Динамика врабатываемости и адаптации некоторых функциональных систем у студентов-первокурсников при регулярной физической нагрузке

Кандидат медицинских наук, доцент А.Н. Поборский

Шадринский государственный педагогический институт

Известно, что любая работа начинается не с полной интенсивностью, должен пройти определенный срок, прежде чем будет достигнута оптимальная работоспособность. Этот срок определяется периодом врабатываемости, т.е. временем вхождения в работу, которое фактически определяется приспособлением организма к работе. В период врабатываемости постепенно наступают изменения в функциональном состоянии организма: происходит своего рода установка на работу. Чтобы она быстрее и совершеннее произошла, организм использует различные приспособительные механизмы. Однако период врабатываемости может вызвать изменения, не соответствующие действительно слаженной работе систем организма в силу развития утомления, нарастание проявлений которого будет вести к постепенному снижению степени адаптации организма к условиям существования [4, 8]. В результате могут возникать различные состояния, характеризующиеся снижением функциональных возможностей организма [1, 2, З], и в первую очередь это будет сказываться на состоянии сердечно-сосудистой системы, так как известно, что именно она отражает количественную сторону адаптационно-приспособительной деятельности и возможностей целостного организма [2, 7]. А если эти возможности и не снижены, то их поддержание на должном уровне осуществляется за счет определенного напряжения регуляторных систем, и прежде всего центральной нервной системы [2, 4, 8], что, несомненно, будет отражаться и на продуктивности умственной работоспособности.

В связи с вышеизложенным начальный период обучения в институте является очень ответственным как в социальном, так и в физиологическом отношении моментом в жизни студента. Новые условия обучения, высокая суммарная учебная нагрузка, большой объем, новизна и сложность материала, которым должен овладеть студент, предъявляют к организму повышенные требования. Поэтому в процессе учебных занятий в институте создаются достаточные предпосылки для утомления обучающихся и следствием этого должно быть включение защитно-приспособительных реакций. Необходимо также отметить и специфику обучения студентов на факультетах физкультуры (в институтах физкультуры) - для большинства учебные занятия здесь сочетаются с регулярными тренировками. Причем, как показывает опыт работы, многие юноши и девушки до поступления в институт не занимались активно спортом, а регулярно тренироваться стали только после начала обучения в вузе. Поэтому этой категории студентов приходится адаптироваться не только к новым условиям жизни, обучения, но и к регулярной физической нагрузке. Таким образом, вхождение в новые условия жизни будет связано с некоторой психофизиологической перегрузкой организма первокурсника [5], что может сказаться на продуктивности его умственной работоспособности и напряжении адаптационно-приспособи-тельных возможностей его организма.

Поэтому цель настоящего исследования - рассмотрение динамики врабатываемости и адаптации систем обеспечения умственной работоспособности и системы кровообращения у студентов-первокурсников в новых условиях обучения при регулярной физической нагрузке.

Методика. Обследовано две категории студентов 1-го курса факультета физической культуры и спорта: 1-я группа до поступления в институт регулярно тренировалась и продолжает тренировки, совмещая их с учебой (15 чел.); 2-я до поступления в институт не занималась активно спортом, регулярно тренироваться стала только после начала обучения в вузе (16 чел.). Обследование проводилось в течение I учебного семестра (сентябрь - январь). Динамика умственной работоспособности изучалась посредством методики дозирования работ во времени с помощью буквенных таблиц в модификации [9]. Оценивались показа! ели интенсивности и качества выполняемой работы. Адаптационные компенсаторно-приспособительные механизмы, лежащие в основе поддержания нормального функционального состояния системы кровообращения, определялись путем расчета величины адаптационного потенциала (АП) системы кровообращения [3]:

АП (в баллах) = 0, 011(ЧП) + 0, 014(СД) + 0, 008(ДД) + 0, 014(В) + 0.009(М) - 0, 009(Р) - 0, 27,

где СД - величина систолического артериального давления (в мм рт. ст.), ДД - величина диастолического артериального давления (в мм рт. ст.), ЧП - частота пульса (в минуту), В - возраст (в годах), М - масса тела (в кг), Р - рост (в см).

Исходя из приведенной формулы, пороговые значения АП составляют [3]: для нормальной (удовлетворительной) адаптации - не более 2, 1 балла; для напряжения механизмов адаптации - 2, 11-3, 2 балла; для неудовлетворительной адаптации - не менее 3, 21-4, 3 балла; для срыва адаптации - не менее 4, 31 балла.

Показатели умственной работоспособности и параметры, необходимые для расчета АП, регистрировались на 1, 4, 8-й неделе от начала обучения, перед началом и после окончания зимней экзаменационной сессии.

Результаты исследований обрабатывались статистически с помощью t-критерия Стьюдента [6].

Результаты и обсуждение. Увеличение учебной и физической нагрузок сказывается на уровне и устойчивости всех исследуемых показателей умственной работоспособности и адаптационно-приспособительной деятельности организма первокурсников (рис. 1, 2, таблица). По характеру определяемых во все периоды исследования изменений интенсивности и качества умственной работоспособности, а также величины АП системы кровообращения обследуемые обеих групп были разделены на 3 подгруппы. Первая подгруппа - такой тип ответных реакций был обнаружен у 80% обследуемых 1-й группы, вторая подгруппа - данный тип ответных реакций выявлен у 20% обследуемых 1 - и группы и у 75% испытуемых 2-й группы и третья подгруппа-третий тип ответных реакций, наблюдался у 25% студентов, отнесенных ко 2-й экспериментальной группе. В уровне и динамике выявленных в течение семестра изменений умственной работоспособности первокурсников, вошедших в каждую из подгрупп, наряду с общими сдвигами имеется и ряд существенных особенностей (см. рис. 1, 2). Как видно из рисунков, у всех обследуемых на 1-й неделе обучения отмечаются сходные по выраженности и направленности сдвиги со стороны показателей интенсивности и качества работы. К 4-й неделе у всех испытуемых сохраняется общность направленности наблюдаемых изменений:

отмечается снижение (относительно исходного уровня в начале семестра и на 1-й неделе обучения) интенсивности (см. рис. 1) и ухудшение качества выполняемой работы (см. рис. 2). Выявленная закономерность свидетельствует о постепенном снижении умственной работоспособности в рассматриваемый период, что может быть обусловлено началом адаптационной перестройки организма к новой учебной деятельности при регулярной физической нагрузке.

Начиная с 4-й и по 8-ю неделю обучения в уровне и динамике выявленных изменений появляются особенности. У студентов, отнесенных по характеру ответных реакций к первой и второй подгруппам, происходит увеличение интенсивности работы. Улучшаются в этот период и качественные показатели. У испытуемых, по характеру ответных реакций отнесенных к третьей подгруппе, наоборот, отмечаются снижение интенсивности и ухудшение качества выполняемой работы. И если в первой и второй подгруппах происходит повышение умственной работоспособности, то в третьей видно постепенное ее снижение. Следует подчеркнуть, что положительные сдвиги рассматриваемых показателей в первой и второй подгруппах и отрицательные - в третьей являются достоверными и наблюдаются как относительно исходного уровня в начале учебного года, так и в сравнении с показателями на 4-й неделе исследования. Причем, говоря об одинаковой направленности сдвигов в первой и второй подгруппах, необходимо отметить, что у обследуемых из первой подгруппы наблюдаемые изменения носят более выраженный характер, чем у студентов, отнесенных ко второй и тем более к третьей подгруппе. Так, интенсивность работы в этой подгруппе на 8-й неделе обследования достоверно превышает на 13% таковую во второй и на 41% - в третьей (см. рис. 1). Качество выполняемой работы испытуемыми этой подгруппы достоверно превосходит (на 18 и 47%, соответветственно), аналогичные показатели во второй и третьей подгруппах (см. рис. 2).

Рис. 1. Динамика показателя интенсивности умственной работоспособности у студентов-первокурсников на протяжении 1 учебного семестра.

Условные обозначения: А - первая подгруппа, Б - вторая, В - третья. По горизонтали: "нед" - недели от начала обучения, Н - начало экзаменационной сессии, К - конец сессии. По вертикали: процент изменений относительно исходного уровня (100%) в начале учебного семестра

Рис. 2. Динамика качественного показателя умственной работоспособности у студентов-первокурсников на протяжении 1 учебного семестра. Обозначения те же, что и на рис. 1

Дальнейшее изучение динамики умственной работоспособности (с 8-й учебной недели и до начала экзаменационной сессии) показало еще более выраженные достоверные отличия в разных подгруппах. Если учебный семестр испытуемые первой подгруппы заканчивают без выраженных признаков утомления, а регистрируемые показатели (дальнейшее увеличение интенсивности и улучшение качества выполняемой работы) свидетельствуют о дальнейшем повышении работоспособности, то у студентов из второй подгруппы налицо постепенное уменьшение интенсивности при неизменном качестве выполняемой работы, что может говорить о начинающемся снижении умственной работоспособности. В третьей подгруппе в этот период видно увеличение интенсивности выполняемой работы, однако ее качество продолжает ухудшаться. Такая картина отражает снижение работоспособности. Возможно, это происходит за счет преобладания процессов возбуждения в центральной нервной системе при ослаблении активного торможения у испытуемых данной подгруппы, что может быть при начальной фазе развивающегося утомления [1, 3].

Экзаменационная сессия предъявляет повышенные требования к организму студентов: не всегда систематически работая в течение семестра, они выполняют огромную работу непосредственно перед экзаменами. Как видно из рис. 1, 2, это сказывается на работоспособности всех обследуемых подгрупп. К концу сессии по сравнению с началом во всех подгруппах происходит снижение интенсивности умственной работоспособности, ухудшается ее качество. Однако и здесь четко прослеживаются различия между ними: наименее выраженные отрицательные сдвиги обнаружены в первой и второй подгруппах и наиболее выраженные - в третьей. Причем, если в первом случае показатели работоспособности к концу сессии и ухудшаются по сравнению с ее началом, тем не менее они остаются на достоверно более высоком уровне относительно исходных в начале учебного семестра, а также выявляемых во второй и третьей подгруппах: на 30 и 42%, соответственно, показатель интенсивности (см. рис. 1), на 25 и 11% - показатель качества (см. рис. 2). У обследуемых второй подгруппы к концу сессии все показатели имеют тенденцию к снижению относительно ее начала, причем их значения оказываются на уровне исходных в начале семестра. В третьей экспериментальной подгруппе характер регистрируемых сдвигов принципиально отличается от выявленных в первой и второй: к окончанию сессии налицо достоверное снижение интенсивности выполняемой работы, а также числа допускаемых ошибок относительно как ее начала, так и исходного уровня в сентябре.

В целом семестровая динамика умственной работоспособности в первой и второй подгруппах свидетельствует о благоприятном протекании процессов адаптации к новым условиям обучения при регулярной физической нагрузке, наиболее выраженном у обследуемых первой подгруппы. На фоне совершенствования всех показателей работоспособности от сентября к январю имеют место закономерные периоды ее спада. В третьей подгруппе в различные периоды учебного семестра сдвиги показателей носят отрицательную направленность, характер выявляемых изменений свидетельствует о снижении сопротивляемости организма обследуемых к развивающемуся утомлению.

Регистрируемые сдвиги в организме первокурсников под влиянием совокупности действующих факторов проявляются как в колебаниях уровня умственной работоспособности, так и в изменении ряда параметров, характеризующих функциональное состояние организма, в частности тех, которые лежат в основе оценки АП системы кровообращения. Как видно из представленных в таблице данных, показатели функционального состояния у обследуемых в течение семестра изменяются в целом однонаправленно с умственной работоспособностью. В начальный период учебы и регулярных физических нагрузок (1-4-я недели) при относительно низком уровне умственной работоспособности во всех экспериментальных подгруппах наблюдается и постепенное ухудшение регистрируемых параметров, отражающих состояние врабатываемости и адаптации организма. Поддержание нормального функционального состояния обследуемых происходит за счет напряжения механизмов адаптации, что говорит о снижении его устойчивости к стрессорному воздействию окружающих факторов [2, 3] и незавершенности врабатываемости исследуемых показателей в рассматриваемый период. Обращает на себя внимание степень выраженности наблюдаемых сдвигов в разных подгруппах: наименьшие в первой, их нарастание во второй и наибольшие в третьей. Начиная с 4-й недели и до конца экзаменационной сессии различия между показателями АП у обследуемых разных подгрупп становятся еще более выраженными. Как видно из таблицы, если у студентов первой подгруппы незначительное напряжение механизмов адаптации регистрируется лишь в конце экзаменационной сессии, то у испытуемых из второй подгруппы налицо постепенное нарастание напряжения механизмов адаптации, достигающее максимума к окончанию сессии, причем выраженность этих изменений выше, чем в первой подгруппе (р < 0, 05). У студентов третьей подгруппы еще более существенное снижение величины АП к концу сессии свидетельствует о неудовлетворительной адаптации к новым условиям, что проявляется у них в качественных изменениях уровня здоровья (общее утомление, миокардиодистрофические изменения, повышение артериального давления).

Итак, в начальный период обучения в институте (сентябрь - январь) у студентов-первокурсников обнаружены некоторые закономерности врабатываемости и адаптации умственной работоспособности и функционального состояния системы кровообращения к новым условиям обучения при регулярной физической нагрузке. В семестровой динамике изменений умственной работоспособности и АП системы кровообращения выявлено три типа ответных реакций. Установлено, что процесс врабатывания более эффективно протекает в группе студентов, до и после поступления в институт регулярно занимающихся спортом. Динамика умственной работоспособности у большинства обследуемых этой группы (первая подгруппа) характеризуется нарастанием ее показателей и устойчивостью величины АП системы кровообращения в течение учебного семестра, что свидетельствует о достаточных функциональных возможностях организма и высокой сопротивляемости утомлению. Для другой части обследуемых первокурсников новые условия обучения и начало регулярных занятий спортом явились трудной задачей, что нашло отражение в характере изменений регистрируемых показателей. Наблюдаемые сдвиги имеют разную направленность и выраженность у данной группы студентов, отнесенных на основании этого к разным подгруппам (второй и третьей). Вторая подгруппа имеет в целом положительную динамику умственной работоспособности в течение семестра, наблюдаемые изменения уровня всех параметров происходят в пределах умеренно отрицательных и положительных величин. Однако нормальная работоспособность обследуемых поддерживается за счет большей "физиологической цены", путем напряжения адапта-ционно-приспособительных механизмов. И наконец, у обследуемых, отнесенных к третьей подгруппе, срабатывание функциональных систем организма резко снижено. Умственная работоспособность в течение семестра находится на низком уровне по сравнению с исходной и данными испытуемых первой и второй подгрупп, а к концу сессии налицо все признаки развившегося утомления. Семестровая динамика АП системы кровообращения также свидетельствует о существенном снижении функциональных возможностей организма.

Динамика адаптационного потенциала системы кровообращения у студентов-первокурсников на протяжении первого учебного семестра (М ± т)

Примечание.

* - различия по сравнению с исходным уровнем в начале учебного семестра достоверны при р < 0, 05;

** - различия по сравнению с исходным уровнем в начале учебного семестра достоверны при р <= 0, 01.

Таким образом, проведенные исследования показали, что регулярные занятия спортом до поступления в институт и продолжение их после обучения вызывают более быстрое и полноценное включение адаптационно-приспособительных механизмов, которые способствуют эффективному протеканию процессов врабатывания функциональных систем организма, снижению различных проявлений утомления в новых условиях обучения.

Список литературы

1. Адаптация организма учащихся к учебной и физической нагрузкам /Под ред. А.Г. Хрипковой, М.В. Антроповой. М., 1982, 222 с.

2. Баевский P.M. Протезирование состояний на грани нормы и патологии. - М.: Медицина, 1979, 298 с.

3. Баевский P.M., Берсенева А.П., Бакунин В.К. и др. Оценка эффективности профилактических мероприятий на основе измерения адаптационного потенциала системы кровообращения. //Здравоохранение Российской Федерации, 1987, № 8, с. 6-10.

4. Казначеев В.П. Современнные аспекты адаптации. - Новосибирск: Наука, 1980, с. 6.

5. Крупская С.Г., Олифер Л.Д. Методические подходы к оценке уровня здоровья студентов младших курсов. //Здравоохранение Российской Федерации, 1993, № 5, с. 16-18.

6. Лакин Г.Ф. Биометрия. М., 1980, 294 с.

7. Меерсон Ф.3. Адаптация сердца к большой нагрузке и сердечная недостаточность. М., 1975, 263 с.

8. Меерсон Ф.З. Адаптация, стресс и профилактика. М., 1981, 278 с.

9. Методические рекомендации по физиолого-гигиеническому изучению учебной нагрузки учащихся /Под ред. М.В. Антроповой, В.И. Козлова. М., 1984, 67 с.