Влияние неблагоприятных факторов окружающей среды на адаптивные способности организма студентов в процессе обучения

Особую тревогу вызывает загрязнение атмосферы — одного из самых важных компонентов природной среды. Многочисленные исследования связи состояния здоровья населения с воздействием различных факторов, убедительно показывают, что загрязнение окружающей среды оказывает существенное неблагоприятное влияние на здоровье населения [89, 94, и др.]. Воздействие факторов окружающей среды разной природы и характера приводит к развитию неблагоприятных эффектов в состоянии здоровья населения, что выражается в увеличении смертности, заболеваемости, ухудшении физического развития и росте распространенности преморбидных состояний. Факторы окружающей среды играют существенную роль в состоянии здоровья популяции в целом и особенно отдельных возрастных групп, поскольку отдельные группы и категории населения имеют различную чувствительность к воздействию неблагоприятных факторов и роль одних и тех же факторов значительно различается [101,105, 125].

Критерием качества окружающей среды является здоровье человека, однако должны учитываться и пороговые значения вредных веществ, которые могут вызывать донозологические, восстанавливаемые изменения в организме. Основным критерием неблагополучного воздействия окружающей среды на человека является наличие неблагоприятного биологического эффекта, затем физический — характеризующий степень выраженности воздействующего фактора [101].

Период обучения в вузе — это время, когда наиболее интенсивно развиваются интеллектуальные и нравственные способности человека, происходит формирование его как специалиста, становления мировоззренческих, жизненных идеалов и убеждений [120].

В сложном комплексе задач, решаемых вузом по подготовке специалистов высшей квалификации, значительное место занимают мероприятия по сохранению и укреплению здоровья студентов [1]. Необходимо не только решить вопрос о здоровье студента в вузе, но и дать ему теоретические и практические навыки сохранения своего здоровья на протяжении всего периода жизни [25,39,150].

Первый курс любого института является особым курсом: бывшие школьники, привыкшие к определенной системе, поступая в институт, сталкиваются с различными требованиями в зависимости от специфики кафедр. Студент на I курсе впервые сталкивается с полным объемом требований, предъявляемых ему по учебному плану. Приспособление к этим требованиям происходит на фоне перестройки всего режима, связанной со значительной удаленностью института от места жительства, с меньшими возможностями наладить правильный режим питания и отдыха, с отсутствием навыков к самостоятельной работе и пр. [67, 68, 84].

В большинстве случаев процесс адаптации проходит без явных видимых последствий. [23, 69, 165]. В то же время данные литературы свидетельствуют о потенциально высокой психосоциальной дезадаптации студентов, особенно в начальный период обучения, которая может являться результатом напряженной умственной работы, сдачи экзаменов, смены места жительства и социальных контактов, наличия хронических заболеваний [2, 44, 146]. Выраженная психосоциальная дезадаптация негативно отражается на основных познавательных психических процессах: внимании, памяти и мышлении [123]. Вместе с тем, функциональные способности организма первокурсников снижены, так как большинству из них пришлось выдержать ответственные экзамены. Эффективная постановка учебного процесса требует совершенствования системы организационных и педагогических мероприятий, которые должны базироваться на данных динамики работоспособности студентов.

Цель работы: изучение влияния неблагоприятных факторов окружающей среды на адаптивные способности организма студентов в процессе обучения.

Задачи исследования:

— дать сравнительную оценку уровня функционального напряжения организма студентов и отдельных систем в зависимости от формы обучения, уклона и экологической нагрузки;

— изучить по данным математического анализа сердечного ритма, особенности механизма формирования процессов адаптации студентов в зависимости от формы обучения, уклона и экологической ситуации по месту жительства;

— изучить межи внутрисистемные взаимодействия функционирования систем организма студентов различных в зависимости от уклона обучения, пола и экологической нагрузки;

— выявить с помощью многофакторного математического анализа основные факторы учебного процесса, экологии, оказывающие влияние на уровень функционального состояния организма студентов изучаемых групп;

— на основе полученных коррелятов выявить те информативные показатели исходного уровня, по которым возможно прогнозировать уровень напряжения в процессе обучения.

— разработать методику оценки и прогнозирования уровня психофизиологического напряжения студентов в зависимости от экологической нагрузки.

Научная новизна исследования. Впервые выполнены системные исследования психофизиологического состояния студентов гуманитарного и естественно-научного профиля, проживающих в различных районах по экологическому благополучию. Получены сведения об особенностях умственной работоспособности студентов в зависимости от профиля обучения. Выявлена негативная роль неблагоприятной экологической обстановки по месту жительства на уровень функционального напряжения студентов в процессе обучения. Получена количественная градация приоритетности по степени воздействия на уровень функционального напряжения организма студентов факторов учебного процесса, роль в этом процессе возрастно-половых особенностей, уровня экологической нагрузки. Разработан методический подход оценки психофизиологического напряжения студентов в зависимости от зоны проживания и уклона обучения.

Практическая значимость. Разработана методика количественной оценки степени психофизиологического напряжения, позволяющая дать не только объективную оценку степени напряжения, но и составить долгосрочный прогноз, а также выявлять группы «риска». Она позволяет на качественно новом уровне дать оценку функционального напряжения студентов в зависимости от возраста, личностных характеристик, уровня экологической обстановки по месту жительства, оценить характер и степень неблагоприятного влияния факторов учебного процесса и сделать прогноз. Использование данного методического подхода и количественных критериев позволяет упростить методику донозологической диагностики студентов.

По результатам исследований изданы методические рекомендации.

Полученные научные результаты включены в курс лекций и практических занятий кафедр физиологии Карагандинского государственного университета им. Е. А. Букетова, Северо-Казахстанского государственного университета, Карагандинской государственной медицинской академии, Национального центра гигиены труда и профзаболеваний МЗ PK (акты внедрения от 16.03.05,17.03.05, 18.03.05,24.04.05).

Вклад автора в проведении исследования. Сбор и обработка материалов, анализ данных, обобщение, интерпретация, выводы полностью принадлежат автору.

Публикации. По материалам исследований опубликовано 16 печатных работ, из них: 9 статей, 5 тезисов доклада, 1 монография и 1 методические рекомендации.

Материалы диссертации доложены на: 1) Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии». 2004. 2) Ме-ждунар. научно-практ. Конф. «Автоматизированные системы мониторинга и управления качеством образования», СКГУ им. М. Козыбаева. (Петропавловск. -2004). 3) III Междунар. Научно-практ. конф. «Актуальные проблемы экологии». (Караганда. — 2004). 4) Hay1 ^ гии, гигиены труда и профпатологии". (учно-практ. конференции «Академик Е. тель». (Караганда. -2005). 6) Всероссий ф дицина". (Санкт-Петербург. — 2005). конф. «Теория и практика оздоровления 8) V Международная научная конфере КазНУ им. Аль-Фараби. (Алматы. — 200I чи, Дагомыс, 2005).

Положения, выносимые на защиту. 1. Неблагоприятные факторы отражаются на уровне функционально] центральной нервной систем, нервно-эм процессе адаптации к учебному процесс 4 2. Адаптационно-приспособителы счет снижения активности гумораль регуляции, увеличения активности вегетативной нервной системы, цен ритмом, за счет активации системы регу 3. Уровень функционального на (историки) и естественно-научного (бис особенностей образовательного проце Ш w экологической ситуации по месту жител.

Структура диссертации. Диссертаи.

Связь диссертации с планами основных научных работ института. Диссертационная работа является фрагментом плановой НИР Карагандинского государственного университета им. Е. А. Букетова: «Нейрогуморальные аспекты изучения действия комбинирующих факторов окружающей среды (ФОС) на организм» (1994;1998, № гос. регистрации 0195 РК 163).

ВЫВОДЫ.

1. Неблагоприятные факторы окружающей среды вызывают значительное увеличение функционального напряжения организма студентов, как со стороны сердечно-сосудистой системы, так и со стороны ЦНС и показателей, характеризующих уровень внимания, что отражается на их работоспособности. У студентов, проживающих в экологически неблагоприятном районе более выраженная напряженность труда в процессе адаптации к учебному процессу. Уровень резервных возможностей (индекс Руфье) организма студентов основного района значительно ниже, чем в контроле.

2. Неблагоприятные экологические факторы оказывают выраженное влияние на функциональное напряжение регуляторных систем организма студентов в процессе обучения. Отмечается состояние перенапряжения регуляторных систем, для которого характерна недостаточность защитно-приспособительных механизмов, их неспособность обеспечить адекватную реакцию организма на воздействие факторов окружающей среды.

3. По структуре межи внутрисистемного взаимодействия организма студентов обоих специальностей (биологи/историки) отмечается преобладание межсистемных над внутрисистемными связями в 1,56 и 1,45 раз, соответственно, что является косвенной характеристикой более высокого функционального напряжения организма студентов, проживающих в экологически неблагоприятном районе, за счет включения более высокого уровня управления функционирования организма. По процентному соотношению корреляционной динамики адаптированности функциональных систем организма на первом месте стоит нервно-эмоциональная (44%), на втором месте — ЦНС (31%), на третьем сердечно-сосудистая система (25%).

4. Основными факторами, оказывающими существенное влияние на функциональное состояние организма студентов-историков, по результатам многофакторного корреляционного анализа, являются: индекс физического состояния, затем, по убывающей, личностная тревожность, и недельная нагрузка. У биологов ведущими воздействующими факторами являются недельная учебная нагрузка, затем личностная тревожность и далее индекс физического состояния. У всех факторов преобладают линейные зависимости, что говорит об отсутствии сложного механизма формирования функционального напряжения организма, а полученный результат (адаптация к учебной нагрузке) минимально предопределяет уровень нервно-эмоционального напряжения.

5. Разработана математическая модель оперативной оценки и прогнозирования напряженности труда студентов, которая позволяет сделать прогноз, в зависимости от экологической обстановки по месту жительства. Использование методики комплексной оценки позволила повысить эффективность оздоровительных мероприятий за счет введения целенаправленного подхода на приоритетные факторы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Проблема здоровья студентов как интеллектуального потенциала страны остается актуальной и в настоящее время. Ее решение зависит как от особенностей образа жизни студентов (постоянное нервно-эмоциональное напряжение на фоне сниженной двигательной активности), так и от закономерностей этапа индивидуального развития, когда заканчивается биологическое созревание организма и происходит социальное становление личности.

Успешное решение задач по совершенствованию подготовки высококвалифицированных кадров тесно связано с укреплением и охраной здоровья, а также повышением работоспособности студенческой молодежи.

3].

Студенты составляют особую социальную группу, объединенную определенным возрастом, специфическими условиями труда и жизни. Это одна из самых многочисленных групп населения с повышенным уровнем риска заболеваний. Учеба в вузе является принципиально новым этапом по сравнению с предшествующей жизнью школьника. Поступив в вуз, молодые люди сталкиваются с большой психоэмоциональной нагрузкой, значительной умственной работой, необходимостью адаптации к новым условиям обучения, режима дня, питания, а у ряда студентов и к новым условиям проживания и общения с окружающими [8].

К тому же, в последние годы подростки все чаще сталкиваются с экологическими проблемами, связанными с загрязнением окружающей природной среды. В связи с этим ведущие физиологи указывают на существенную роль психофизиологических исследований в решении этих проблем [77].

В связи с продолжающимся развитием организма студентов в период обучения, он более подвержен различным неблагоприятным воздействиям, что может привести к срыву процесса адаптации и развитию целого ряда заболеваний. Рост заболеваемости студентов снижает эффективность учебного процесса, а в дальнейшем ограничивает их профессиональную деятельность [20, 33, 53].

Таким образом, проблема состояния здоровья студентов в ВУЗе очень актуальна и требует определенного подхода к ее решению. С одной стороны, это углубленные научные исследования, с другой — внедрение в жизнь комплекса практических мероприятий, направленных на оптимизацию учебного процесса, улучшения условий быта, питания, отдыха студентов, совершенствование медицинского обслуживания.

Основным направлением исследования было изучение влияния неблагоприятных экологических факторов на психофизиологические показатели студентов 1 курса в динамике учебного процесса.

Объектами исследования были студенты 1 курса биологического и исторического факультетов Карагандинского государственного университета им. Е. А. Букетова, проживающие в различных районах города. Основную группу составили студенты, проживающие в Майкудуке, где расположен целый комплекс промпредприятий и условно обозначенный как «грязный», контрольная группа — на Юго-Востоке г. Караганды, где нет промпредприятий и условно обозначенный как «чистый» .

Как показали результаты антропометрических исследований существенных отличий росто-весовых показателей не выявлено. Оценка уровня физического состояния показала, что у юношей ИФС соответствует среднему уровню, а у девушек ИФС — высокому.

По индивидуально-типологическим особенностям существенных отличий у изучаемых групп не выявлено, за исключением юношей. В основной группе превалировали интроверты, в контрольной — экстраверты. Личностная тревожность у юношей и девушек основной группы соответствует среднему уровню, в то время как у контрольной группы высокому.

Анализ учебной нагрузки и успеваемости студентов 1 курса показал, что существенных различий в часовой нагрузке у обоих групп не выявлено, а различия в посеместровой успеваемости обоих групп связаны с процентным перераспределением часов внутри блоков и особенностями учебного процесса на биологическом и историческом факультетах.

Проведенные исследования у двух изучаемых групп в целом не выявили достоверных различий между ними, что свидетельствует об однородности выборки. Следовательно, выявленные в дальнейшем достоверные различия можно смело относить к особенностям адаптации изучаемых групп к учебному процессу и экологическим особенностям места проживания.

Как показали проведенные исследования, средний уровень реактивной тревожности у юношей-историков был выше, чем у биологов, в то время как у девушек он был ниже. Адаптация к учебному процессу вызывала повышение уровня реактивной тревожности не зависимо от пола. Ко второму семестру уровень снижался.

В зависимости от зоны проживания отличия имеют только биологи, где уровень реактивной тревожности в 1 семестре у юношей, проживающих в зоне неблагополучия, составляет 40,7 ± 2,94 усл.ед., а у группы проживающих в контрольном районе — 37,3 ± 3,12 усл.ед., у историков подобных различии не отмечается. На втором семестре психологическая адаптация завершается, о чем свидетельствует достоверность снижения в обоих группах реактивной тревожности в среднем в пределах 32,7 — 36,8 усл.ед. (Р<0.05).

У девушек уровень реактивной тревожности имеет отличительные особенности, так, если у биологов средние величины идентичны уровням юношей, то у девушек-историков уровень в первом семестре значительно ниже (38,4 ± 1,73 усл.ед.), чем у юношей-историков (46,0 ± 2,57 усл.ед., Р<0.05). Во втором семестре отмечалось снижение уровня реактивной тревожности, причем более выражено у девушек-историков. Обращает также на себя тот факт, что экологические факторы более выражено оказывают влияние у юношей-биологов (основной район — 40,7 ± 2,34 усл.ед. и контрольный — 37,3 ± 3,2 усл.ед.), и у девушек-историков (основной район.

38,4 ± 1,73 усл.ед., контрольный — 33,9 ± 1,44 усл.ед.- р<0,05). А поскольку, реактивная тревожность является динамическим показателем, то выявленные более высокие значения реактивной тревожности у студентов, проживающих в основном районе, могут свидетельствовать о негативном влияний неблагоприятных факторов окружающей среды и учебного процесса на функциональное состояние организма студентов, а также о выраженном нервно-эмоциональном напряжении в процессе обучения.

Как показал анализ результатов показателей САН у юношей достоверных различий, в динамике адаптации к учебному процессу в зависимости от уклона обучения и экологических факторов не выявлено. Только у юношей-биологов в основной группе был более высокий уровень настроения (в основной — 6,03 ± 0,18, в контрольной — 5,65 ± 0,13, Р>0,05).

У девушек основной группы отмечался более высокий уровень самочувствия, который в среднем составлял 5,78 ± 0,11 (в контрольной группе 5,43 ± 0,12, Р<0,05). Выраженные различия в динамике показателей САН в зависимости от зон проживания и уклона обучения отмечались у девушек-биологов, проживающих в зоне экологического неблагополучия. Здесь отмечалось достоверное снижение всех трех показателей, что может быть косвенно свидетельствует о негативном влиянии неблагоприятной экологической обстановки на уровень адаптированности студенток к учебному процессу.

Как показали результаты исследования, значительных изменений по КЧСМ у студентов обоих специальностей не выявлено. Хотя имеются незначительные, но достоверные изменения значений КЧСМ.

Зато отмечается положительная динамика у девушек, проживающих в контрольном районе, в процессе обучения ко второму семестру (с 30,3 ± 0,62 Гц до 32,0 ± 0,64 Гц, Р<0.05). Это связано с тем, что у студентов данной специальности ко второму семестру происходит усиление функции зрительного анализатора, за счет большей адаптированности к учебным нагрузкам. В то время как у студентов, проживающих в основном районе, подобные адаптационные сдвиги менее выражены, что является дополнительным свидетельством негативного влияния неблагоприятной экологической обстановки на организм студентов.

Со стороны ЦНС достоверной разницы у студентов в зависимости от зоны проживания не выявлено, за исключением сложной ЗМР у юношей-биологов (в основном районе 0,44 ± 0,3 сек, в контрольном — 0,37 ± 0,04 сек, Р<0.05) и ЗМР у девушек-историков (в основном районе 0,33 ± 0,01 сек, в контрольном — 0,23 ± 0,007 сек., Р0.05). Следует учитывать тот факт, что время реакции зависит от многих внешних и внутренних причин и отражает протекание многих процессов в центральной нервной системе. Изменение величины времени реакции соответствует суммарному эффекту взаимодействия основных процессов в центральной нервной системепроцессов торможения и возбуждения. Направление смещения общего равновесия между этими процессами, а также способность сосредоточить внимание в известной степени зависит от загруженности работой и степени усталости, и как показали результаты исследования от экологической обстановки по месту жительства.

Во втором семестре выражено проявляется адаптированность к учебному процессу, проявляющаяся в уменьшении утомляемости со стороны ЦНС, более выражено у студентов основной группы. При этом отмечается уменьшение времени реакции на простые раздражители, в то время как на сложные раздражители время реакции увеличивается и преимущественно в ответ на звуковые раздражители. В контрольной группе достоверных различий не отмечалось. Подобная динамика отмечалась и у девушек-историков. У девушек-биологов достоверная положительная динамика отмечалась в обоих группах.

Время простой СМР в процессе обучения не имела достоверных отличий как в зависимости от места жительства, так и в зависимости от уклона обучения.

Со стороны сложных зрительнои слухо-моторных реакций общей направленности не отмечалось. Так, если время слЗМР в процессе адаптации к учебному процессу уменьшается, то время сложной СМР наоборотувеличивается, что свидетельствует о высокой информационной нагрузке на слуховой аппарат. ф Так, со стороны времени сложной ЗМР максимальные разницы между первым и вторым семестром отмечались у студентов основной группы, за исключением девушек-историков, у которых отмечалась положительная динамика в процессе обучения (0,33 ± 0,01 сек в первом семестре и 0,42 ± 0,02 сек во втором, Р<0.05).

Со стороны времени сложной СМР наименьшая динамика отмечалась у юношей-биологов, вне зависимости от места жительства. У остальных группа отмечалась выраженная зависимости динамики сложной СМР в ® зависимости от места жительства. Так, разница у показателей сложной СМР между семестрами у студентов основной группы в среднем составляла 0,09 + 0,1 сек, в то время как у студентов контрольной группы она составляла 0,03 + 0,05 сек.

Таким образом, влияние учебной нагрузки, по показателям времени реакции, на раздражители более выражено у студентов, проживающих в зоне экологического неблагополучия, чем у контрольной. Дополнительным критерием, подтверждающим данное предположение, может служить процент сделанных ошибок, при выполнении теста. Как видно у биологов разница в данном показателе наиболее выражена (в основном районе процент Ш ошибочных действий составлял 37,5 ± 4,82%, контрольном — 24,9 ± 4,09%,.

Р<0.05).

У историков существенных различий, в зависимости от зоны проживания не отмечалось. У девушек-биологов достоверных отличий не отмечается, в то время как у девушек-историков выраженная разница показателей количества ошибок отмечалась в процессе обучения: в первом семестре количество ошибок составлял в основном районе 35,3 ± 4,25%, в.

§ контрольном — 33,3 ± 3,43%, то во втором семестре 27,7 ± 3,71% и 23,3 ± 2,87%, соответственно (Р<0.05).

Как показали результаты, умственная работоспособность по корректурной пробе (таблица Анфимова) изучаемых групп существенно зависит от зоны проживания. Более существенные и достоверные различия отмечались у девушек-биологов. Если в контрольном районе количество просмотренных знаков (к-во ПЗ) за 1 мин (количество найденных) составляет в среднем 435,3 ± 21,2 (42,7 ± 1,9), то в основном районе это значение составляет 381,5 ± 16,6 (36,8 ± 1,65) знаков (Р<0.05).

Наиболее выражено отмечается роль неблагоприятных факторов на процессы умственной работоспособности в динамике адаптации к учебному процессу. Так, во втором семестре показатели, характеризующие умственную работоспособность, снижались преимущественно у юношей-историков, где отмечалось увеличение процента сделанных ошибок при выполнении цифрового теста с 16,6 ± 5,12% в первом семестре до 36,6 ± 5,74% во втором (Р<0.05). Достоверно снизились количество просмотренных и найденных знаков (в первом семестре КПЗ и КНЗ составляло 371,7 ± 16,1 и 36,0 ± 1,64 знаков соответственно, во втором — 343,8 ± 18,2 и 33,8 ± 1,73 знаков соответственно, Р<0.05). У студентов, проживающих в контрольном районе, существенной динамики во втором семестре не отмечалось у биологов, в то время как у историков, показатели умственной работоспособности существенно возросли по сравнению с первым семестром. Эти различия, вероятно, обусловлены особенностью учебного процесса на данных специальностях.

Это свидетельствует о большей утомляемости ЦНС у молодых людей, проживающих в экологически неблагоприятном районе.

Дополнительным критерием, подтверждающим правоту данного предположения, может служить такой показатель умственной работоспособности как индекс внимания, который в основной группе был значительно ниже значений контрольной, особенно это различие отмечалось во втором семестре.

Таким образом, приведенные результаты в комплексе свидетельствуют, что адаптационно-приспособительная деятельность организма молодежи в значительной мере зависит от зоны проживания и напрямую зависит от особенностей учебного процесса на биологическом и историческом факультетах.

Как показали результаты, существенных различий со стороны показателей артериального давления между изучаемыми группами в зависимости от места жительства не выявлено. Зато в процессе обучения отмечены достоверные различия, при чем более выражено у биологов независимо от пола. Так, адаптация к учебному процессу у биологов-юношей осуществлялась при достоверном повышении уровня как САД, так и ДАД с 112,8 ± 2,09 и 77,8 ± 2,36 мм.рт.ст. в 1 семестре до 121,2 ± 1,93 и 72,5 ± 1,78 мм.рт.ст. во 2 семестре соответственно (р<0,05). Это указывает на совершенно определенное влияние неблагоприятных факторов окружающей среды и учебного процесса как на общий эмоциональный фон, так и на перестройку работы коры головного мозга и тесно связанную с ней функцию сердечно сосудистой системы. У биологов-девушек отмечалось достоверное снижение ДАД с 68,0 ± 2,06 мм.рт.ст. до 76,0 ± 1,72 мм.рт.ст. (р<0,05).

У историков имеются различия, но не столь выраженные как биологов. Так, у данной группы также не отмечено достоверных различий в первом семестре. Во втором семестре отмечалась тенденция к увеличению уровня систолического артериального давления у юношей, хотя и не достоверная. У историков-юношей, проживающих в экологически неблагоприятной зоне отмечалось более высокий уровень САД во втором семестре (123,0 ± 2,25 мм.рт.ст.), по сравнению с контрольной группой (118,3 ± 1,5 мм.рт.ст., р<0,05). Подобная картина отмечалась и у историков-девушек.

Существенных различий по частоте пульса в первом семестре у студентов не отмечалось. В соответствии с количественной градацией напряженности труда по ЧП, труд студентов соответствует категории «удовлетворительная напряженность», существенных различий в зависимости от зоны проживания также не выявлено.

Достоверная динамика отмечалась во втором семестре и имела отличительные особенности в зависимости от зоны проживания. В процессе обучения ко второму семестру у студентов, проживающих в основном районе, отмечалось увеличение частоты пульса, в то время как у студентов, проживающих в контрольном районе, частота пульса снижалась. Например, если ЧП у юношей, проживающих в основном районе, в первом семестре в среднем составляла 80,1 ± 2,21 (биологи) и 79,6 ±2,1 (историки) уд/мин, то во втором семестре частота пульса в среднем составляла 82,4 ± 2,95 (биологи) и 84,4 ± 2,2 (историки) уд/мин (Р<0.05). У юношей, проживающих в контрольном районе, во втором же семестре отмечалась тенденция к снижению ЧП. Подобная картина динамики ЧП в процессе адаптации к учебному процессу отмечалась и у девушек. Однако достоверные отличия отмечались у юношей-историков и девушек-биологов (Р<0.05). При этом эти различия проявляются не только на средних значениях частоты пульса, но и на динамике его во время выполнения пробы Мартинэ [130]. Реакция на дозированную нагрузку организма девушек-биологов, проживающих в зоне экологического неблагополучия, более выраженная, чем в контрольной группе. Здесь достоверная разница отмечается не только в ЧП сразу после нагрузки, но и в ЧП после 1 минуты восстановления (Р<0.05). Подобная картина наблюдалась и у юношей-историков, хотя и была менее выражена.

Это свидетельствует о том, что неблагоприятная экологическая обстановка в зоне проживания негативно отражается на адаптационных процессах организма студентов в процессе обучения на 1 курсе и что адаптация к учебному процессу у данных групп протекает сложней. Это подтверждается и динамикой индекса Руфье, в особенности ко второму семестру. В первом семестре индекс Руфье был в пределах 6,1 ч- 7,53 усл.ед., что в соответствии с количественной градацией соответствовало уровню удовлетворительная работоспособность" [130]. Во втором семестре значение индекса Руфье у студентов, проживающих в основном районе, было выше, чем у студентов, проживающих в контрольном районе. При чем, более выраженные различия отмечались у девушек обоих групп.

Если в контрольной группе у юношей во втором семестре он соответствовал градации «удовлетворительная работоспособность» (6,53+7,16 усл. ед), то в основной группе — «плохая работоспособность» (8,27+8,42 усл. ед). У девушек, проживающих в основном районе, индекс Руфье был в пределах 9,4 + 9,73 усл.ед., что также соответствует градации «плохая работоспособность».

При оценке функции автоматизма по математическому ожиданию были получены следующие результаты: существенной разницы у студентов в зависимости от места жительства не отмечалось, за исключением юношей-историков, у которых более высокие значения мат. ожидания отмечалось у студентов основной группы (в основной группе — 0,75+0,02 сек, в контрольной — 0,71+0,02сек, Р<0.05).

В процессе адаптации к учебному процессу отмечается определенная закономерность, проявляющаяся под воздействием неблагоприятной экологической обстановки. Так, у студентов, проживающих в экологически неблагоприятных зонах, во втором семестре отмечалось снижение мат. ожидания, в то время как у студентов, проживающих в контрольном районе, во втором семестре мат. ожидание увеличивалось. Недостоверные сдвиги были только у юношей-биологов. При этом максимальные сдвиги отмечались у юношей-историков и девушек-биологов. По этим значениям можно судить о суммарном эффекте регуляции: у юношей, проживающих в двух экологически разных районах города, в первом семестре отмечается умеренная тахикардия, тогда как во втором семестре у юношей-историков, проживающих в основном районе, регуляция характеризуется выраженной тахикардией.

У девушек суммарный эффект регуляции и в начале, и в конце учебного года характеризуется умеренной тахикардией, только у биологов основного района во втором семестре наблюдается выраженная тахикардия.

Дополнительно к показателям статистического анализа рассчитывали Ф следующие параметры сердечного ритма:

Если судить по значениям амплитуды моды, то у большинства студентов тип регуляции соответствует уровню эйтонии [16], за исключением юношей-историков и девушек-биологов, у которых тип регуляции соответствует по значениям амплитуды моды, уровню симпатикотонии. По этим показателям можно судить о вегетативном гомеостазе, т. е. в первом семестре у студентов обоих групп, в независимости от зоны проживания, вегетативный гомеостаз сохранен.

В процессе обучения уровень амплитуды моды увеличивается, но достоверные различия отмечались только у юношей, где АМо в среднем составляла 41,2+3,69% у биологов (31,0+3,28% в первом семестре, Р<0.05), 51,1+3,71% (42,3+3,74% в первом семестре, Р<0.05). Увеличение амплитуды моды свидетельствует о тенденции напряжения механизмов адаптации у студентов. В данном случае наблюдается умеренное преобладание симпатического отдела вегетативной нервной системы.

Это подтверждается и динамикой вариационного размаха, у которого на эти же периоды отмечается достоверное его уменьшение с 0,25+0,03 сек в первом семестре до 0,17+0,03 сек во втором (Р<0.05). Следует учесть, что Ш вариационный размах не только указывает на максимальную амплитуду колебаний значений R-R-интервалов, но и отражает суммарный эффект регуляции ритма вегетативной нервной системой. Поскольку влияние блуждающих нервов на дыхательные изменения сердечного ритма обычно преобладают над недыхательными его изменениями, обусловленными активностью подкорковых центров, то вариационный размах можно считать показателем, в значительной мере связанным с состоянием симпатического отдела вегетативной нервной системы.

Коэффициент вариации по физиологическому смыслу не отличается от среднеквадратического отклонения, но является показателем, нормированным по частоте пульса. Коэффициент вариации (СУ), отражающий устойчивость регуляции, у юношей-биологов, проживающих в основном районе, в первом семестре ниже (12,3±1,46%), чем во втором (17,5±1,56%, Р<0.05). Здесь СУ повышается в сторону автономизации (при р<0,05). У юношей-биологов контрольного района достоверных отличий не отмечается. У юношей-историков, проживающих в экологически неблагоприятной зоне СУ в первом семестре значительно выше, чем во втором (I семестр — 128,5±2,26%, II семестр — 15,9±1,36%, Р<0.05). В контроле подобная картина.

У девушек в зависимости от зон проживания и уклона обучения достоверные отличия отмечается только у историков, проживающих в контрольном районе (Р<0.05). А поскольку, по коэффициенту вариации (СУ) можно судить об устойчивости регуляции, то у студентов, в независимости от уклона обучения, зоны проживания и пола, наблюдался переходный процесс в системе регуляции ритма сердца (переходящие явления опережающего включения отдельных систем регуляции — преобладание нервного или гуморального, симпатического или парасимпатического элементов). Также, наблюдается умеренное нарушение функции автоматизма.

Индекс напряжения, который явился достаточно чувствительным индикатором общей активации симпатической системы организма, у юношей-биологов как в основном, так и в контрольном районах ниже, чем у юношей-историков. Так, если в I семестре у юношей-биологов, проживающих в экологически неблагоприятной зоне, ИН составляет 201,3+12,9 усл.ед., а во II семестре повышается до 244,2+21,9 усл.ед., что в соответствии с градацией соответствует симпатоническому типу управления [16]. У юношей-историков ИН в I семестре составлял 180,9+28,4 усл.ед., во II семестре — 273,8+36,9 усл.ед. (Р<0.05). В контрольном районе у юношей обоих групп достоверных отличий не отмечалось.

У девушек-биологов, основной группы в I семестре отмечался высокий уровень ИН — 218,6+14,7 усл.ед. (в контроле — 153,7+19,6 усл.ед.), во II семестре этот показатель увеличился до 263,9+25,2 усл.ед. (в контроле -214,9+22,8 усл.ед., Р<0.05) У девушек-историков подобных различий не отмечалось.

Следовательно, можно сделать следующий вывод: по индексу напряжения у юношей и девушек обоих специальностей, проживающих в двух экологически разных районах города, вегетативном гомеостазе отмечалось умеренное преобладание симпатической нервной системы, также отмечается дисрегуляция центрального типа.

Комплексная оценка вариабельности сердечного ритма предусматривает диагностику функциональных состояний. Изменения вегетативного баланса в виде активации симпатического звена рассматриваются как неспецифический компонент адаптационной реакции в ответ на различные стрессорные воздействия. Одним из методов оценки таких реакций является вычисление показателя активности регуляторных систем (ПАРС). ПАРС позволяет дифференцировать различные степени напряжения регуляторных систем и оценивать адаптационные возможности организма.

У юношей-биологов и в первом семестре, проживающих в зоне экологического неблагополучия ПАРС= 4. Регуляторная система этих студентов в первом семестре находится в состоянии выраженного напряжения, проявляющееся мобилизацией защитных механизмов, в том числе повышение активности симпато-адреналовой системы и системы гипофиз—надпочечники. Во втором семестре ПАРС=5. Это состояние резко выраженного напряжения регуляторных систем.

У юношей исторического факультета, проживающих в основном районе, показатель активности регуляторных систем в первом семестре равен.

4 (выраженной напряжение), во втором 6 (перенапряжение). В контролеПАРС 3 (умеренное) и 5 усл.ед.(резко выраженное напряжение).

У девушек биологов, проживающих в зоне экологического неблагополучия, в первом семестре ПАРС равен 4 (выраженной напряжение), тогда как в контрольной группе он составляет 3 усл.ед.(умеренное напряжение). У гуманитариев обоих групп основного района в первом семестре ПАРС был равен 4 (выраженной напряжение).

Во втором семестре у девушек-биологов, проживающих в зоне экологического неблагополучия, в независимости от уклона обучения, показатель активности регуляторных систем равен 6, т. е. состояние перенапряжения, для которого характерны недостаточность адаптационных защитно-приспособительных механизмов и их неспособность обеспечить оптимальную адекватную реакцию организма на воздействие факторов внешней среды.

Во втором семестре у девушек-историков, проживающих в зоне экологического неблагополучия, в независимости от уклона обучения, показатель активности регуляторных систем равен 5, что соответствует состоянию резко выраженного напряжения, проявляющееся мобилизацией защитных механизмов.

У девушек обоих специальностей, проживающих в контрольном районе, ПАРС у биологов равен 5, у историков — 4. Это состояние резко выраженного и выраженного напряжения регуляторных систем. Такие состояния возникают в процессе адаптации к трудовой деятельности, при эмоциональном стрессе или при воздействии неблагоприятных экологических факторов.

Выявлено, что во втором семестре у юношей-историков и девушек-биологов, проживающих в экологически неблагоприятной зоне, активность регуляторных процессов соответствовала категории «перенапряжение», в контроле «резко выраженное напряжение», у юношей-биологов и девушек-историков основного района «резко выраженное напряжение», у контроля выраженное напряжение. В первом семестре активность регуляторных процессов соответствовал уровням умеренного и выраженного напряжения.

Таким образом, работоспособность по данным психофизиологических наблюдений у студентов изучаемых специальностей меняется под влиянием учебной нагрузки в течение учебного года, находится в зависимости от специфики обучения на каждом факультете. Исследования показали, что у студентов, вчерашних школьников, перестройка к новым социальным условиям вызывает активную мобилизацию, а затем истощение физических резервов организма, особенно в первые годы обучения. При этом адаптированность к учебному процессу напрямую зависела от экологической зоны проживания студентов.

Для оценки уровня напряжения функционального состояния организма студентов был использован метод сквозного корреляционного анализа между физиологическими параметрами.

Число корреляционных связей в зависимости от места проживания таково: в основном районе оно превышало контрольный район как у студентов биологов (основной район-14/9, контрольный-9/6), так и у историков (основной район-13/9, контрольный-10/7). У студентов обоих специальностей, проживающих в экологически неблагоприятной зоне, числа межсистемных связей превышают внутрисистемные: у биологов — 1,56 раза, у историков 1,45 раза. Здесь можно смело говорить о том, что неблагоприятная экологическая обстановка по месту жительства отражается на уровне нервно-эмоциональной напряженности в процессе обучения.

Из анализа процентного соотношения корреляционной динамики на первом месте стоит нервно-эмоциональная система (44%), на втором месте центральная нервная система (31%), на третьем — сердечно-сосудистая система (25%), т. е. на значительные нагрузки учебного процесса в первую очередь реагирует нервно-эмоциональная система, включающая реактивную тревожность и показатели САН, далее ЦНС, затем ССС.

Процентное соотношение в зависимости от зоны проживания таково: у биологов, проживающих в зоне экологического неблагополучия, нагрузка в максимально действует на НЭС (5) и ЦНС (2), минимально на ССС (2). В контрольном районе нагрузка равной степени влияет на НЭС (2) и ЦНС (2), затем на ССС (1). Это свидетельствует о том, что для поддержания гомеостаза на достаточном уровне у студентов, проживающих в экологически неблагоприятной зоне, подключаются высшие центры, которые вмешательством в регуляторную деятельность активизируют функционирование ряда систем для достижения полезного приспособительного результата, что соответственно увеличивает уровень функционального напряжения организма.

Проведенные исследования показали, что учебный процесс не одинаково оказывает влияние на функциональное состояние организма и зависит от ряда факторов.

Корреляционный анализ показал, что основными факторами, влияющими на показатели функционального состояния организма студентов историков, является индекс физического состояния, учитывающий массу тела, рост, возраст и показатели состояния сердечно-сосудистой системы (20,1%), второй фактор — личностная тревожность (13,4%), третьинедельная нагрузка (12,6%).

У студентов биологов среди факторов на первом месте находится недельная нагрузка (19,9%), на втором — личностная тревожность (16,2%), на третьем месте — индекс физического состояния (13,3%).

Следующим по значимости идет фактор эмоциональная устойчивость, процент вклада в общую дисперсию составлял у биологов 8,68%, у историков 11,7%.

Далее, по убывающей шли семестр (процент вклада в общую дисперсию у биологов составлял 9,06%, у историков — 11,4%), пол (у биологов-6,99%, у историков — 7,52%) и уровень экологического благополучия (у биологов — 3,68%, у историков — 3,9%).

При выборе методов для массовой оценки и прогнозирования уровня функционального напряжения организма студентов в процессе обучения исходили из того, что основная задача заключается в выявлении неспецифических изменений, произошедших под влиянием учебной деятельности, отражающихся на состоянии многих систем организма. При этом методики, используемые для оценки работоспособности студентов, не должны нарушать учебного процесса, отнимать много времени и утомлять студентовдолжны быть простыми, надежными, объективными. Кроме того, они должны адекватно отражать изменения функционального состояния организма студентов, возникающие под влиянием доминирующего фактора или совокупности раздражителей, характерных для учебной деятельности студентов.

В связи с этим, был использован определенный арсенал общепринятых методических средств, применяемых в физиологии труда для оценки функциональных состояний. Основное обоснование данных методоввозможность объективного описания наблюдаемых явлений и наличие апробированной оценочной шкалы. В качестве возможных индикаторов динамики функциональных состояний взяты:

• измерение частоты пульса.

• подсчет индекса Руфье,.

• подсчет индекса напряжения.

По частоте пульса можно получить количественную оценку напряженности труда.

В качестве определяющих напряженность труда факторов выделились по статистическим признакам достоверности: семестр, пол, этап обследования (до, середина и конец учебных занятий), уклон (биология/история), экология (место жительства), индивидуально-психологические черты личности студента (интро/экстраверсия). У историков в качестве определяющих факторов выделились: пол, день, № недели, время и индекс физического состояния. Полученные уравнения имели вид:

Учп-биояоги = П1−10,7*Семестр-2,17*МЖ-1,95*Этап-19,05*ИФС+0,49*Тип Уч. историкип = 79,6+8,47*Пол-2,26*День+2,0*№ недели+1,4*Время-37,5*ИФС.

Коэффициенты множественной корреляции были равны 0,37−0,44. Проведенный дисперсионный анализ показал, что полученное уравнение имело высокую статистическую значимость (Р=9.24−10,6, более 95%).

Подставляя значения показателей, входящих в формулу уравнения регрессии, проведя несложные арифметические операции, получаем значение расчетного показателя, соответствующего ЧП. Если он меньше или равен 75, то уровень напряженности труда оценивается как оптимальный, если в пределах 76−80 — хорошая, если в пределах 81−90 удовлетворительная, и если более 91, то неудовлетворительная.

За основу критериальной оценки уровня функционального напряжения организма студентов-биологов в процессе обучения был взят индекс напряжения по Баевскому [15], который является достаточно чувствительным индикатором общей активации симпатической системы организма, происходящей не только при физической деятельности, но и эмоциональном стрессе [14,52].

В качестве определяющих уровень работоспособности организма студентов-биологов факторов выделились по статистическим признакам достоверности: этап обследования (до, середина и конец учебных занятий), индекс физического состояния, индивидуально-психологические черты личности студента (интро/экстраверсия) и устойчивость.

У1Ш1 = 164,4−19,4*Этап+183,5*ИФС+3,53*Тип-1,78*Устойчивость.

Подставляя значения показателей, входящих в формулу уравнения регрессии, проведя несложные арифметические операции, получаем значение интегрального показателя (ИН). Если он меньше или равен 120 у.е., то уровень функционального напряжения оценивается как низкий, если в пределах 121−300 — средний, если в пределах 301−600 выше среднего, и если более 601 у.е., то высокое напряжение (прогноз неблагоприятен).

Оценить функциональные возможности организма при донозологических состояниях можно по индексу Руфье, при этом повышение индекса позволяет говорить о снижении работоспособности, снижение индекса о повышении работоспособности. В качестве определяющих уровень работоспособности организма факторов выделились по статистическим признакам достоверности: пол, время, этап обследования (начало, середина и конец учебных занятий), индекс физического состояния:

У2ИндексРуфье 77+0,89*МЖ+0,77*Время-1,09*Этап-3,77*ИФС Проведенный анализ показал, что полученное уравнение имело высокую статистическую значимость (г=0.27, Р=6.11, более 95%).

Подставляя значения показателей, входящих в формулу уравнения регрессии, проведя несложные арифметические операции, получаем значение расчетного показателя, соответствующего индексу Руфье. Если он менее 3 усл.ед., хорошая работоспособность 3 — 6, удовлетворительная работоспособность 6−8, плохая работоспособность более 8 усл.ед.

Использование метода многофакторного корреляционно-регрессионного анализа позволило расчетным методом получить интегральные показатели для студентов, характеризующие уровень функционального напряжения организма в учебном процессе, с помощью количественных оценок его внутренних структур, позволило выявить скрытые, объективно существующие закономерности. Проведенный корреляционный анализ позволил выявить и описать в виде уравнений, с помощью которых можно рассчитать уровни расчетных значений ЧП, индексов Руфье и напряжения в зависимости от экологической обстановки по месту жительства, уклона обучения, индивидуально-психологической черты личности студента. Представленный методический подход и количественная градация на основе разработанной математической модели позволяет оперативно оценить и дать прогноз уровня работоспособности студентов, как на момент обследования, так и тех или иных предполагаемых (возможных) значениях.

Таким образом, можно сделать следующее заключение, что неблагоприятная экологическая обстановка, негативно отражается на психофизиологическом напряжении организма студентов в процессе обучения, адаптационно-приспособительной деятельности сердечно-сосудистой системы и организма студентов в целом, на их работоспособности и заболеваемости. Эффективная постановка учебного процесса требует совершенствования системы организационных и педагогических мероприятий, которые должны базироваться на данных динамики работоспособности студентов. Представленные результаты как раз и являются тем исходным материалом для проведения целенаправленных мероприятий направленных на сохранение здоровья, повышения работоспособности, снижения заболеваемости, обусловленных «затрудненной» адаптацией организма студентов, проживающих в экологически неблагоприятных районах, к учебному процессу. Использование метода корреляционного анализа структур внутрии межсистемного взаимодействия позволило получить качественную характеристику функционального напряжения, и получить дополнительное подтверждение негативного влияния экологических факторов на функциональное напряжение организма студентов в процессе обучения.