Функциональное состояние школьников, обучающихся в условиях разноуровневой учебной нагрузки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ШКОЛЬНИКОВ, ОБУЧАЮЩИХСЯ В УСЛОВИЯХ РАЗНОУРОВНЕВОЙ УЧЕБНОЙ НАГРУЗКИ

Марчик Л.А., Касаткина Н.М.

Проблемой нашего времени является резкое ухудшение состояния здоровья людей, что проявляется не только нарушениями в нормальной структуре и функциях органов и систем, но и снижением уровня физического развития и функциональных возможностей организма, сужением диапазона его приспособлений к меняющимся условиям среды, психологическим дискомфортом. Здоровье подрастающего поколения - это проблема, которая имеет не только медицинское, но и социально педагогическое значение. Исследованиями последних десятилетий установлены существенные сдвиги в адаптационных возможностях современных школьников под влиянием умственного утомления и снижения двигательной активности, являющихся следствием все возрастающего уровня информации, который должен воспринять и усвоить современный школьник. К сожалению, текущий функциональный контроль, который позволяет выявить отклонения в состоянии здоровья учащихся на ранних стадиях, практически отсутствует. Изучение адаптации к школьным условиям сегодня приобретает актуальность также в связи с широким распространением различных экспериментальных форм обучения, не учитывающих возрастно-половые и морфологические особенности детей.

Наибольшее напряжение в современных условиях приходится на сердечно-сосудистую систему, заболевание которой занимают первое место среди причин, быстро вызывающих утрату работоспособности. Управление деятельностью сердца в норме осуществляется на основе саморегуляции обеспечивающей такой уровень функционирования, который необходим для достижения конечного приспособительного результата. Если конечный результат не обеспечивается механизмами саморегуляции сердца, в его работу начинают вмешиваться нервные механизмы управления, осуществляемые через симпатическую и парасимпатическую нервные системы, что приводит к увеличению степени напряжённости регуляторных систем организма.

В настоящей работе поставлена задача, провести сравнительную оценку функционального состояния учащихся одной из средних школ г. Ульяновска в начале и конце второй учебной четверти, с целью определения влияния учебной нагрузки на здоровье детей, обучающихся по различным программам.

Обследовано 67 мальчиков в возрасте 7, 13 и 16 лет, учащихся параллельных классов с различной учебной нагрузкой 1 «е» и 7 «е» - общеобразовательные классы; 1 «а» - эстетический класс; 7 «б» - танцевальный класс; 11 «а» - математический класс; 11 «б» - гуманитарный класс. сердечный ритм артериальный школьник

В качестве интегрального показателя функционального состояния школьников нами использован метод математического анализа сердечного ритма разработанный академиком В.В. Париным с соавт. (1967), успешно использованный в космической медицине (Воскресенский, Венцель, 1976), в возрастной физиологии (Панова, 1979; Марчик, 1995; Хураськина, 2002), в физиологии труда и спорта для прогнозирования состояний на грани нормы и патологии (Баевский, 1979,1984,2002).

В таблице 1 и 2 представлены средне групповые значения статистических показателей сердечного ритма учащихся. С возрастом (от 7 до 16 лет) продолжительность кардиоциклов у мальчиков увеличивается с 0,74 с до 0,83 с, несколько больше возрастает продолжительность моды (М₀) с 0,67 с до 0,82 с. Более значительное увеличение с возрастом М₀ по сравнению с среднем значение кардиоциклов (М) указывает на большую стабилизацию сердечного ритма в младшем школьном возрасте по сравнению с таковым у старшеклассников, о чем свидетельствует и возрастное изменения вариационного размаха (?Х) с 0,26 с в 7 лет до 0,30 с в 16 лет (Филеши, Пачева,1979).

Показатель тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы - амплитуда моды (АМ₀) с возрастом уменьшается (с 37-42 % до 33-40%). Симпатический тонус у человека и большинства животных хорошо выражен уже с момента рождения, обуславливает высокую частоту сердечных сокращений (ЧСС) у новорожденных (Панова, Олешкевич, 1977). Считается, что урежение сердечного ритма с возрастом (в нашем случае с 81 уд/мин в 7 лет до 72 уд/мин в 16 лет), является результатом уменьшения естественной лабильности синусового узла и усилением тонических влияний из центров блуждающего нерва, оказывающего отрицательное хронотропное влияние на сердце, вызывая замедление его ритма. Что касается интегрального показателя стрессовой напряженности школьников - индекса напряжения (ИН), то слишком сильных изменений его с возрастом не происходит, хотя и наблюдается тенденция к снижению с 7 до 17 лет: в 7 лет ИН находится в пределах 120 - 180 усл. ед.; в 13 лет в пределах 63 - 110 усл. ед.; в 16 лет 110 - 120 усл. ед. Более низкие значения ИН в подростковом возрасте по сравнению с юношеским не вполне понятны, т.к. в подростковом возрасте в связи с интенсивным половым созреванием дети испытывают наибольшее напряжение под влияние различных нагрузок. Единственное объяснение, которое мы можем дать полученным результатам - усиленные занятия и естественное волнение в связи с предстоящим окончанием школы и поступлением в ВУЗы у учащихся 11-х классов.

Как видно из таблицы 1 в начале четверти после отдыха в период каникул у учащихся 1-х классов (эстетического и общеобразовательного) отмечается разница в напряженности систем регуляции сердца. ЧСС у них практически одинакова 80-82 уд/мин - М = 0,75±0,02 с - 1 «а» класс; 0,74±0,0 с - 1 «е» класс. Колеблемость сердечного ритма также практически не отличается ?Х = 0,28±0,02 с и 0,26±0,03 с, соответственно ?Х характеризует активность парасимпатического отдела центральной нервной системы (ЦНС), обеспечивающего накопление энергетических резервов организма. АМ₀ характеризует активность симпатического отдела вегетативной нервной системы, которую можно характеризовать как систему срочной, аварийной мобилизации энергетических ресурсов организма, вызывающую напряжённость всех систем, в том числе и усиление централизации управления сердечным ритмом.

Величина АМ₀ у мальчиков 1«а» класса 37,05±2,29% и 42,3±4,22%, соответственно. При близких значениях М, ?Х значения М₀ у ребят разных классов различаются 1«а» класс М₀=0,74±0,03 с, 1«е» класс М₀=0,67±0,05 с, т.е. одинаковый уровень ЧСС достигается разными способами: у мальчиков 1«а» класса за счет механизмов саморегуляции, у мальчиков 1«е» класса за счет более выраженной централизации управления сердечным ритмом. На это указывает и величина ИН - 1«а» класс 119,18±2,70 усл. ед., 1«е» класс 175,27±45,89 усл. ед., чем она больше, тем сильнее стабилизирующее влияние ЦНС на синусовый узел. Полученные данные вполне сравнимы с величинами статистических характеристик ритма сердца полученных Т.Г. Олешкевич (1979) для мальчиков 7 лет по результатам массовых обследований школьников г. Москвы (М = 0,69±0,01 с; М₀= 0,67±0,03 с; АМ₀= 42±3,8; ?Х =0,22±0,03 с; ИН = 142,47±21,39 усл. ед.).

К концу учебной четверти у мальчиков обоих классов усиливается влияние симпатического отдела ЦНС на сердечно-сосудистую систему. Об этом свидетельствует уменьшение по сравнению с состоянием в начале четверти ?Х с одновременным увеличением АМ₀ и ИН (таблица 1 и 2). Особенно эти изменения выражены у учащихся эстетического класса. ЧСС увеличивается с 80 уд/мин вначале до 91 уд/мин в конце четверти. Сердечный ритм становится не только чаще, но и стабильнее АМ₀= 45,11±3,85%; ?Х =0,24±0,03 с по сравнению АМ₀= 37,05±2,28; ?Х =0,28±0,02 с. Индекс вегетативного равновесия (АМ₀/?Х), указывающий на соотношение между симпатическим и парасимпатическим отделами вегетативной нервной системы возрастает с 162,20±22,95 до 274,50±47,60 усл.ед. Увеличивается и степень централизации управления сердечным ритмом ИН возрастает с 119,18±2,7 до 228,20±9,59 усл. ед.

У мальчиков 1 «е» класса (общеобразовательного) описанные изменения не столь значимы. Так, ИН в течение четверти возрастает на 36,09%, по сравнению 91,48% в 1 «а» классе. Можно полагать, что дополнительные занятия музыкой и изобразительным искусством в эстетическом классе вызывают у детей дополнительное напряжение и приводят к большей усталости в конце четверти.

Из обследованных 7-х классов один является общеобразовательным - 7 «е», второй танцевальным - 7 «б». Как видно (таблица 1) вначале учебной четверти напряжённость регуляторных систем организма у мальчиков 7 «е» класса выше, чем у их ровесников 7 «б» класса, сердечный ритм более частый и более стабильный (ЧСС = 78 уд/мин; М₀= 0,75±0,04 с; АМ₀= 37,29±5,13%; ?Х =0,28±0,05 с; ИН = 110,86±24,35 усл. ед по сравнению с ЧСС = 74 уд/мин; М₀= 0,80±0,04 с; АМ₀= 31,29±3,57%; ?Х =0,37±0,04 с; ИН = 63,3±12,6 усл.ед.).

К концу четверти у мальчиков обоих классов уровень напряжения регуляторных систем организма увеличивается, повышается тонус симпатического отдела ЦНС, степень централизации управления сердечным ритмом. У учащихся танцевального (7 «б») класса эти изменения более выражены (таблица 2). ЧСС у них возрастает с 74 уд/ мин 79 уд/мин, АМ₀ с 31±3,57% до 39±4,33%, ?Х уменьшается с 0,37±0,04 с до 0,28±0,036 с. ИН увеличивается с 63,30±12,62 до 142,83±50,81 усл. ед. У мальчиков общеобразовательного (7 «е») класса повышение тонуса симпатической нервной системы (АМ₀ изменяется с 37,29±5,13% до 40,57±7,44%) сопровождается параллельным увеличением тонуса парасимпатического отдела ЧСС к концу четверти у них несколько ниже, чем в начале (М= 0,77±0,39 с; М₀=0,75±0,035 с в начале и М= 0,79±0,32 с; М₀=0,77±0,04 с в конце четверти) индекс вегетативного равновесия возрастает незначительно с 161,26 ±33,62 до 186,3±70,5 усл. ед. Подобная динамика статистических характеристик сердечного ритма свидетельствует о том, что дополнительная физическая нагрузка в виде занятий танцами приводит к большему напряжению регуляторных систем организма у учащихся танцевально, по сравнению с общеобразовательным классами.

Из старших классов были обследованы математический - 11 «а» и гуманитарный - 11 «б». Напряженность регуляторных систем организма у мальчиков 11 «а» класса выше, чем у их сверстников 11 «б» классе, как в начале, так и в конце учебной четверти (таблица 1 и 2). Под влияние учебной нагрузки к концу четверти уровень стрессовой напряженности и степень централизации управления сердечным ритмом возрастает в обоих классах. Увеличивается ЧСС, АМ₀, колеблемость сердечного ритма уменьшается (11 «а» класс - ЧСС = 74 уд/мин, АМ₀=40±4,58%, ?Х=0,30±0,0 с в начале четверти и ЧСС = 78 уд/мин, АМ₀=44,11±5,95%, ?Х=0,25±0,04 с в конце четверти; 11 «б» класс - ЧСС = 72 уд/мин, АМ₀=33,9±3,70%, ?Х=0,30±0,04 с в начале четверти и ЧСС = 72 уд/мин, АМ₀=38,7±4,23%, ?Х=0,27±0,05 с в конце четверти). Индекс вегетативного равновесия возрастает к концу четверти в математическом классе на 52,15% (со 176,45±38,89 усл. ед. до 268,48±82,18 усл. ед.) в гуманитарном классе на 18,61% (со 164,99±58,19 усл. Ед. до 195,70±36,60 усл .ед.). На основании полученных данных можно сделать вывод, что занятия точными науками приводят к большему утомлению, чем гуманитарные науки.

Различают три типа распределения кардиоинтервалов (Баевский, 1974; Заслонова, 1977) в зависимости от состояния тонуса симпатической и парасимпатической систем:

1. Нормотонические кривые - одновершинные (мономерные) кривые с М₀ в районе 0,7 - 0,9 с и ?Х 0,15 - 0,4 с;

2. Симпатикотонические кривые - мономерные кривые с М₀ в пределах 0,5 - 0,7 с и ?Х менее 0,15;

3. Ваготонические кривые - моно- и полимерные кривые с М₀ в превышающей 0,9с и ?Х более 0,4с.

В таблице 3 представлено распределение мальчиков в зависимости от типа вегетативного тонуса. Как видно в начале четверти у большинства ребят их 67 обследованных 46 - 68,66% в равной мере выражен тонус как симпатического, так и парасимпатического центров, т. е по тонусу вегетативной нервной системы они относятся к нормотоническому типу. По наиболее экономному и эффективному ваготоническому типу сердце функционирует у 23,39% обследованных (15 человек) и 8,95% (6 человек) имеет место преобладания тонуса симпатического нерва, они относятся к симпатикотоническому типу. У детей с симпатикотоническим типом перенапряжение регуляторных систем кровообращения имеет место даже в начале четверти, ИН напряжения у них находится на высоком уровне (от 220 до 550 усл. ед.). К концу четверти количество детей симпатикотонического типа возрастает до 26,87%, количество детей с нормотоническим типом снижается до 59,70%, с ваготоническим до 13,43%.

Таблица 3. Состояние типов вегетативной регуляции у мальчиков 1-х, 7-х и 11-х классов в начале (1) и конце (2) второй учебной четверти.

По степени напряженности регуляторных систем организма выделяют нормы, адаптации, напряжения, перенапряжения (Баевский, 1974; Панова, 1977). Условная граница между состоянием нормы и адаптации проводится на уровне значений ИН равных 80 усл. ед., между состоянием адаптации и напряжения - 160 усл. ед. Изменения ИН к концу четверти представлены в таблице 4.

Таблица 4. Изменение значения ИН мальчиков 7,13,16 лет под влиянием учебной нагрузки в течении второй учебной четверти

Величины АД между классами в обследованных параллелях практически не отличаются. К концу четверти изменения АД незначительно, хотя и наблюдается тенденция к увеличению (таблицы 1 и 2).

Таким образом, проведённое обследование позволяет констатировать факт, что учебная нагрузка существенно влияет на функциональное состояние учащихся, степень напряжённости регуляторных систем организма к концу четверти значительно возрастает, величина изменений зависит от особенностей учебной программы, по которой проводятся занятия.

Список литературы

1. Баевский Р.М. Кибернетический анализ процессов управления сердечного ритма. // Актуальные проблемы физиологии и патологии кровообращения. - М.: Медицина. - 1976. - С. 161-175.

2. Баевский Р.М. Анализ вариабельности сердечного ритма в космической медицине. // Физиология человека. - 2002. - Т. 28. №2. - С. 161-175.

3. Баевский Р.М. Прогнозирование состояний на грани нормы и патологии. - М.: Медицина. - 1979. - 298 с.

4. Баевский Р.М., Кириянов О.И., Клецкин С.З. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе. - М.: Медицина. - 1984. - 242 с.

5. Воскресенский А.Д., Венцель И.Д. Статистический анализ сердечного ритма и показателей гемодинамики в физиологических исследованиях. // Проблемы космической биологии. - М.: Наука. - 1974.- Т.26. - С.200-261.

6. Марчик Л.А. Типологические особенности энергетического обеспечения мышечной деятельности мальчиков 7-8 лет.: Дис. канд. биолог. наук. Ульяновск, 1995 - 143 с.

7. Панова Н.А. Математический анализ сердечного ритма в возрастной физиологии.// Возрастные функциональные особенности сердца при физических нагрузках. - Ставрополь. - 1979. - С. 68-72.

8. Панова Н.А., Олешкевич Т.Г. Возрастные особенности регуляции сердечного ритма школьниц (7-8 лет).// Функциональные особенности сердца при физических нагрузках в возрастном аспекте. - Ставрополь. - 1977. - Вып. 3. - С. 52-68.

9. Парин В.В., Баевский Р.М. Введение в медицинскую кибернетику. - М.: - 1967. - 293 с.

10. Филеши П.Ф., Пачева Н.А. Возрастно-половые особенности переходных процессов параметров сердечной деятельности после стандартной физической нагрузки у школьников 7-18 лет. // Возрастные функциональные осбенности сердца при физических нагрузках. - Ставрополь. - 1979. - Вып. 3. - С.37-44.

11. Хураськина Н.В. Оценка функционального состояния школьников в условиях разноуровневой учебной нагрузки с учетом индивидуальных особенностей тревожности.: Дис. канд. биолог. наук. Ульяновск, 2002 - 150 с.

Размещено на Allbest.ru