CC BY
6
ric indices obtained with these tables, as well as a correlation between the results obtained by applying these methods. In addition, anthropometric indices (body weight, height, physical development harmonicity) were studied in 1st- and 5th-form pupils from Moscow general educational schools. The basic trends of the schoolchildren's physical development in
the past 10 years are analyzed. The findings indicate the positive changes in Moscow schoolchildren's physical development, which are characterized by an increase in the number of children with a normal body weight, by a relative decrease in that of children with low body weight, and by a rise in the proportion of tall children.
® КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ 2004 УДК 613.96:612.313.1.064:613.863-057.87
С. М. Минасян, Э. С. Геворкян, А. В. Даян, Г. Г. Григорян, Г. С. Григорян
ВЛИЯНИЕ УМСТВЕННО-ЭМОЦИОНАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ НА СОДЕРЖАНИЕ ЭЛЕКТРОЛИТОВ В СЛЮНЕ СТАРШЕКЛАССНИКОВ
Ереванский государственный университет
Большинство старшеклассников обучение в общеобразовательных школах сочетают с занятиями на подготовительных курсах в вузах. Продолжительность уроков (7—8 ч в день), интенсификация учебного процесса при ограниченной двигательной активности отрицательно сказываются на самочувствии юношей и девушек [1]. Чрезмерная нагрузка и малоэффективный отдых провоцируют напряжение регуляторных систем, приводят к целому ряду сложных изменений, обусловливающих снижение адаптивных возможностей организма [13]. Утомление выражается в изменении функционального состояния физиологических систем организма по умственной работоспособности, статистическим параметрам сердечного ритма, сдвигам в симпатоад-реналовой системе и обменных процессах в дневном, недельном и годовом временных периодах [1, 3, 4, 6, 14, 15]. Часто у юношей и девушек к концу учебного года вследствие чрезмерной учебной нагрузки, несоблюдения физиолого-гигиенических принципов организации обучения, нарушения режима дня наблюдается незавершение процесса адаптации (дезадаптация).
В последнее время в литературе [17, 18] встречаются сведения о метаболизме электролитов при различных патологических состояниях. Однако, несмотря на несомненную актуальность, довольно редки и противоречивы исследования, отражающие электролитный баланс у детей и подростков при умственной нагрузке. Последнее обстоятельство послужило основанием для изучения реакции и К+-экскреторной функции слюнных желез старшеклассников-абитуриентов на умственную и психоэмоциональную нагрузки. Известно, что К+-экскреторная функция слюнных желез обусловлена состоянием вегетативной нервной и эндокринной систем и находится в обратной зависимости от количества кортикостероидов и катехола-минов в крови [7|.
Исследования проводили среди 52 учеников-десятиклассников в течение учебного года и в период вступительных экзаменов в вузы. Измеряли основные показатели кардиогемодинамики: пульс, АД (систолическое — САД, диастолическое — ДАД) по методу Короткова. По формуле Старра рассчитывали систолический (СО) и минутный (МОК) объемы крови.
Регистрацию и обработку длительностью по 2,5 мин ЭКГ испытуемых осуществляли на компьютере 1ВМ-486. Математический анализ ритма сердца проводили методом вариационной пульсометрии
по критериям Р. М. Баевского и соавт. [2] с помощью компьютерной программы "Cardio", разработанной в лаборатории "Математического моделирования нервной системы" Института физиологии имени Л. А. Орбели HAH РА. Программа обеспечивала автоматическую регистрацию и анализ R— /^-интервалов с построением кардиоинтервало-грамм. Вычисляли следующие интегральные показатели ритма сердца: амплитуду моды — АМо, моду — Мо, Ах — вариационный размах, Vk — коэффициент вариации кардиоинтервалов, ИН — индекс напряжения.
Уровень Na+ и К+ в слюне определяли атомно-эмиссионным методом по наиболее интенсивной спектральной линии электролитов (766,49 и 589,2 нм для Na+ и К+ соответственно). Измерения осуществляли на атомно-абсорбционном спектрометре "AAS1" в эмиссионном режиме работы прибора. Рассчитывали также №+/К+-коэффициент. Слюну у испытуемых на всех этапах изучения брали в утренние часы, в одно и то же время.
Исследования проводили в течение учебного года (сентябрь, октябрь, декабрь, февраль, апрель, май, июнь), а также в период вступительных экзаменов в 5 экспериментальных ситуациях: 1 — за 2— 2,5 мес до экзамена в обычный учебный день, 2 — за несколько дней до экзамена, 3 — за день до экзамена, 4 — через день и 5 — через 1—1,5 мес после экзаменов.
Полученные данные подвергнуты статистической обработке на компьютере с учетом /-критерия Стьюдента.
' В первой серии исследований изучали Na+- и К+-экскреторную функцию слюны абитуриентов в течение учебного года. Полученные данные представлены в таблице. Анализ количественных пока-
Измсненис содержания электролитов (в ммоль/л) в слюне абитуриентов в учебном году
Этап исследования Na* К* NaVK*
Сентябрь 6,47 + 0,78 19,22 ± 1,93 0,34 ± 0,031
Октябрь 3,82 ± 0,75* 23,51 ± 2,76* 0,16 ± 0,02*
Декабрь 5,^2 ± 0,86 20,76 ± 2,48 0,26 ± 0,022
Февраль 5,65 ± 0,88 21,08 ± 2,64 0,27 ± 0,029
Апрель 6,03 ± 1,08 20,54 ± 2,78 0,29 ± 0,024
Май 3,68 ± 0,97* 25,08 ± 3,12* 0,15 ± 0,035
Июнь 5,73 ± 0,99 19,82 ± 1,74 0,29 ± 0,034
Примечание. Звездочки — достоверность различий с сентябрем: одна — р < 0,05, две — р < 0,01, три — р < 0,001.
зателей выведения Ыа+ и К+ со слюной, полученных в конце сентября, показал отсутствие сильно выраженных изменений по сравнению с исходными данными, наблюдаемыми в начале сентября. Динамика изменения показателей и К+ в слюне в течение учебного года носила волнообразный характер. В конце октября в слюне абитуриентов наблюдалось уменьшение количества на 40,9% (р < 0,05) и увеличение уровня К+ на 22,3% (р < 0,05). №+/К+-коэффициент соответственно снижался на 52,9% {р < 0,001). Согласно данным С. А. Борисовой [5], у подростков уровень снижения №+/К1-коэффициента соответствует трудности усваиваемого материала. По мнению автора, изменения параметров водно-солевого обмена, возникающие под влиянием учебной нагрузки, могут носить как благоприятный, так и неблагоприятный характер. Полученные результаты подтверждают наличие определенной качественной связи между нейросекреторной функцией слюнных желез, активностью симпатоадреналовой и гипофиз-надпочечниковой систем. А. И. Лищером [10] показано наличие высокой степени нервно-эмоцио-нального напряжения у подростков в возрасте 15— 16 лет в начале учебного года, что приводит к увеличению экскреции с мочой катехоламинов, в основном адреналина. Очевидно, этот период для абитуриентов совпадает с началом частных занятий. Повышенное утомление, наблюдаемое в течение учебного года, сопровождалось увеличением экскреции №+ со слюной и уменьшением содержания К+ по сравнению с аналогичными показателями в октябре (см. таблицу). Наблюдаемое нами увеличение концентрации выводимого в период III и IV четверти, по сравнению с показателями в I четверти, по-видимому, является результатом снижения общей функциональной активности организма и связано со сдвигом вегетативного баланса в сторону усиления холинергических влияний [12]. Подтверждением наличия такого механизма у испытуемых в данной серии исследований служит выявленное в ходе экспериментов в период от I к IV четверти ослабление реакции сердечно-со-судистой системы, сопровождаемое понижением АД, СО и МОК, а также урежением частоты сердечных сокращений (ЧСС). Полученные данные соответствуют предположению ряда авторов об относительно небольшом изменении концентрации К+ в течение суток и наличии выраженной суточной периодичности в выведении со слюной 1Ма+ [7, 16]. В поддержании колебаний концентрации Ыа+ плазмы крови в узких пределах участвуют многие регуляторные системы — гипоталамус, гипофиз, эпифиз, надпочечники, почки, слюнные и потовые железы, а также ткань правого предсердия [17].
Поданным Г. В. Кмить и Е. В. Тамбовцевой [8], утомление, развивающееся под действием учебной нагрузки, проявляется в снижении процентного прироста Ыа+/К+-коэффициента к концу учебного дня от 8-го к 10-му классу. По мнению авторов, ослабление выраженности дневных колебаний показателей минерального обмена может служить одним из критериев утомления организма. В конце IV четверти (в мае), накануне выпускных экзаменов, требующих от учащихся высокого умственно-эмоционального напряжения, наблюдался второй пик
понижения скорости выведения 1Ча+ и повышения — К+. Экскреция Иа+ в этот период уменьшалась на 43,1%, а К+ — увеличивалась на 30,5%, соответственно на 55,9% уменьшался и №+/К+-коэффициент. И. А. Корниенко и соавт. [9] к концу учебного года у учениц наблюдали повышение резервных возможностей симпатоадреналовой системы. Известно, что альдостерон определяет транспорт К+ в почках, толстой кишке, слюнных и потовых железах. Выделение глюкокортикоидов вызывает гиперкалиемию и усиливает калийурез, который длится продолжительнее действия стероидов [17]. Повышение Ыа+/К+-коэффициента и увеличение экскреции с мочой, наблюдаемое от I к IV четверти у школьников 7, 8 и 10-х классов, ряд авторов считают признаком удовлетворительной адаптации обследованных учащихся к учебной нагрузке [1].
Во второй серии исследований изучалось изменение электролитного состава слюны абитуриентов в период вступительных экзаменов. В соответствии с характером изменения ИН отмечалось также два типа реагирования и К+-экскреторной функции слюнных желез. У 30% испытуемых наблюдалась повышенная утомляемость в период экзаменов, что связано с высокой умственной нагрузкой и неполноценным сном. Накануне вступительных экзаменов у них отмечалось уменьшение интегральных показателей регуляции сердечного ритма и повышение содержания Ыа+ в слюне на 72,2% (р < 0,001). Концентрация К+ при этом повышалась в среднем на 24,3%. После экзамена наблюдалось уменьшение экскреции №+, которая, однако, не достигала исходного уровня.
Повышение концентрации по-видимому, является результатом снижения обшей функциональной активности организма и связано со смещением вегетативного баланса в сторону усиления парасимпатических влияний. Об этом свидетельствует также наблюдаемое нами понижение ИН, АМо и увеличение Мо и Дх. Как известно, уменьшение ИН и повышение Ах, наблюдаемые при утомлении, являются следствием повышения тонуса парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. У большинства испытуемых (около 70%) накануне экзаменов наблюдались учащенное сердцебиение, повышенный уровень интегральных показателей регуляции сердечного ритма, выраженное уменьшение концентрации Иа+ (на 48,7%; р < 0,05) и увеличение уровня К+ (на 22,2%; р < 0,05) в слюне. На+/К+-коэффициент соответственно снижался на 57,9% {р < 0,001). Характер наблюдаемых изменений сохранялся и в постэкзаменационный период. Через день после экзамена содержание в слюне было ниже фонового на 36,9%, через 1 — 1,5 мес исходный уровень его почти восстанавливался. Процесс экскреции К+ со слюной усиливался накануне экзамена и через день после него. Через 1 — 1,5 мес после вступительных экзаменов наблюдалось некоторое снижение экскреции К+, не доходящее, однако, до исходного уровня.
Таким образом, повышенный вегетативный тонус организма, наблюдаемый в экзаменационный период у большинства обследуемых, сопровождается гипонатриемией, повышением содержания К+
и понижением Ыа+/К+-коэффициента. Наблюдаемые изменения свидетельствуют о выраженном напряжении симпатоадреналовой системы организма.
Согласно данным А. О. Навакатикяна и В. В. Крыжановской [11], в период контрольных работ и экзаменов у школьников отмечается значительная активация системы вегетативного обеспечения высшей нервной деятельности, которая сопровождается резким увеличением экскреции катехолами-нов с мочой, повышением ЧСС, МОК и АД.
Несмотря на сложность интерпретации полученных данных, их анализ, как нам кажется, должен основываться на учете последовательности причинно-следственных процессов, включающих приспособительные реакции. Если считать, что афферентное звено любой стресс-реакции завершается формированием в ЦНС психоэмоциональной детерминанты, запускающей эфферентные нервные и гормонально-гуморальные стрессреализую-щие и лимитирующие механизмы, то наблюдаемые нами изменения должны быть следствием именно этих эфферентных посылок. Анализ собственных и литературных данных свидетельствует, что эфферентные посылки реализуются через симпатоадре-наловую систему посредством как прямых нервных влияний, так и дистантных воздействий, оказываемых ее медиаторами. В литературе [12] имеются данные, согласно которым под влиянием симпато-тропных веществ (адреналин) содержание в слюне уменьшается, а уровень К+ увеличивается. При этом происходит также резкое сокращение слюноотделения. Характерно, что введение прозе-рина приводило к заметному усилению саливации, повышению содержания Ыа+ и снижению концентрации К+.
Резюмируя вышеизложенное, можно утверждать, что экзаменационное психоэмоциональное напряжение наряду с изменениями в сердечно-со-судистой системе сопровождается также ионным сдвигом состава слюны, который является следствием активации гипоталамо-гипофиз-надпочечни-ковой и симпатоадреналовой систем.
Литература
1. Антропова М. В., Кузнецова Л. М., Бородкина Г. В. // Физиол. человека. — 1997. — Т. 23, № 1. — С. 98— 102.
2. Баевский Р. М., Кириллов О. И., Клицкин С. 3. Математический анализ изменения сердечного ритма при стрессе. — М., 1984.
3. Безруких М. М. // Физиол. человека. — 1989 — Т. 15, № 2. - С. 85-88.
4. Беренштейн Г. Ф., Мурбаева Н. И., Василенко Н. И. и др. // Гиг. и сан. — 1993. — № 4. — С. 35-36.
5. Борисова С. А. Использование энзимных показателей для характеристики процесса адаптации к учеб-
ной деятельности. Возрастные особенности физиологических систем детей и подростков. — М., 1990.
6. Бородкина Г. В. Физиолого-гигиеническая оценка дифференцированного обучения по физико-математическому профилю (с 8-го класса): Автореф. дис. ... канд. мед. наук. — 1992.
7. Домахина Г. М. Оценка функционального состояния при умственной и физической деятельности человека по некоторым вегетативным показателям и электролитам слюны: Автореф. дис. ... канд. мед. наук.
- 1980.
8. Кмить Г. В., Тамбовцова Е. В. // Физиолого-гигие-нические аспекты учебной нагрузки старшеклассников. - М., 1986. - С. 134-138.
9. Корниенко И. А. Адаптация организма подростков к учебной нагрузке. — М., 1987. — С. 91—93.
10. Лищер А. И. // Физиолого-гигиенические аспекты учебной нагрузки старшеклассников. — М., 1986. — С. 114-127.
11. Навакатикян А. О., Крыжановская В. В. Возрастная работоспособность лиц умственного труда. — Киев, 1979.
12. Семенова Т.Д. Исследование особенностей секреции натрия и калия со слюной как метод оценки функционального состояния организма при экстремальных воздействиях: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. — 1973.
13. Степанова М. И., Куинджи Н. Н., Ильин А. Г. и др. // Гиг. и сан. - 2000. - № 1. — С. 40-44.
14. Стунева Г. И., Кирюшин В. А., Цурган А. М. // Гиг. и сан. - 2000. - № 3. - С. 45-48.
15. Суворова А. В., Маимулов В. Г., Кузмичев Ю. Г. Ц Гиг. и сан. - 2000. - № 3. - С. 49-52.
16. Таланина Л. X., Яковенко В. И., Айрапетова Л. Г. и др. // Мед. журн. Узбекистана. — 1986. — № 1. — С. 3-5.
17. Титов В. Н. // Клин. лаб. диагн. — 1995. — № 5. — С. 34-39.
18. Шатров Д. Ф. // Клин. лаб. диагн. — 2000. - № 6.
- С. 15-17.
Поступила 28.10.03
Summary. Salivary Na+,K+-excretory function was studied in senior schoolchildren-entrants during an academic year and entrance examinations. The time course of changes in the salivary levels of Na+ and K+ in entrants during an academic year was undulating. In late October that is coincident with the beginning of lessons given by tutors, the salivary content of Na+ reduced while that of K+ increased. The second peak of decreased excretion rates for Na+ and increased excretion rates for K+ and that of less Na+/K+ ratios was observed in May on the eve of entrance examinations. On the eve of the examinations, 70% were observed to have tachycardia, elevated levels of integral parameters of cardiac rhythm regulation, a considerable reduction in the concentration of Na+, and an increase in the level of K+ with less Na+/K+ ratios. The pattern of the observed changes also retained in the postexamination period. On the eve of the examinations, 30% were found to have lowered levels of integral parameters of cardiac rhythm regulation and elevated levels of Na+. After an examination, there was a reduction in Na+ excretion which did not yet achieve the initial level. The mechanisms responsible for ionic shifts in the composition of saliva during psychoemotional stress are discussed.
