CC BY
3
УДК в12.821-083.в-0в:[в12.45+в12.89+в12.17
ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ РЕАКЦИИ СИМПАТИКО-АДРЕНАЛОВОЙ И СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМ ПОДРОСТКОВ НА УМСТВЕННУЮ РАБОТУ РАЗЛИЧНОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ
Доктор мед. наук А. О. Навакатикян, канд. биол. наук Ф. И. Гришко, А. Н. Ратушная
Киевский институт гигиены труда и профзаболеваний
Умственная работа служит важным компонентом деятельности детей и подростков. В этих условиях симпатико-адреналовая система обеспечивает приспособительные реакции их организма в условиях напряжения. Вместе с тем не исключена возможность возникновения у них ранних нарушений сердечно-сосудистой системы (В. Н. Засухина; Р. А. Калюж-ная, и др.). Учитывая это, мы считали целесообразным определить влияние умственной нагрузки различной интенсивности на функциональное состояние симпатико-адреналовой и сердечно-сосудистой систем школьников и учащихся техникума различного возраста. С этой целью было обследовано 30 школьников 8—9, 11 —12 и 14—15 лет и 40 учащихся техникума электронных приборов 16—20 лет при выполнении умственной работы различной интенсивности (до и после обычных уроков, контрольной работы, экзаменов) и в условиях эксперимента (устное решение арифметических задач в течение 45 мин.). В качестве показателей функционального состояния симпатико-адреналовой системы определяли экскрецию адреналина и нор-адреналина с мочой по методу В. О. Осинской в модификации А. М. Бару триоксииндоловым методом на приборе Ф-ЗМ, усовершенствованном Д. А. Головым и соавт. Мочу собирали порционно до и после выполнения умственной работы в одно и то же время суток, расчет адреналина и нор-адреналина в моче производили в нонограммах за 1 мин. У всех обследованных измеряли артериальное давление по Короткову — Яновскому, пульс до и после работы. У учащихся техникума проводили также запись ЭКГ до и после нагрузки в течение 2 мин. (100—120 кардиоциклов) для последующего математического анализа (вариационная пульсометрия, вычисление автокорреляционной функции), позволяющего оценить характер нейро-гуморальной регуляции кровообращения (В. В. Парин, 1967; В. В. Парин и соавт.). Кроме того, у тех же лиц изучали некоторые показатели высшей нервной деятельности (кратковременная память, устойчивость внимания — по таблицам, скорость переработки зрительной информации с помощью колец Ландольта — по А. О. Навакатикяну и В. В. Крыжановской). Все полученные данные обработаны статистическим методом.
Наблюдения в условиях относительного покоя (в выходной день, при отсутствии умственной работы) позволили установить, что с возрастом экскреция катехоламинов повышается. При этом достоверное увеличение выделения этих веществ наблюдалось только после 17—18 лет. Экскреция адреналина и норадреналина (14—15 и 22—24 нг/мин) у учащихся техникума 17—18-летнего возраста в 172—2 раза выше, чем у школьников 8— 15 лет (8—10 и 10 нг/мин).
Обычный урок в школе существенных изменений в уровне экскреции адреналина и норадреналина во всех возрастных группах не вызывал. Величина прироста была не выше 3,3 нг/мин. Артериальное давление и частота сердечных сокращений также существенно не изменялись.
Обычные теоретические занятия в техникуме в основном сопровождались незначительными сдвигами в экскреции катехоламинов. Достоверно повышалось выделение адреналина только у учащихся II и III курсов — увеличение от 12,5±2,6 до 32,7±7,3 нг/мин (Р<0,02) у первых и от 13,2± ±2,3 до 24±3,2 нг/мин (Р<0,02) у вторых.
Таблица 1
Сдвиги в экскреции катехоламинов (в нг/мин) у школьников различного возраста в период экзаменов
Группа обследованных Адреналин Норадреналин
обычный день изменения в период экзаменов по сравнению с обычным днем обычный день изменения в период экзаменов по сравнению с обычным днем
перед экзаменом Р после экзамена Р перед экзаменом Р после экзамена Р
11—12 лет ......... 14—15 лет ......... 8,0± 1,0 8,8± 1,5 +6,2±3,6 + 13,4±3,0 <0,1 <0,1 + 15,7±3,0 + 10,2±3,0 <0,001 <0,02 11,6±2,3 9,9± 1,5 + 10,7±3,3 +23,5+11,2 <0,02 <0,05 + 10,8±2,4 +8,8±3,4 <0,05 <0,05
Таблица 2
Прирост экскреции катехоламинов (в нг/мин) у учащихся техникума во время экзаменов
Адреналин Норадреналин
Группа обследованных изменения в покое (от 10 до 12 часов) Р» изменения во время экзаменов по сравнению с обычным днем Рг изменения в покое (от 10 до 12 часов) Р» изменения во время экзаменов по сравнению с обычным днем Р»
+0,02+9,14 + 19,4±4,9 <0,01 +2,3±5,94 <0,6 +25,6± 6,2 <0,001
II курс (17 лет)........ —3,8±3,3 <0,4 +24,5±6,7 <0,01 —2,0± 5,42 <0,6 +21,9±7,0 <0,01
Р1 <0,7 <0,6 <0,6 <0,7
III курс (18 лет) ....... +5,5± 5,7 <0,5 +25,0±4,7 <0,001 +6,1 ±3,2 - <0,05 +41,1 ±8,0 <0,01
Р1 <0,6 <0,4 <0,6 <0,1
IV курс (19—20 лет) ..... +5,2±3,8 <0,4 +9,9±3,1 <0,01 —2,5±4,3 <0,5 +9,8±2,2 <0,01
Р1
<0,6
<0,05
<0,6
<0,02
1 Достоверность изменений по сравнению с таковыми у студентов 16 лет. 1 Достоверность изменений в динамике учебы у учащихся данного курса.
Иная картина отмечалась во время контрольной работы. У школьников 11—12 и 14—15 лет после нее наблюдалось увеличение экскреции адреналина и норадреналина. Прирост экскреции адреналина составлял 12,8± ±4,5 нг/мин (Р<0,01) у первых и 10,3±2,7 нг/мин (Рс0,01) у вторых, прирост экскреции норадреналина — соответственно 6,9±3,0 и 10± ±3,3 нг/мин. У школьников &—9 лет изменения были несущественными. Показатели гемодинамики во время контрольной работы у учащихся 8—9 лет не изменялись, а у 11—12-летних школьников перед нею достоверно учащался пульс, повышалось систолическое (от 88,7 до 96,1 мм) и диасто-лическое (от 46,8 до 54,6 мм) давление. У учащихся 14—15 лет в этот период наблюдалось лишь некоторое повышение диастолического давления (от 53 до 62,7 мм), пульс не учащался.
Изменения в изучаемых показателях у учащихся техникума во время контрольной работы зависели от профиля предмета. Так, выполнение работ физико-математического профиля сопровождалось увеличением экскреции адреналина во всех возрастных группах, однако наиболее выраженные сдвиги отмечались у 17-летних (II курс). У учащихся I курса прирост экскреции адреналина составлял 5,4±2,7 нг/мин, II курса—16,8± ±3,3 нг/мин и III курса— 11±2,3 нг/мин. Что касается экскреции норадреналина, то она изменялась лишь у учащихся II курса. Выполнение контрольной работы по гуманитарным предметам (диктант, изложение) изменений в экскреции катехоламинов не вызывало.
Таким образом, степень изменения экскреции катехоламинов зависела от характера контрольной работы и возраста. Наибольшие сдвиги отмечались у школьников 11—12 и 14—15 лет и у учащихся II курса техникума (17 лет) при выполнении работ физико-математического профиля. Показатели состояния сердечно-сосудистой системы во время контрольной работы у учащихся техникума, как правило, не изменялись. Выявлялось лишь некоторое учащение пульса у студентов II курса.
Математический анализ динамических рядов интервалов показал, что у студентов I и II курсов при выполнении работ физико-математического профиля преобладали симпатические влияния.
Наиболее напряженной умственная работа детей и подростков была во время экзаменов. У школьников 11—12 и 14—15 лет в этот период значительно усиливалась экскреция адреналина и норадреналина (табл. 1). У лиц 11—12-летнего возраста значительно повышалось систолическое давление (от 88,7±1,9 до 108,8±2,7 мм), сменявшееся после сдачи экзаменов снижением его. Диастолическое давление не изменялось, наблюдалось некоторое учащение пульса. У школьников 14—15 лет во время экзаменов наблюдалось лишь повышение диастолического давления. У учащихся техникума независимо от их возраста во время экзаменов достоверно увеличивалась экскреция не только адреналина, но и норадреналина (табл. 2).
У лиц 19—20-летнего возраста (IV курс техникума) прирост экскреции катехоламинов был достоверно меньше, чем у лиц младших возрастных групп. У всех обследованных учащихся техникума перед экзаменами учащался пульс до 88—90 в минуту, но уровень систолического давления практически не менялся. После экзаменов отмечалось урежение пульса и снижение систолического давления. Математический анализ динамических рядов интервалов R — R выявил у большинства обследованных перед экзаменами усиление симпатических влияний на ритм сердца.
Для стандартизации умственной нагрузки были проведены исследования в условиях эксперимента (арифметический счет в уме в течение 45 мин.). В этом случае наибольшие сдвиги в экскреции катехоламинов зарегистрированы у 16-летних подростков (I курс техникума). У них достоверно увеличивалась экскреция адреналина (от 14,6±2,6 до 26,0±3,7 нг/мин) и норадреналина (от 22,8±3,6 до 41,2±9,1 нг/мин), тогда как у учащихся II и III курсов увеличивалась лишь экскреция адреналина (от 12,5±1,3 до 20—23 нг/мин)-, у лиц 19—20-летнего возраста (IV курс) изменения были
несущественными. Изменений уровня артериального давления и пульса у всех обследованных независимо от их возраста не обнаружено. Математический анализ данных ЭКГ показал, что стандартная умственная нагрузка вызывала выраженные симпатические реакции лишь у лиц 16- и 17-летнего возраста.
При изучении корреляционной зависимости между показателями сим-патико-адреналовой и сердечно-сосудистой систем отмечалась умеренная прямая корреляция между экскрецией адреналина и систолическим давлением у всех обследованных во время контрольной работы (г=—0,30— 0,40), между экскрецией норадреналина и диастолическим давлением у учащихся всех курсов техникума перед экзаменом (г=+0,40—0,50) и значительная корреляция между частотой пульса и экскрецией адреналина у учащихся I курса техникума перед контрольной работой (г=+0,72).
Выводы
1. Установлено наличие возрастных изменений в реакции симпатико-адреналовой и гемодинамической систем на умственную нагрузку. Наиболее выраженные изменения зарегистрированы у лиц 11—17-летнего воз" раста, тогда как у учащихся 8—9 и 18—20 лет они были значительно меньше. При этом характер изменений определялся не столько тяжестью умственной работы, сколько наличием или отсутствием в ней эмоционального компонента.
2. Более выраженные сдвиги у лиц 11—17-летнего возраста, по-видимому, связаны с чрезмерной лабильностью нейро-эндокринной системы, присущей препубертатному и пубертатному периодам развития, которые характеризуются значительным усилением симпатических воздействий на организм.
3. Возрастные изменения реактивности симпатико-адреналовой и сердечно-сосудистой систем подростков необходимо учитывать при уточнении сроков допуска их к работам, требующим эмоционального напряжения.
ЛИТЕРАТУРА
Б а р у А. М. Биохимия, 1962, в. 3, с. 260. — Г о л о в Д. А., Г у р е в и ч М. И., ХомицкаяЛ. Ф. Ф1310Л. ж., 1964, № 5, с. 681. — Засухина В. Н. Гипертонические состояния у детей и подростков. М., 1962. — Кал южна я Р. А. Педиатрия, 1970, № 4, с. 12. — Н а в а к а т и к я н А. О., К р ы ж а н о в с к а я В. В. Физиол. журнал УССР, 1970, № 10, с. 697. — П а р и н В. В. (ред.) Математический анализ сердечного ритма. М., 1967. — Парии В. В., Баевский Р. М., Волков Ю. И. и др. Космическая кардиология. Л., 1967.
Поступила 29/111 1971 г
PECULIAR FEATURES OF THE AGE REACTIONS OF SYMPATHICO-ADRENALIN AND CARDIOVASCULAR SYSTEMS IN ADOLESCENTS TO MENTAL WORK OF
VARIOUS INTENSITY
A. 0. Navakathikyan, F. I. Grishko, A. N. Ratushnaya
The investigations performed revealed definite age changes in reaction of sympathico-adrenalin and hemodynamic systems to mental strain.The most pronounced shifts were noted in undergraduates 11 to 17 years old whilst in those aged 8 to 9 and 18 to 20 they were much less significant. The features of changes were determined not so much by the strain of mental work, as by presence or absence of emotional component. Age changes in the reaction of the sympathico-adrenalin and cardiovascular systems of adolescents should be taken info account in determining the age when they are admitted to work accompanied by emotional strain.
