Оценка адаптационных возможностей школьников к учебным нагрузкампо психофизиологическим показателям
Новоселова Е.И., Субхангулова Г.Г.
Увеличение умственных и эмоциональных нагрузок в школе предъявляет организму ребенка высокие требования. Большие информационные нагрузки длительное время воздействуют на организм школьника, интенсивность их в течение учебного года особенно велика в гимназических классах и усугубляется на фоне гиподинамии [1], значительного нервно-эмоционального напряжения, неблагоприятной экологической обстановки. Поэтому необходимо проведение комплексной оценки психофизиологического статуса школьников, а также уровня функционального резерва системы кровообращения, вегетативной нервной системы [2, 3]. Важным является определение диагностических критериев изменения состояния организма под влиянием учебных нагрузок в разные периоды онтогенеза, особенно в подростковом возрасте, для которого характерны напряжение деятельности многих функциональных систем и механизмов регуляции [4, 5], ограниченная возможность адаптации к изменениям внешней и внутренней среды [6].
Целью исследования явилось изучение состояния системы кровообращения, вегетативной нервной системы и индивидуально-типологических особенностей подростков, обучающихся в гимназическом классе, в динамике учебного года, выявление диагностических критериев влияния учебных нагрузок на организм школьника.
Методика
Обследованы 15 мальчиков и 15 девочек 13-14 лет гимназического класса средней школы № 7 г. Салавата. Критериями отбора были: отсутствие жалоб, органической патологии сердечно-сосудистой системы, ОРВИ в течение трех месяцев [7]. С целью диагностики психофизиологического состояния подростков в динамике учебного года обследование проводилось в сентябре, феврале и мае 1998/1999 г. Измеряли: артериальное давление (систолическое - САД и диастолическое – ДАД) в крови большого круга кровообращения по методу Короткова в мм рт. ст., частоту сердечных сокращений (ЧСС уд/мин) по пульсации в лучевой артерии, частоту дыхания в минуту (ЧД), рассчитывали вегетативный индекс Кердо (ВИК), коэффициент Хидьдебранта (кХ), минутный объем кровообращения (МОК, л/мин). Свойства нервной системы: возбуждение, торможение, уравновешенность, подвижность определяли по тесту Ян-Стреляу, акцентуации характера по тесту Шмишека [8]
Результаты обследования статистически обработаны с помощью пакета программ «Statgraphics».
Результаты исследований и их обсуждение
Важнейшими характеристиками сердечной деятельности являются частота сердечных сокращений (ЧСС), минутный объем крови (МОК), артериальное давление (АД). Из них наиболее чутко реагирует на умственное и эмоциональное напряжение ЧСС [9]. Нами высокие значения ЧСС у подростков отмечены в начале и конце учебного года (табл. 1), что, вероятно, связано в начале года с эмоциональными реакциями организма на вхождение в учебный процесс, а в конце года - с нарастающим утомлением. У мальчиков эта зависимость носила достоверный характер. У девочек хотя и выявлена аналогичная закономерность, но достоверных изменений этого показателя в динамике учебного года не обнаружено, и ЧСС не превышала возрастных норм (табл. 2).
Таблица 1. Динамика показателей тонуса вегетативной нервной системы у подростков
| Показатели | Сентябрь | Февраль | Май |
| САД М±m | 108,6±2,2 | 111,3±1,4 | 109,3±2,0 |
| ДАД М±m | 59,7±1,4 | 64,0±1,1 | 63,3±1,0 |
| ЧСС М±m | 80,3±3,0 | 73,0±1,5 | 81,6±2,6 |
| МОК М±m | 4,0±0,2 | 3,4±0,2 | 3,7±0,2 |
| КХ М±m | 4,2±0,2 | 2,9±0,1 | 3,8±0,2 |
| ЧД М±m | 19±0,5 | 25,7±0,8 | 21,8±0,7 |
| ВИК М±m | 21,2±3,5 | 11,0±3,4 | 19,5±3,0 |
Таблица 2. Показатели тонуса вегетативной нервной системы и количества акцентуаций в динамике учебного года в зависимости от пола.
| Показатели | Показатели нормы (Тупицын, 1985) | Сентябрь | Февраль | Май | ||||
| Девочки | Мальчи-ки | Девочки | Мальчи-ки | Девочки | Мальчи-ки | Девочки | Мальчи-ки | |
| САД М±m | 105,4±2,1 | 108,4±3,0 | 103,3±2,3 | 114,0±3,2 | 108,0±2,2 | 114,7±1,2 | 103,3±2,1 | 115,3±2,6 |
| ДАД М±m | 59,5±0,8 | 57,9±1,0 | 57,3±1,5 | 60,2±2,2 | 61,3±0,9 | 66,7±1,9 | 60,0±1,0 | 66,7±1,3 |
| ЧД М±m | 18,8±0,7 | 19,2±0,6 | 25,1±1,4 | 26,3±0,6 | 21,2±0,9 | 22,5±1,0 | ||
| ЧСС М±m | 77,2±1,9 | 72,7±2,0 | 78,5±5,0 | 82,1±3,7 | 74,4±2,0 | 71,7±2,2 | 79,3±3,0 | 84,0±4,4 |
| ВИК М±m | 19,7±5,9 | 23,7±4,1 | 16,9±2,8 | 5,1±5,8 | 23,2±3,1 | 15,9±5,0 | ||
| МОК М±m | 3,74±0,2 | 3,98±1,8 | 3,50±0,3 | 4,46±0,3 | 3,47±0,2 | 3,30±0,2 | 3,40±0,2 | 4,05±0,3 |
| Кол.Акцент М±m | 3,7±0,1 | 2,9±0,1 | 3,6±0,2 | 2,2±0,1 | 4,9±0,1 | 3,0±0,1 | ||
| КХ М±m | 4,1±0,4 | 4,3±0,2 | 3,0±0,2 | 2,7±0,1 | 3,8±0,2 | 3,8±0,2 | ||
По нашим данным, увеличение МОК тесно связано с ростом ЧСС (сен. r=0,67; фев. r=0,60; май r=0,81, где r – коэффициент корреляции между этими показателями, при р0,05), что является неэкономичным для системы кровообращения [9, 2]. В течение учебного года этот показатель у девочек был ниже возрастной нормы и достоверно не менялся. Уменьшение МОК рассматривается [10] как проявление «принципа экономичности» функции кровообращения. У мальчиков в начале года МОК был выше возрастной нормы, к февралю достоверно понизился и к маю отмечалось вновь его повышение. Рост МОК - показатель напряженного функционирования сердечно-сосудистой системы и более напряженных процессов адаптации в начале года и утомления в конце.
Достоверных изменений значения САД в динамике учебного года не наблюдалось как у девочек, так и у мальчиков, и эти величины находились в пределах возрастных норм (табл. 2). Анализ индивидуальных значений САД показал превышение возрастной нормы у 20 % мальчиков в сентябре, у 23 % в феврале и у 40 % в мае, и у 7 %, 10 %, 3 % девочек соответственно. ДАД имеет большое значение в оценке адаптации организма к учебному процессу. Нами отмечены колебания этого показателя в течение года (табл. 1) в основном за счет изменений ДАД у мальчиков (табл. 2), которое достоверно повышается в середине учебного года и сохраняется на этом уровне к окончанию учебы (74 % мальчиков). Аналогичная тенденция в динамике учебного года отмечается и у девочек (13 %). Стойкое повышение ДАД свидетельствует о гиподинамии и вызывает наклонность к системному спазму мелких сосудов [11], поэто-
му ДАД можно использовать как один из диагностических показателей реакции организма школьников на учебные нагрузки.
Расчет ВИК показал выраженную активацию симпатического отдела ВНС у 13-летних подростков в течение учебного года. Более выраженным он был в сентябре, что является отражением эмоционального состояния; симпатикотония в мае - показатель утомления. У мальчиков симпатикотония в начале года была выше, чем у девочек, а в середине и в конце - ниже. Частота дыхания растет в течение учебного года, что характеризует степень психоэмоционального напряжения. У мальчиков ЧД была недостоверно выше по сравнению с девочками. Коэффициент Хильдебранта - показатель согласованности в деятельности висцеральных систем организма. Среднестатистические данные не показали отклонение этого показателя от нормы в течение года. Однако анализ индивидуальных значений выявил у 30 % детей рассогласование в деятельности висцеральных систем в сентябре, у 43 % - в феврале и у 27 % - в мае (табл. 1). Нами не установлено достоверных различий в деятельности висцеральных систем мальчиков и девочек (табл. 2).
Выявление свойств нервной системы у подростков показало наличие тенденции к росту возбудимости в течение года и подвижности к окончанию, хотя и в начале года уровень концентрации данных свойств был достаточно высок. В сентябре у детей отмечается неуравновешенность в сторону торможения, а к середине учебного года рост неуравновешенности в сторону возбуждения, к концу учебного года этот показатель сменяется на высокую уравновешенность (табл. 3).
Таблица 3. Свойства нервной системы у подростков в годовой динамике.
| Показатели | Возбудимость | Торможение | Подвижность | Уравновешенность | |
| Сентябрь | ДевочкиМальчики | 45,1±2,850,3±4,0 | 52,1±3,155,9±3,5 | 51,9±3,254,9±3,7 | 0,89±0,050,88±0,05 |
| Февраль | ДевочкиМальчики | 44,4±3,575,2±2,9 | 48,2±3,256,7±4,1 | 50,1±3,654,3±2,7 | 0,93±0,061,10±0,10 |
| Май | ДевочкиМальчики | 48,1±2,855,8±2,8 | 51,6±3,056,8±3,8 | 53,9±2,759,6±2,5 | 0,96±0,061,04±0,08 |
Примечание: 42 балла - большой уровень данного свойства. Уравновешенность R - возбуждение/торможение. Чем ближе R к единице, тем выше степень уравновешенности: если R>1, то преобладает неуравновешенность в сторону возбуждения, если R<1 – в сторону торможения.
Нами не отмечено достоверных различий по возбуждению, торможению, подвижности и уравновешенности между мальчиками и девочками, однако наблюдается тенденция к повышению этих показателей у мальчиков. В середине учебного года у них проявляется неуравновешенность в сторону возбуждения, которая сохраняется и до окончания года, а у девочек в сторону торможения. В мае показатели возбуждения в обеих половых группах выше, чем в сентябре, увеличивается подвижность и тенденция к снижению торможения у девочек. Следовательно, мальчики к окончанию учебного года становятся более возбужденными и менее уравновешенными, чем девочки. Наличие положительных корреляций между САД, ДАД, МОК и возбудимостью нервной системы в конце учебного года (соответственно, г=0.57; г=0.44; г=0.55 при р<0.005) свидетельствует о влиянии психоэмоционального фактора на функционирование сердечно-сосудистой системы. У подростков повышенная возбудимость в первую очередь влияет на АД.