпaзонi вщ +4 до +6, що вiдповiдae cтaнy фyнкцiонaльного нaпpyжeння i мобiлiзaцiï фyнкцiонaльниx peзepвiв cepцeво-cyдинноï cиcтeми. Адaптaцiя оpгaнiзмy до пpeд'явлeниx зaдaч зaбeзпeчyeтьcя в цьому випaдкy бшьш виcоким, нiж y ноpмi нaпpyжeнням peгyлятоpниx cиcтeм. У cтyдeнтiв гyмaнiтapниx cпeцiaльноcтeй COPC доpiвнювaлa +3, що вiдповiдae вepxнiй мeжi ноpми i мiнiмaльномy нaпpyжeнню cиcтeм peгyляцiï, a тaкож зaдовiльною aдaптaцieю до умов зовшшнього cepeдовищa. Taкa cитyaцiя xaparcrepra для збaлaнcовaноï aктивноcтi cимпaтичного i пapacимпaтичного вiддiлiв вeгeтaтивноï нepвовоï статеми.
Haшi peзyльтaти покaзaли, що в cyчacномy pитмi життя з бeзпepepвним потоком iнфоpмaцiï peaкцiï тepмiновоï aдaптaцiï cтyдeнтiв до iнфоpмaцiйного нaвaнтaжeння виявилдаь зaдовiльними. Ц вeгeтaтивнi peaкцiï являють cобою cпeцифiчнy кaтeгоpiю покaзникiв, що вiдобpaжaють фyнкцiонaльний cтaн людини. Biдомо, що pозyмовa дiяльнicть cyпpоводжyeтьcя cклaдним комплeкcом нeйpогyмоpaльниx зpyшeнь, якi зaбeзпeчyють eфeктивнy aдaптaцiю до pоботи i фоpмyвaння вiдповiдного piвня фyнкцiонaльного CTa^. Oчeвидно, що змicт вeгeтaтивниx pea^rn пpи iнфоpмaцiйномy нaвaнтaжeннi визнaчaeтьcя поедтанням бeзлiчi фaктоpiв. Пpeдcтaвляeтьcя тaкож очeвидним, що ймовipнicть pозвиткy пaтологiчниx pозлaдiв знaчною мipою зaлeжить вiд im^crn^cn вeгeтaтивниx peaкцiй нa звичaйнi дп зовнiшнього cepeдовищa. B якоcтi iнфоpмaцiйного нaвaнтaжeння тecти Шyльтe, Гоpбовa i Бypдонa, нa пpоxоджeння якиx CT^ernrc витpaчaли 8-15 xвилин, дозволяють ощнити здaтноcтi cтyдeнтiв до cпpийняrтя зшчущо1' iнфоpмaцiï. Cьогоднi cepйознe зaнeпокоeння виклигае eнтpопiя iнфоpмaцiйного пpоcтоpy, що ^изводить до пaдiння якоcтi iнфоpмaцiï зa paxyнок швидкого збiльшeння ïï кшькоеп. Haйбiльшa кiлькicть дaниx, якi людиш можe cпpийняти, cтaновить близько 8 одиниць та ceкyндy [12]. Biдповiднicть зa зaбeзпeчeння cпpийняrтя iнфоpмaцiï цшком лягae нa вeгeтaтивнy нepвовy стогему. He мeнш вaжливим acпeктом вивчeння вeгeтaтивниx peaкцiй пpи pозyмовiй pоботi cлiд ввaжaти гeндepний чинник. Haявнi вiдомоcтi пpо гeндepнi оcобливоcтi pea^rn нa pозyмовe нaвaнтaжeння ноcять cyпepeчливий xapaктep - вiд повного зaпepeчeння тeндepниx вiдмiнноcтeй до виcновкy ^о бiльшy пошиpeнicть пaтологiï cepцeво-cyдинноï cиcтeми y чоловiкiв, зaйнятиx pозyмовою пpaцeю, в поpiвняннi з жштами [13, 14]. Ми нe виявили зшчущж вiдмiнноcтeй мiж юнaкaми i дiвчaтaми в фоpмyвaннi вeгeтaтивниx aдaптaцiйниx peaкцiй нa iнфоpмaцiйнe нaвaнтaжeння. Taкож, нe було piзницi в мexaнiзмax фоpмyвaння циx peaкцiй y cтyдeнтiв piзниx нaпpямкiв нaвчaння. Адaптaцiйнa peaкцiя i ïï eнepгeтичнe зaбeзпeчeння, a зтачить i здaтнicть до пepepобки iнфоpмaцiйниx cигнaлiв зaлeжaли вiд виxiдного тонycy вeгeтaтивноï нepвовоï cиcтeми. ^бто, пiдвищeний cимпaтичний тонyc y cтyдeнтiв пpиpодничиx нaпpямкiв нaвчaння пiд впливом iнфоpмaцiйного нaвaнтaжeння пpизводив до нaпpyжeння peгyлятоpниx cиcтeм i мобiлiзaцiï фyнкцiонaльниx
peзepвiв cepцeво-cyдинноï cиcтeми. Haтомicть, тaкe ж iнфоpмaцiйнe нaвaнтaжeння нa фош виявлeноï ноpмотонiï y cтyдeнтiв гyмaнiтapниx cпeцiaльноcтeй xapaктepизyвaлоcь мiнiмaльним нaпpyжeнням cиcтeм peгyляцiï i aдaптaцiï. B cyчacниx yмовax пiдвищeного iнфоpмaцiйного нaвaнтaжeння до оpгaнiзмy людини пpeд'являютьcя виcокi aдaптaцiйнi вимоги. Ha cьогоднi здоpов'я людини в бaгaтьоx випaдкax зaлeжить вщ iнфоpмaцiйноï peзиcтeнтноcтi, якa Гpyнтyerьcя m вeгeтaтивномy зaбeзпeчeннi циx пpоцeciв. ^и pозyмовiй пpaцi мозок - ад нe тiльки peгyлюючий, aлe i пpaцюючий оpгaн, тому вплив iнтeлeктyaльниx нaвaнтaжeнь познaчaerьcя нacaмпepeд нa фyнкцiонaльномy cтaнi цeнтpaльноï нepвовоï cиcтeми i оpгaнiзмy в цiломy.
ВИСНОВКИ
Haшi доcлiджeння покaзaли, що вeгeтaтивнi пpояви pea^rn тepмiновоï aдaптaцiï cтyдeнтiв piзниx та^ям^ нaвчaння до iнфоpмaцiйного нaвaнтaжeння зaдовiльнi i зaлeжaть вiд виxiдного TO^cy вeгeтaтивноï нepвовоï cиcтeми.
1. У ютив i дiвчaт пpиpодничиx cпeцiaльноcтeй виявлeно пiдвищeння вiдноcно cтaндapтiв iндeкcy нaпpyжeння, покaзникiв дyжe низькочacтотного crappy (VLF) тa низькочacтотного (LF) crappy в 1,3 - 1,4 paзiв, a тaкож знижeння, поpiвняно зi cтaндapтом, покaзникa виcокочacтотного (HF) cпeктpy. Hacлiдком цього e вipогiднe збiльшeння в 1,5-2 paзи коeфiцieнтy вaгоcимпaтичного бaлaнcy (LF/HF), що вкaзye та поpyшeння cпiввiдношeння впливу cимпaтичного тa пapacимпaтичного вiддiлiв вeгeтaтивноï нepвовоï cиcтeми нa peгyляцiю cepцeвого pитмy, пpeвaлювaння цeнтpaльного контypy peгyляцiï тa нaявнicть cимпaтикотонiï.
2. Юнaкaм i дiвчaтaм гyмaнiтapниx cпeцiaльноcтeй бyлa пpитaмaннa тaкa ж тeндeнцiя модуляцп покaзникiв вiдноcно cтaндapтiв, як i cтyдeнтaм пpиpодничиx cпeцiaльноcтeй, aлe aбcолютнi знaчeння чacтотного cпeктpy були тaкi, що cвiдчили пpо збaлaнcовaнy pоботy вщдшв вeгeтaтивноï нepвовоï cиcтeми тa таявшее бiльш ноpмотонiчного типу peгyляцiï cepцeвого pитмy. B той жe чac було зapeecтpовaно зpоcтaння, вiдноcно cтaндapтiв, коeфiцieнтy вaгоcимпaтичного бaлaнcy (LF/HF) i i^^^y цeнтpaлiзaцiï (1Ц) y ютив до 2,15 i 4,55, a y дiвчaт до 1,6 i 5,27 вщповщно.
3. У cтyдeнтiв пpиpодничиx i гyмaнiтapниx cпeцiaльноcтeй iнфоpмaцiйнe нaвaнтaжeння пpизводило до тaкиx змш покaзникiв BCP, що cyмapнa оцшта peгyлятоpниx cиcтeм (COPC) xлопцiв i дiвчaт пpиpодничиx cпeцiaльноcтeй бyлa в дiaпaзонi вiд +4 до +6, що вiдповiдae cтaнy фyнкцiонaльного нaпpyжeння i мобiлiзaцiï фyнкцiонaльниx peзepвiв cepцeво-cyдинноï cиcтeми. У cтyдeнтiв гyмaнiтapниx cпeцiaльноcтeй COPC доpiвнювaлa +3, що вiдповiдae збaлaнcовaнiй pоботi cимпaтичного i пapacимпaтичного вiддiлiв вeгeтaтивноï нepвовоï cиcтeми, мiнiмaльномy нaпpyжeнню cиcтeм peгyляцiï, a тaкож зaдовiльнiй aдaптaцiï до пpeд'явлeного iнфоpмaцiйного нaвaнтaжeння.
Список лiтератури
1. Андрианов В.В. Вариабельность сердечного ритма при выполнении различных результативных задач / Андрианов В.В., Василюк Н.А. // Физиол. человека. - 2001. - Т.27. - №4. - С. 50-55.
2. Виленский М.Я. Здоровый образ и стиль жизни студента: методологический анализ/ М.Я. Виленский // Педагогическое образование и наука. - 2009. - № 3. - С. 15 - 18.
3. Макаренко М.В. Гемодинамика головного мозга и сердечный ритм при умственной деятельности людей с разными индивидуально-типологическими свойствами высших отделов центральной нервной системы / М.В. Макаренко, В.С. Лизогуб, Л.1. Юхименко, Н.П. Черненко // Ученые записки Таврического национального университета им. В.И. Вернадского. Серия «Биология, химия». - 2012. - Т. 25 (64), № 4. - С.136-143.
4. Хватова М.В. Физиологические механизмы адаптации к различным образовательным средам / М.В. Хватова, Е.В. Волкова // Рос. физиол. журн. XIX съезд физиол. общества им. И. П. Павлова. Тез. докл. Часть 2. - 2004. - Т. 90. - №8. - С. 181-182.
5. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем: метод. рекомендации / Р. М. Баевский [и др.]. - М.: Наука, 2002. - 53 с.
6. Баевский Р. М. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе / Р. М. Баевский, О.И. Кириллов, С.М. Клецкин. - М.: Наука, 1998. - 221 с.
7. Алексанянц Г.Д. Использование феномена сердечно-дыхательного синхронизма для оценки регуляторно-адаптивных возможностей организма юных спортсменов/ Г.Д. Алексанянц // Теория и практика физ. культуры. - 2004. - № 8. - С. 25.
8. Агаджанян, Н.А. Учение о здоровье и проблемы адаптации / Н.А. Агаджанян, P.M. Баевский, А.П. Берсенева. - Ставрополь: Изд-во СГУ, 2000. - 204 с.
9. Вегетативные расстройства: Клиника, диагностика, лечение./ под ред. А. М. Вейна. - М.: ООО «Медицинское информационное агенство», 2003. - 752 с.
10. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. Heart rate variability. Standarts of Measurement. Physiological interpretation and clinical use // Circulation. - 1996. - V. 93. - P. 1043-1065.
11. Бабунц И.В. Азбука анализа вариабельности сердечного ритма / И.В. Бабунц, Э.М. Мириджанян, Ю.А. Машаех. - Москва, 2010. - 112 с.
12. Алферов А. В. Механизация и автоматизация управленческого труда / А. В. Алферов ; под общ. ред. В. Г. Шорина. - М. : Знание, 1976. - 255 с.
13. Shoemaker, J.K. Gender affects sympathetic and hemodynamic response to postural stress / J.K. Shoemaker, C.S. Hogeman, M. Khan, D.S. Kimmerly, L.I. Sinoway // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. - 2001. - V. 281. - N5. - P. 2028-2035.
14. Eller, N.H. Total power and high frequency components of heart rate variability and risk factors for atherosclerosis / N.H. Eller // Auton. Neurosci. - 2007. - V. 131. - N. 1-2. - P. 123-130.
Исаков А.А. Вегетативные проявления реакций срочной адаптации студентов к информационной нагрузке / А.А. Исаков, В.П. Ляшенко, Г.С. Петров // Ученые записки Таврического национального университета им. В.И. Вернадского. Серия «Биология, химия». - 2013. -Т. 26 (65), № 4. - С.46-59.
По временным, частотным и нелинейными показателями вариабельности сердечного ритма (ВСР) анализировали адаптационные реакции студентов и студенток естественных и гуманитарных специальностей к информационной нагрузке. Показано, что у студентов естественных специальностей в регуляции ВСР превалирует симпатический тонус, в то время как у студентов гуманитарных специальностей - нормотонический. Установлена корреляция между доминирующим тонусом вегетативной регуляции и диапазоном адаптационно - компенсаторных реакций и резервных возможностей организма на информационную нагрузку. Рассматривается возможная зависимость указанных реакций от пола, направленности обучения и исходного тонуса вегетативной нервной системы.
Ключевые слова: вегетативная нервная система, срочная адаптация, студенты, вариабельность сердечного ритма, информационная нагрузка.
AUTONOMIC MANIFESTATIONS REACTIONS URGENT ADAPTATION OF STUDENTS TO INFORMATION OVERLOAD
Isakov A.A.1, Ljashenko V.P.1, Petrov G.S.2
1Dnepropetrovsk National University of Oles Gonchar, Ukraine
2Dnipropetrovsk State Institute of Physical Culture and Sport, Dnipropetrovsk
E-mail: lyashenkov@mail.ru
On time, frequency, and nonlinear heart rate variability (HRV) analyzed the adaptive response of male and female students of natural and humanities to information load. The study involved 178 students of healthy natural and humanities Dnipropetrovsk National University. Honchar aged 18-19. Features urgent adaptation reactions of students to the information load is determined by the heart rate variability. Registration cardio performed before and immediately after the data load. Information load has been presented in the form of computer tests Schulte, Gorbova and Bourdon, which assess the ability to perceive important information .
For registration of heart rate variability used a heart rate monitor POLAR RS800CX (Finland, POLAR). Analyzed three categories HRV: time analysis (Time - Domain Results), frequency analysis (Frequency - Domain Results), and nonlinear analysis (Nionlinear Results). In the time domain analyzed indicators HF, LF, VLF, LF/HF, Total. In the frequency domain - Mean RR, SDNN, RMSSD, pNN50. Nonlinear properties of heart rate variability were analyzed using skaterogramy (Scatter - scattering). According to the graph variational pulsogramy determined number of indicators which together give a qualitative assessment of autonomic tone: fashion, variation range, the amplitude of fashion. Our studies showed that autonomic manifestations of urgent adaptation reactions students of different specialties to load satisfactory information and depend on the initial tone of the autonomic nervous system. Do boys and girls Natural Sciences revealed elevation relative standards of stress index, indicators are very low frequency range (VLF) and low frequency (LF) range of 1,3 - 1,4 times, as well as a decline compared with the standard indicator of the high (HF) spectrum. The result is a significant increase in the coefficient of 1,5-2 vagosimpaticheskoy balance (LF/HF), which indicates a violation of relations influence of the sympathetic and parasympathetic autonomic nervous system on heart rate regulation, the prevalence of central regulation and the presence of sympathic. Boys and girls humanities was inherent modulation of the same trend indicators on standards, as well as students of natural specialties, but the absolute values of the frequency spectrum were those who showed a balanced work of the divisions of the autonomic nervous system and the availability of more normotonicheskogo type of heart rhythm regulation. At the same time, recorded an increase, relative to the standards vagosimpaticheskoy balance ratio (LF/HF) and centralization index (CI) in boys and 4,55 to 2,15, and the girls to 1,6 and 5,27, respectively. Students of natural and humanities information load led to the changes of HRV that the total valuation of the regulatory systems (SARS) guys Natural Sciences was in the range of +4 to +6, which corresponds to a state of functional stress and mobilization of functional reserves of cardio - vascular system. Arts Students SARS is +3, which corresponds to a balanced work of sympathetic
and parasympathetic divisions of the autonomic nervous system, the minimum voltage regulation systems, as well as satisfactory adaptation to the presented information load. The correlation between the dominant tone of the autonomic regulation and range of adaptive - compensatory reactions and reserve capacity of the organism to the information overload. The possible dependence of the reactions of sex, orientation training and initial tone of the autonomic nervous system.
Keywords: autonomic nervous system, special adaptation, students, heart rate variability, the information load.
References
1. Andrianov V. V, Vasylyuk N. A. Heart rate variability during various productive tasks, Physiology. Man, 27, № 4 (2001) P. 50-55.
2. Vilensky M. J. Healthy way of life and style of the student: a methodological analysis, Teacher education and science. № 3 (2009) P. 15 - 18.
3. Makarenko M. V., Lizogub V. S., Yukhimenko L. I., Chernenko N. P. Cerebral hemodynamics and heart rate during mental activity of people with different individual- typological properties of higher central nervous system, Proceedings of the Tauride National University V. I. Vernadsky. Series «Biology, chemistry» 25 (64), № 4 (2012) - P.136 -143.
4. Khvatova M. V., Volkova E. V. Physiological mechanisms of adaptation to different educational environments, Rus. Physiol. journal. XIX Congress of Physiol. Society named. Pavlov. Tez. of reports. Part 2. 90, № 8. (2004) - P. 181-182.
5. Analysis of heart rate variability using different electrocardiographic systems: method. recommendations / RM Baevsky [ et al.] - Moscow: Nauka, 2002 . - 53p.
6. Baevsky R. M., Kirillov O. I., Kletskin S. M. Mathematical analysis of changes in heart rate during stress. - Moscow: Nauka, 1998. - 221p.
7. Aleksanyants G. D. Using the phenomenon of cardiorespiratory synchronism to assess the regulatory and adaptive capabilities of the organism of young sportsmen, Theory and Practice nat. culture. № 8 (2004) P. 25.
8. Aghajanian N. A., Baevskii P. M., Berseneva A. P. Teaching about health and adjustment problems, -Stavropol Univ SSU, 2000. 204 p.
9. Autonomic dysfunction: The clinic, diagnosis, treatment. Ed. A. Wayne. - Moscow: OOO "Medical Information Agency" (2003), 752 p.
10. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. Heart rate variability. Standarts of Measurement. Physiological interpretation and clinical use / / Circulation. - 1996 . - V. 93. - P. 1043-1065.
11. Babunts IV ABCs of HRV analysis / IV Babunts , EM Mirijanyan , Y. Mashaeh . - Moscow, 2010. - 112.
12. Alferov A. V. Mechanization and automation of administrative work. - M.: Knowledge, 1976. 255 p.
13. Shoemaker J. K., Hogeman C.S., Khan M., Kimmerly D. S., Sinoway L. I. Gender affects sympathetic and hemodynamic response to postural stress, Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol, 281, N5. (2001) P. 2028-2035.
14. Eller N. H. Total power and high frequency components of heart rate variability and risk factors for atherosclerosis, Auton. Neurosci. 131, N. 1-2 (2007), - P. 123-130.
nocmynuna e pedaKU,uw 29.11.2013 ¿.
