Correction of functional state of divers during training camps

Full Text

Деятельность специалистов-водолазов, выполняющих подводно-технические и аварийно-спасательные работы в интересах Министерства обороны России, связана с воздействием на организм целого комплекса экстремальных факторов, которые являются неустранимыми элементами их профессии. Высокие физические нагрузки, особый характер рабочей среды, физиолого-гигиенические параметры водолазного снаряжения, сложность и ответственность задач, выполняемых на различных глубинах, а также осознание реальной угрозы для своей жизни или здоровья - весь этот комплекс факторов формирует специфические условия и особенности труда, которые непосредственно влияют на функциональное состояние организма водолаза [3]. В настоящее время психофизиология военного труда рассматривает функциональное состояние преимущественно с позиции его взаимосвязи с работоспособностью - как совокупность характеристик тех функций и качеств организма, которые несут наибольшую нагрузку в обеспечении военно-профессиональной работоспособности человека [6, 7, 16]. Именно поэтому своевременная и точная диагностика негативных сдвигов уровня функционального состояния военнослужащих, а также их эффективная коррекция являются актуальными задачами войсковой медицины [4, 12]. Одним из инновационных методов оперативного восстановления уровня функционального состояния специалистов-водолазов может стать использование газовых смесей на основе ксенона. Ряд клинических исследований, проведенных как в России, так и за рубежом, показал, что ингаляции газовой смеси ксенона и кислорода в терапевтических дозах обладают выраженным нейро- и кардиопротективным эффектом. Курсовое использование подобных смесей сопровождается выраженным седативным и анксиолитическим действием. Кроме того, показано, что курсовое использование ксеноно-кислородных газовых смесей (ККГС) способствует существенному повышению устойчивости организма к гипоксии, а также увеличению физической работоспособности [10, 14]. Другим методом быстрого восстановления уровня функционального состояния водолазов может стать использование аудиовизуальной стимуляции (АВС) с помощью существующих программно-аппаратных комплексов. АВС - это технология оптимизации функционального состояния, основанная на ритмическом воздействии раздражителей определенной частоты на организм человека через зрительный и слуховой анализаторы. И хотя механизмы психофизиологического воздействия АВС на психоэмоциональное состояние, умственную работоспособность и функциональные резервы центральной нервной системы (ЦНС) еще недостаточно изучены, тем не менее установлено, что ритмическая стимуляция сенсорных входов приводит к формированию навязанной биоэлектрической активности коры головного мозга [5, 8]. При этом в процесс вовлекаются как лимбические структуры, так и ретикулярная формация головного мозга. Это вызывает образование новых функциональных систем, обеспечивающих достижение того или иного приспособительного результата. Таким образом, использование специально подобранных ритмостимулирующих программ позволяет достигать седативного, миорелаксирующего, антидепрессивного или психостимулирующего эффектов [5]. Цель исследования Изучить влияние курсового применения ингаляций ККГС и АВС на показатели функционального состояния специалистов-водолазов в процессе интенсивных учебно-тренировочных сборов. Материал и методы Обследовано 15 специалистов-водолазов (средний возраст - 31,7±2,5 года), принимавших участие в плановых учебно-тренировочных сборах (УТС) на специальной учебной базе (Новороссийск). Программа обучения включала в себя серию водолазных спусков методом кратковременных погружений на малые и средние глубины с выполнением учебных трудовых операций и перемещением под водой в горизонтальном безопорном положении. Кроме того, все испытуемые принимали участие в мероприятиях по общей и специальной физической подготовке, направленных на совершенствование профессионально важных эмоционально-волевых и физических качеств. В соответствии с утвержденной программой-методикой исследования все военнослужащие в процессе рандомизации были распределены в две группы: опытную (n=7) и контрольную (n=8). Ингаляции терапевтических ККГС и АВС выполнялись представителями опытной группы последовательно, через 3-5 ч после завершения тренировок, на всем протяжении УТС, через день. Для оценки эффективности комбинированного использования ККГС и АВС всем военнослужащим на 1-й, 6-й и 12-й дни сборов проводилось комплексное психофизиологическое обследование, включавшее: - регистрацию показателей системной гемодинамики методом объемной компрессионной осциллометрии; - оценку вариабельности сердечного ритма (ВСР); - мониторинг биоэлектрической активности коры головного мозга. Кроме того, все участники исследования проходили психологическое тестирование, а также отвечали на вопросы структурированного интервью, предназначенного для систематизации данных о субъективных ощущениях, возникающих при проведении коррекционных процедур. В качестве ингалятора ККГС использовался портативный ксеноновый терапевтический комплекс (КТК-01) производства ООО «Акела-Н». Процедура проводилась по схеме: частичная денитрогенизация чистым кислородом на протяжении 3 мин, ингаляция ККГС в соотношении 25% Хе и 75% О2 в условиях закрытого контура в течение 6-7 мин, повторное дыхание чистым кислородом на протяжении 3 мин. Расход инертного газа на процедуру составил в среднем 3,5±0,5 л. Для проведения процедур АВС использовалась портативная психофизиологическая коррекционно-диагностическая система (ППКДС) «Модуль Компакт» производства ООО «Инструментальные психологические системы». В целях коррекции функционального состояния использовался режим «Релаксация» из комплекта стандартных программ ППКДС (воздействие световыми стимулами с частотой 9-12 Гц, предъявляемых в периодическом режиме чередования мельканий и пауз). Испытуемым контрольной группы коррекционно-восстановительные мероприятия не проводились. Статистическая обработка результатов осуществлялась с помощью встроенного программного модуля Microsoft Excel 2000 и методов непараметрической статистики. Результаты исследования Экспериментальными исследованиями установлено, что комбинированное применение терапевтических ККГС и АВС оказывает существенное влияние на динамику уровня функционального состояния специалистов-водолазов (табл. 1). Анализ полученных данных показал, что у испытуемых контрольной группы интенсивная учебная и боевая подготовка сопровождалась достоверным увеличением среднего артериального давления (АДср) в среднем на 6,1% (рЈ0,05 по Т-критерию Вилкоксона). Общее периферическое сопротивление сосудов (ОПСС) также имело тенденцию к увеличению и на 12-е сутки сборов достигло 1477,1±71,3 дин•с•см-5, что в среднем на 19,7% выше фонового показателя. У испытуемых опытной группы значения АДср и ОПСС по ходу проведения сборов достоверно не изменялись, а к моменту их завершения данные показатели у военнослужащих, которым проводились коррекционно-восстановительные мероприятия, были в среднем соответственно на 5,2 (рЈ0,05 по U-критерию Манна-Уитни) и 18,4% ниже, чем в контрольной группе. При анализе индекса функциональных изменений (ИФИ) было отмечено, что в контрольной группе данный показатель на 12-е сутки увеличивался с 2,43±0,04 до 2,63±0,06 ед. (в среднем на 8,2%; рЈ0,05 по Т-критерию Вилкоксона). В опытной группе изменения ИФИ не носили статистически достоверного характера, а к моменту окончания исследования данный показатель был достоверно ниже, чем в контрольной группе, - в среднем на 5% (рЈ0,05 по U-критерию Манна-Уитни). При анализе статистических и спектральных параметров ВСР установлено, что в контрольной группе на всем протяжении УТС наблюдались достоверно сниженные значения среднеквадратичного отклонения интервалов R-R (SDNN) и высокие - вагосимпатического индекса (LF/HF). На 12-е сутки указанные показатели отличались от фоновых значений - в среднем на 30,3 и 72,4% соответственно (рЈ0,05 по Т-критерию Вилкоксона). В опытной группе наблюдались аналогичные тенденции, однако они были выражены в значительно меньшей степени. Так, к моменту завершения исследования значения SDNN были ниже, чем при фоновом обследовании, лишь на 3,6%, а индекс LF/HF, напротив, выше - в среднем на 17,4%. Обращает на себя внимание тот факт, что у испытуемых контрольной группы исходно высокая мощность сверхнизкочастотного диапазона (VLF) спектра ВСР продолжала повышаться на всем протяжении УТС, достигая максимальных значений к 12-м суткам исследования (в среднем на 17,6% выше, чем при фоновом обследовании). В опытной группе мощность VLF-диапазона на протяжении большей части сборов оставалась без изменений, однако к моменту окончания экспериментов также имела тенденцию к некоторому росту (в среднем на 10,9%). При оценке субъективного состояния специалистов-водолазов с помощью методики «САН» установлено, что в контрольной группе значения интегральных показателей «самочувствие», «активность» и «настроение» на всем протяжении УТС достоверно не изменялись. В опытной группе наблюдалось достоверное увеличение показателя «настроение» на 12-е сутки исследования - в среднем на 9,8% (рЈ0,05 по Т-критерию Вилкоксона). Кроме того, следует отметить, что к моменту окончания исследования средние значения показателей «Самочувствие» и «настроение» в опытной группе были достоверно выше, чем в контрольной, - на 7,4 и 9,7% соответственно (рЈ0,05 по U-критерию Манна-Уитни). Анализ результатов тестирования военнослужащих по методике Спилбергера-Ханина позволил установить, что у испытуемых, которым на протяжении УТС не проводилось никаких коррекционно-восстановительных мероприятий, к моменту окончания исследований наблюдалось повышение уровня ситуативной тревожности - в среднем на 35,1% (рЈ0,05 по Т-критерию Вилкоксона). У испытуемых опытной группы уровень ситуативной тревожности в ходе проведения сборов не менялся. При заключительном обследовании было выявлено, что у них средние значения данного показателя оказались на 29,8% ниже, чем в контрольной группе (рЈ0,05 по U-критерию Манна-Уитни). Анализ результатов электроэнцефалографического (ЭЭГ) обследования специалистов-водолазов в ходе проведения УТС (табл. 2) показал, что к моменту окончания исследования структура ЭЭГ-спектра у испытуемых контрольной группы претерпевала существенные изменения. Прежде всего, это выражалось в достоверном снижении относительных значений мощности (ОЗМ) a-ритма - в среднем на 10,9% (рЈ0,05 по Т-критерию Вилкоксона). Одновременно наблюдалась отчетливая тенденция к увеличению ОЗМ b-ритма - в среднем на 28,3%, а также q-ритма - на 22,8%. Значения индекса a-активности у испытуемых контрольной группы на протяжении УТС практически не изменялись, тем не менее отмечались достоверное уменьшение амплитуды a-ритма - с 53,5±4,6 до 48,1±3,7 мкВ (в среднем на 10,1%; рЈ0,05 по Т-критерию Вилкоксона), нечеткость зональных различий ритма, а также нарушения его организации и межполушарной синхронизации. У испытуемых опытной группы в ходе проведения УТС, напротив, отмечалась тенденция к умеренному увеличению ОЗМ a-ритма - в среднем на 8,2% и индекса a-активность - на 4,3%. ОЗМ b- и q-диапазонов, наоборот, имели тенденцию к снижению - в среднем на 10,6 и 8,1% соответственно. Кроме того, при заключительном обследовании выявилось, что у военнослужащих, которым проводился курс коррекционно-восстановительных мероприятий, значения ОЗМ a-ритма были достоверно выше, чем в контрольной группе, - в среднем на 14,2%, а ОЗМ d-ритма, наоборот, ниже - в среднем на 28,1% (рЈ0,05 по U-критерию Манна-Уитни). Обсуждение результатов В последние годы как отечественными, так и зарубежными исследователями предпринимаются успешные попытки использования различных немедикаментозных средств и методов оптимизации функционального состояния в целях психофизиологического сопровождения профессиональной деятельности различных категорий лиц опасных профессий [3, 4, 10, 15]. Применение ККГС основано на способности ксенона ингибировать глутаматергическую передачу, значительно модулируя процессы нейрональной возбудимости и синаптической пластичности [10, 14]. В настоящее время установлено, что ксенон является неконкурентным антагонистом NMDA-, AMPA- и каинатных рецепторов, наибольшая плотность которых отмечается в гиппокампе, коре больших полушарий, миндалине и стриатуме, т. е. именно в тех структурах, которые ответственны за память, обучение и ассоциированы с сенсорной функцией [2]. Кроме того, показана экспрессия NMDA-рецепторов в клетках островков Лангерганса поджелудочной железы, где они участвуют в снижении секреции глюкагона и инсулина, а также в клетках мозгового вещества надпочечников, где они являются одним из факторов стимуляции выброса катехоламинов в условиях стрессового воздействия [2]. Таким образом, использование ККГС не только способствует развитию состояния глубокой релаксации, но и обеспечивает уменьшение активности катаболических процессов, способствуя быстрому восстановлению функционального состояния после интенсивных физических, психоэмоциональных или когнитивных нагрузок [10, 14]. Использование технологии АВС позволяет сформировать навязанную биоэлектрическую активность коры головного мозга, соответствующую состоянию релаксации той или иной степени выраженности, что также способствует восстановлению функционального состояния ЦНС в условиях напряженной профессиональной деятельности [5, 8]. Проведенное исследование показало, что комбинированное использование данных методик обеспечивает поддержание высокого уровня функционального состояния сердечно-сосудистой системы у специалистов-водолазов на всем протяжении УТС. Это проявлялось отсутствием негативной динамики параметров нейровегетативного баланса, а также ряда основных показателей системы кровообращения у представителей опытной группы. При этом у лиц, которым никаких коррекционных мероприятий не проводилось, наблюдалось прогредиентное увеличение АДср, ОПСС и LF/HF, а также существенное снижение SDNN. Данные изменения, с одной стороны, свидетельствуют об увеличении в условиях интенсивной служебной деятельности активности симпатического звена нервной регуляции, а с другой, - указывают на существенное напряжение механизмов адаптации сердечно-сосудистой системы к неблагоприятным условиям военно-профессиональной среды [1, 13]. В этих условиях комбинированное использование ККГС и АВС позволяло сохранить некий фоновый уровень парасимпатических влияний, что в соответствии с современными представлениями создает условия для более быстрого и полного восстановления военнослужащих после интенсивных тренировок [5, 13]. Данное наблюдение подтверждено результатами расчета ИФИ (см. рисунок). В контрольной группе к моменту окончания УТС средние значения показателя находились в диапазоне, свидетельствовавшем о существенном напряжении механизмов адаптации и интенсивном расходовании функциональных резервов [3]. У военнослужащих опытной группы данный индекс на протяжении УТС практически не менялся, что позволило сделать вывод о сохранении у них высокой эффективности компенсаторно-приспособительных реакций организма. Данный вывод подтверждался также результатами ЭЭГ-обследования. Так, у испытуемых контрольной группы к моменту окончания УТС достоверно регистрировались редукция a-ритма со значимым снижением его амплитуды, увеличение выраженности медленноволновых компонентов ЭЭГ (главным образом q-диапазона), а также выявилась тенденция к усилению b-активности. Указанные изменения большинством исследователей трактуются как нейрофизиологический коррелят утомления на фоне интенсивной когнитивной или физической нагрузки, ассоциированной с психоэмоциональным напряжением [9, 11, 15]. Поддержание требуемого качества профессиональной деятельности в подобных условиях достигается, главным образом, за счет расходования функциональных резервов ЦНС, что не только приводит к снижению профессиональной надежности специалистов, но и создает предпосылки к развитию различных функциональных и органических нарушений [6, 7]. В опытной группе такие изменения к моменту завершения водолазной подготовки не регистрировались, а структура ЭЭГ-спектра сохранялась на всем протяжении сборов, свидетельствуя об исходно высоком уровне активации коры полушарий головного мозга. Особый интерес представляют результаты, свидетельствующие о снижении уровня ситуативной тревожности у военнослужащих, которым проводился курс ингаляций ККГС и АВС. В соответствии с современными представлениями под ситуативной или реактивной тревожностью понимается состояние, которое характеризуется субъективно переживаемыми эмоциями: напряжением, беспокойством, озабоченностью, нервозностью. Это состояние возникает как эмоциональная реакция на стрессовую ситуацию и может быть разной по интенсивности и динамичности во времени [7, 12]. Уровень тревожности во многом определяется функциональной активностью миндалевидного комплекса - одной из основных структур головного мозга, участвующих в выработке и воспроизведении эмоциональных реакций [2, 12]. Таким образом, проведение курса ингаляций ККГС и сеансов АВС приводило к выраженным сдвигам в деятельности субкортикальных структур, в частности ретикулоталамокортикальных взаимодействий, а также, по-видимому, в функциональной активности гиппокампа и миндалевидного комплекса, что обеспечивало значимый анксиолитический и релаксирующий эффекты от проводимых процедур в условиях интенсивной учебно-боевой деятельности. Отсутствие негативных изменений показателей системной гемодинамики и биоэлектрической активности коры головного мозга у испытуемых опытной группы способствовало поддержанию у них высокой субъективной оценки собственного состояния. В то же время у лиц, которым сеансы ингаляций ККГС и АВС не проводились, к моменту окончания сборов наблюдались тенденции к снижению показателей «самочувствие», «активность» и «настроение». Таким образом, проведенное исследование показало, что комбинированное использование ингаляций ККГС и АВС оказывает в целом положительное влияние на уровень функционального состояния специалистов-водолазов, повышая их индивидуальную устойчивость к воздействию комплекса неблагоприятных факторов военно-профессиональной среды. Полученные результаты позволяют рассматривать сочетанное использование данных методик как перспективное средство оперативной коррекции функционального состояния лиц, чья деятельность протекает в условиях значительных физических и психоэмоциональных нагрузок.

About the authors

V. A Dudelzon

E. V Makarov

A. S Kalmanov

Email: saniyasin@gmail.com

V. V Bulavin

A. N Shishkin

References

Supplementary files