Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени

доктора медицинских наук

Физиологические механизмы успешности профессиональной подготовки курсантов образовательных учреждений МВД России

03.00.13 - физиология

Булатецкий Сергей Владиславович

Рязань 2008

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Рязанский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию"

Научный консультант:

доктор медицинских наук, профессор Бяловский Юрий Юльевич

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Дегтярев Виталий Прокопьевич

доктор медицинских наук, профессор Гаврилова Елена Анатольевна

доктор медицинских наук Жаднов Владимир Алексеевич

Ведущая организация:

ГОУ ВПО "Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова МО РФ"

Защита состоится 23 июня 2008 г. в 12 ч.00 мин. на заседании Диссертационного совета Д 208.084.01 ГОУ ВПО РязГМУ Росздрава (г. Рязань, ул. Высоковольтная, д.9)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО РязГМУ Росздрава (390026, г. Рязань, ул. Шевченко, д.34)

Автореферат разослан " 28" апреля 2008 г.

Учёный секретарь Диссертационного совета доктор медицинских наук, профессор Лапкин М.М.

Общая характеристика работы

1. Проанализировать динамику показателей вариабельности сердечного ритма у курсантов с различным исходным функциональным состоянием при разных видах нагрузочного тестирования.

2. Оценить значения показателей вариабельности сердечного ритма при нагрузочных пробах на этапе профессионального отбора кандидатов на обучение в образовательное учреждение МВД России и возможность их применения для прогнозирования успешности обучения.

3. Оценить изменения неспецифических адаптационных механизмов в условиях дозированного применения локальных магнитных воздействий и дополнительного респираторного сопротивления.

4. Изучить особенности развития общего адаптационного синдрома при действии дополнительного респиратороного сопротивления и применении локальных магнитных воздействий в группах с разными адаптационными тактиками.

5. Определить внутри - и межсистемные взаимосвязи показателей жизнедеятельности организма при адаптации к ступенчатому изменению дополнительного респираторного сопротивления и локальным магнитным воздействиям.

6. Соотнести показатели поведенческой деятельности курсантов и физиологических трат организма в ходе учебно-служебной деятельности.

7. Выявить факторы, оптимизирующие функциональное состояние курсантов в процессе учебно-служебной деятельности.

8. Используя теорию функциональных систем П.К. Анохина, смоделировать системные физиологические механизмы успешности профессиональной подготовки курсантов образовательных учреждений МВД России.

Научная новизна работы.

1. В работе впервые соотнесены успешность формирования профессионально важных качеств у курсантов и "физиологическая цена" деятельности при выполнении психофизиологических нагрузочных тестов.

2. Выявлены критериальные значения показателей вариабельности сердечного ритма для прогнозирования успешности профессионального обучения, что позволяет улучшить эффективность и качество профессионального отбора в учебные заведения МВД России, ускорить адаптацию к условиям обучения.

3. Исследованы особенности развития общего адаптационного синдрома при действии дополнительного респираторного сопротивления и локальных магнитных воздействий в группах с разными адаптационными стратегиями.

4. Сформулированы представления о критериях оптимизации функционального состояния курсантов образовательного учреждения МВД России, исходя из системной организации адаптивных функций целостного организма.

5. Показано, что системная организация адаптации курсантов к учебно-служебной деятельности, может быть представлена обобщенной функциональной системой. Исполнительные механизмы данной функциональной системы включают как специфические (поведенческий и вегетативный контур саморегуляции), так и неспецифические (общеадаптационные) механизмы, которые имеют явно выраженный реципрокный характер: устойчиво выделяются стресс-реализующие и стресс-лимитирующие механизмы. Избирательность включения неспецифических механизмов саморегуляции обобщенной функциональной системы определяется типом адаптационной стратегии данного индивидуума и параметрами физиологического воздействия в ходе профессиональной подготовки: как правило, низкие и средние диапазоны раздражителей преимущественно стимулируют стресс-лимитирующие механизмы; высокие - запускают стресс-реализующие механизмы. Критерием оптимальности физиологического воздействия является устойчивая стимуляция стресс-лимитирующих и торможение стресс-реализующих механизмов.

Практическая значимость работы. Концепция системной организации физиологических механизмов, обеспечивающих успешность профессиональной подготовки курсантов образовательных учреждений МВД России, сформулированная на основании проведенных исследований, создает принципиальную возможность прогнозирования успешности профессионального обучения и коррекции функциональных состояний человека. В наших исследованиях установлено, что "физиологическая стоимость" деятельности может выступать критерием прогнозирования успешности профессионального обучения, а соотношение стресс-лимитирующих и стресс-реализующих механизмов адаптации можно использовать для целенаправленного управления функциональным состоянием организма. Параметризация неспецифических адаптивных механизмов в ходе профессиональной подготовки позволяет оценить не только эффективность формируемой адаптации, но и прогнозировать ее кратковременные и долговременные последствия.

Практическое значение работы состоит в том, что в ней описаны условия управления неспецифическими адаптационными механизмами при различных нагрузочных пробах. Полученные результаты и методические разработки могут найти применение в теории и методике физического воспитания, спортивной тренировки, оздоровительной и адаптивной физической культуры, физиологии, физиотерапии, патофизиологии, лечебной физкультуре.

Внедрение результатов исследования. Результаты диссертационного исследования внедрены в практическую деятельность Департамента кадрового обеспечения МВД России, Рязанского областного врачебно-физкультурного диспансера, в учебный процесс Рязанского филиала ГОУ ВПО "Московский университет Министерства внутренних дел Российской Федерации", ГОУ ВПО "Рязанский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию", в учебно-тренировочный процесс Муниципального образовательного учреждения дополнительного образования детей "СДЮСШОР по дзюдо".

Апробация работы. Основные положения диссертации представлялись на международной конференции "Механизмы функционирования висцеральных систем" (Санкт-Петербург, 2001), межвузовских научно-практических конференциях "Совершенствование учебно-образовательного процесса по боевой подготовке курсантов и слушателей в образовательных учреждениях МВД России" (Орёл, 2002, 2004, 2005), всероссийских научно-практических конференциях "Медико-биологические и психолого-педагогические аспекты адаптации и социализации человека" (Волгоград, 2002, 2003, 2006), V Республиканской научно-практической конференции с международным участием "Социально-гигиенический мониторинг здоровья населения" (Рязань, 2002), научно-практической конференции молодых ученых "Актуальные вопросы клинической и экспериментальной медицины" (Санкт-Петербург, 2002), IV международной конференции по реабилитологии (Москва, 2002), XI международном симпозиуме "Эколого-физиологические проблемы адаптации" (Москва, 2003), III Российском научном форуме РеаСпоМед (Москва, 2003), международном научно-практическом симпозиуме "Вариабельность сердечного ритма: от дерзких идей до самых практичных приложений" (Харьков, 2003), международном симпозиуме "Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение" (Ижевск, 2003), всероссийской научно-практической конференции "Состояние и актуальные проблемы профессионального психологического отбора в органах внутренних дел Российской Федерации" (Москва, 2003), 3-м Конгрессе Европейского региона Международного союза по борьбе с туберкулёзом и лёгочными заболеваниями (IUATLD) 14 Национальном Конгрессе Российского Респираторного Общества (Москва, 2004), III Российском Конгрессе по патофизиологии "Дизрегуляционная патология органов и систем (экспериментальная и клиническая патофизиология)" (Москва, 2004), научно-практическом семинаре "Особенности профессиональной подготовки в правоохранительных органах и Вооруженных силах РФ" (Рязань, 2005), ежегодной научной конференции Рязанского государственного медицинского университета имени академика И.П. Павлова (Рязань, 2006), межрегиональной научно-практической конференции "Физическое воспитание населения - реалии, проблемы и перспективы" (Рязань, 2007), научно-практическом семинаре "Актуальные вопросы совершенствования учебно-образовательного процесса по физической, огневой и тактико-специальной подготовке курсантов и слушателей образовательных учреждений МВД России" (Рязань, 2007), межкафедральном совещании ГОУ ВПО РязГМУ Росздрава 18 октября 2007 года.

Публикации. По теме диссертационной работы самостоятельно и в соавторстве опубликовано 96 печатных работ, в том числе 3 монографии - "Перспективы применения математического анализа ритма сердца в системе научного психофизиологического прогнозирования успешности профессионального обучения" (Рязань, 2005. - 218 с), "Критерии оценки и пути оптимизации функционального состояния сотрудников правоохранительных органов" (Рязань, 2005. - 122 с., совм. с: В.И. Чернышов, Г.Н. Зудашкин), "Неспецифические адаптационные механизмы в оптимизации тренирующих и реабилитационных мероприятий" (Рязань, 2006. - 384 с., совм. с: Ю.Ю. Бяловский, В.Н. Абросимов, С.В. Викулин, С.А. Шустова).

Объем и структура работы. Работа состоит из введения, 3-х глав, практических рекомендаций, списка литературы (всего 422 источника, из них 57 зарубежных). Основное содержание диссертации изложено на 237 страницах машинописного текста и включает 58 таблиц и 57 рисунков. Дополнительная методическая информация размещена в приложении.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Кратковременное применение различных величин дополнительного респираторного сопротивления и магнитного воздействия с разными параметрами избирательно изменяют неспецифические механизмы адаптации.

2. Соотношение стресс-лимитирующих и стресс-реализующих механизмов адаптации можно использовать для целенаправленного управления функциональным состоянием организма.

3. Использование дозированных магнитных воздействий с целью избирательного изменения состояния неспецифических адаптационных механизмов позволяет оптимизировать функциональное состояние, ускорить адаптацию к условиям обучения, повысить уровень профессионального здоровья.

4. Реализация выявленных критериальных значений показателей вариабельности сердечного ритма при нагрузочном психофизиологическом тестировании позволяет повысить эффективность профессионального отбора в образовательные учреждения МВД России.

5. Концепция системной организации физиологических механизмов, обеспечивающих успешность профессиональной подготовки курсантов образовательных учреждений МВД России, сформулированная на основании проведенных исследований, создает принципиальную возможность прогнозирования и коррекции функциональных состояний человека.

Материалы и методы исследований

Практическая часть работы выполнена в 2001-2007 гг. в Рязанском филиале Московского университета МВД России, в ГОУ ВПО РязГМУ Росздрава (кафедра патофизиологии), в Рязанском областном врачебно-физкультурном диспансере, в Центре спортивных единоборств "Комета" (г. Рязань). В исследованиях добровольно участвовали: кандидаты на обучение в Рязанском филиале Московского университета МВД России (804 чел.), курсанты Рязанского филиала Московского университета МВД России (711 чел.), курсанты Рязанского филиала Московского университета МВД России, имеющие высокую спортивную квалификацию и занимающиеся в группах спортивного совершенствования (38 чел.), студенты Рязанского государственного медицинского университета (114 чел.). При организации исследований учитывались рекомендации комиссии по Биомедицинской этике межведомственной секции РНКБ "Физиологические исследования на человеке" (2000).

Экспериментальная часть работы включала: определение уровня физической готовности; оценку функциональных резервов организма; клиническую лабораторную диагностику; оценку профессионально значимых аспектов деятельности; оценку состояния неспецифических адаптационных механизмов и анализ динамики при различных функциональных пробах: физические нагрузки, дополнительное респираторной сопротивление, магнитные воздействия, тилт-тест, психоэмоциональные нагрузки и др.; исследовалась личностная и реактивная психодиагностика; проводился математический анализ ритма сердца и других биоритмологических процессов; оценивалась магнитотропная чувствительность. В исследованиях изучались физиологические механизмы, влияющие на формирование профессионально-важных качеств и успешность обучения, системная организация процессов адаптации к обучению. В исследуемых группах оценивались исходные психологические и физиологические показатели, а также величина их изменений на разных этапах обучения, при различных видах нагрузочного тестирования.

В качестве методологических принципов использовались: принцип дозированного раздражения (Широкий В.Ф., 1971), принцип ступенчатого изменения раздражителя (Белов А.Ф., 1970), принцип биологической стандартизации используемых раздражителей (Корсакин М.П., 1980; Шилин А.А., 1984), принцип биологической кибернетики (Баевский Р. М., 1968, 1979), принцип системной организации функций (Анохин П.К., 1968, 1975; Судаков К.В., 1984, 1987).

Исследовалось влияние дозированных нагрузочных воздействий на испытуемых:

1) моделирование ДРС с использованием беспороговых инспираторных резистивных нагрузок;

2) биологическая стандартизация величины ДРС по Н.П. Александровой (1993): определение величины ДРС исходя из значения подмасочного давления во время первого нагруженного вдоха при выполнении пробы Muller (Muller E. A., Franz H., 1952);

3) оценка функционального состояния при нагрузочном тестировании (активная ортостатическая проба, информационная психофизиологическая проба, пробы со стандартными величинами ДРС) с целью определения "цены адаптации" к функциональной нагрузке;

4) воздействие аппаратами МАГОФОН-01 и АЛМАГ-01 с целью избирательного управления неспецифическими адаптационными механизмами.

В исследовании использованы следующие методы.

I. Физиологические методы.

1. Пневмоманометрия.

2. Определение абсолютных и дифференциальных порогов резистивной чувствительности.

3. Предъявление дозированных резистивных нагрузок - плавное увеличение ДРС, осуществляемое посредством специальной установки.

4. Нормирование ДРС по толерантности к пробе Мюллера. В исследованиях внутриротовое давление с помощью специального оригинального устройства поддерживалось на уровне 40%Pm_max или 60%Pm_max от 100%Pm_max.

5. Оценка магнитотропной чувствительности. Проводилась с использованием аппарата АЛМАГ-01.

6. Оценка функции системы кровообращения и состояния неспецифических адаптационных механизмов по результатам математического анализа ритма сердца (Heart rate variability, 1996; Баевский Р.М., Иванов Г.Г., 2000; Баевский Р.М. и др., 2001) аппаратно-программным комплексом "Варикард 1.41" (Семёнов Ю.Н., Баевский Р. М., 1996, 1999; Баевский Р.М., Семёнов Ю.Н., Черникова А.Г., 2000; Берсенева А.П. Семёнов Ю.Н., 2003).

7. Анализ программно-аппаратным комплексом "Динамика-100" биоритмологических процессов организма человека, выделяемых из электрокардиосигнала в широкой полосе частот ("фрактальная нейродинамика").

II. Методы клинической лабораторной диагностики: оценка перекисного окисления липидов (ПОЛ), оценка активности антиоксидантной системы (АОС), оценка уровня стресс-гормонов, оценка состояния гемостаза.

III. Физиотерапевтические методы.

1. Однократное и курсовое воздействие физиотерапевтическими аппаратами АЛМАГ-01 и МАГОФОН-01.

2. Оценка параметров воздействия по результатам неспецифической магнитотропной реакции.

IV. Исследование личностных свойств и особенностей мышления: шестнадцатифакторный личностный опросник Кеттелла - 16-ФЛО (Кеттелл Р.Б., Эбер Г.В., 1968), стандартизированная методика исследования особенностей мышления - МИОМ (Батышев А.С. и др., 1999), стандартизированное многофакторное исследование личности - СМИЛ (Собчик Л.Н., 2000), тест Стреляу (Карелин А.А. и др., 1999), тест "Количественные отношения" (Римский Р.Р., Римский С.А., 1995).

V. Психометрические ситуационные исследования: методика САН (Доскин В.А., и др., 1973), тест ФПС-2Т, восьмицветовой тест М. Люшера (Собчик Л.Н., 1990).

VI. Оценка физической подготовленности и степени выраженности ПВК. Оценка физической подготовленности курсантов проводилась в соответствии с "Наставлением по физической подготовке (НФП-96) сотрудников органов внутренних дел" (Приказ № 412 от 29.07.96 г. и Приказ № 510 от 15.05.01 г.) и нормами физической подготовленности (Сидоренко И.В., 2006). Для оценки степени выраженности профессионально важных качеств, формируемых в процессе обучения, использовались "Анкета оценки степени выраженности профессионально-важных качеств" и "Карта поведенческих характеристик курсанта".

VI. Анализ экспериментальных результатов. При оценке биологической значимости отдельных поведенческих актов использовались положения Павловской школы (Павлов И.П., 1926), теории функциональных систем (Анохин П.К., 1968, 1975; Судаков К.В., 1984, 1987) Для оценки репрезентативности изучаемых показателей использовались методы биометрии (Плохинский Н.А., 1990; Гланц С., 1998; Гельман В.Я., 2002). Для исследования личностных свойств, мотивационно-эмоциональной сферы целенаправленного поведения человека использовался пакет психодиагностических программ (Лапкин М.М., Маркин В.И., 1992) и программа стандартизированного многофакторного метода исследования личности Psytest v 2.18. Результаты математического анализа ритма сердца обрабатывались с использованием программного обеспечения ИСКИМ-6 v.6.2, разработанного ИВНМТ "РАМЕНА" (г. Рязань). Параметрические результаты исследования оценивались с помощью Microsoft office Excel 2003 Windows^xp, программы StatGraphics Plus for Windows v3 и статистического пакета STATISTICA for Windows Ru v 5.5.

Результаты собственных исследованийи их обсуждение

В группах кандидатов на обучение с разной принадлежностью к "группе риска" оценивались сопряженные связи между ЧСС (HR) и спектрально-волновыми характеристиками сердечного ритма (TP, HF, LF, VLF) при психофизиологическом тестировании. В группе кандидатов на обучение с исходно низкими результатами исследования особенностей мышления наблюдается преобладание числа и силы достоверно значимых корреляционных связей, чем в группе кандидатов на обучение с высокими результатами. Учитывая, что все кандидаты на обучение, оценивались по уровню развития интеллекта, в исходном состоянии в группе кандидатов с высоким уровнем развития интеллекта отмечается большее число степеней свободы, функциональные системы более пластичны, а результат деятельности наиболее оптимален. Это обусловлено тем, что более низкая энтропия системы соответствует более высокому уровню организации живых систем (Моисеева Т.Ю., 2000), а мозг здорового бодрствующего человека является предельно неустойчивой хаотической системой (Пригожин И.П., Стенгерс И., 1984; Мелик-Гайказян И.В., 1998) (рис.1).

физиологический механизм курсант нагрузка

Рис.1. Парные корреляции между ЧСС и спектральными параметрами ВСР в фоновых условиях (А) и при психоэмоциональном тестировании (Б)

Интеллектуальная нагрузка вызвала увеличение числа, а в группе кандидатов на обучение с исходно высоким уровнем развития интеллекта ещё и силы корреляционных связей. Это свидетельствует, с одной стороны, об оптимальном регулировании сердечной деятельности при интеллектуальной нагрузке в группе кандидатов на обучение с исходно высокими результатами исследования особенностей мышления, с другой, - о более высокой пластичности ФуС, обеспечивающих регуляцию гомеостаза в процессе умственной деятельности. Рост числа и силы корреляционных связей приводит к увеличению энтропии, которая определяет уровень структурирования системы (Пригожин И., 1985). Такое уменьшение числа степеней свободы означает, что в системе происходит самоорганизация (Садыхов Р.А., Владимирский И.Э., Мамедова У.С., 2001), т.е. в группе кандидатов на обучение с исходно высоким уровнем развития интеллекта умственная деятельность совершается с повышением сложности структур и порядка, что характеризует адаптивность процессов, протекающих в системе.

Для определения взаимосвязи между уровнем развития интеллекта и спектрально-волновыми характеристиками сердечного ритма у 106 кандидатов на обучение изучались особенности регуляции ритма сердца при психофизиологическом тестировании с последующим исследованием особенностей мышления. По результатам тестирования были выделены группы с низким (n=9, оценка по МИОМ - 1,670,13), средним (n=83, 4,490,10) и высоким (n=14, 7,290,14) уровнем развития интеллекта.

Учитывая, что мерой напряженности адаптации является характер внутри и межсистемных связей (Меделяновский А.Н., 1987), оценивались сопряженные связи между исследуемыми показателями спектрального анализа и уровнем развития интеллекта (рис.2).

Рис.2. Парные корреляции между спектральными параметрами сердечного ритма и уровнем развития интеллекта кандидатов на обучение в фоновых условиях (А) и при психофизиологическом тестировании (Б)

В группе кандидатов на обучение с исходно низким уровнем развития интеллекта наблюдались достоверно значимые отрицательные коэффициенты ранговой корреляции до дачи интеллектуальной нагрузки (в исходном фоне). Этот факт свидетельствовал об определенном характере зависимости показателей спектральной мощности сердечного ритма в группе испытуемых с низким интеллектом в исходном фоне: чем ниже показатель интеллектуального развития, тем больше суммарная мощность спектра ВСР и мощности в области высоко - среднечастотных составляющих. Для испытуемых с высоким уровнем развития интеллекта такой зависимости в исходном фоне не обнаруживается.

Одним из основных положений синергетики является развитие системы через обострение и неустойчивость. Отрицательная обратная связь для многокомпонентных систем является стабилизирующим фактором. Обратная связь с положительным знаком в нелинейных системах приводит к нестабильности, неустойчивости, к режиму обострения, сверхбыстрого развития процесса (Набиулин М.С., Лычев В.Г., 1999). В группе кандидатов на обучение с высоким уровнем развития интеллекта между исследуемыми показателями отмечается большее число степеней свободы, чем в группе с низким уровнем развития интеллекта. При нагрузочном психоэфизиологическом тестировании распределение ранговых коэффициентов корреляции Спирмена существенно изменялось. Если в группе с низким развитием интеллекта корреляционные связи во время нагрузки были минимальны (и имеющие, как и в фоновых условиях, отрицательный характер), то в группе с высоким развитием интеллектуальных способностей определялись значимые положительные корреляционные нагрузки со всеми параметрами спектральной мощности сердечного ритма. Этот факт свидетельствует о том, что у кандидатов на обучение с высоким развитием интеллекта при реализации психофизиологичекой нагрузки увеличение мощностных показателей ритма сердца напрямую связано с ростом интеллектуального показателя. Уменьшение числа степеней свободы означает, что в системе происходит самоорганизация и у нее появляются свойства, которыми не обладает ни одна из подсистем (Садыхов Р.А., Владимирский И.Э., Мамедова У.С., 2001), т.е. у кандидатов на обучение с высоким уровнем интеллекта из хаотической массы элементов строятся активно действующие ФуС, что, в свою очередь, характеризует адаптивность процессов, протекающих в системе. Подтверждением этому может служить динамика внутрисистемных корреляций в данных группах (рис.3).

Рис.3. Корреляционные плеяды спектральных параметров сердечного ритма кандидатов на обучение в фоновых условиях (А) и при психофизиологическом тестировании (Б). Коэффициент ранговой корреляции Спирмена в группах имеет положительное значение

По характеру взаимосвязей спектрально-волновых характеристик кардиоритма видно, что состояние системы ауторегуляции в исследуемых группах перед тестированием одинаково. Интеллектуальная нагрузка в группе кандидатов на обучение с низким уровнем развития интеллекта вызвала уменьшение числа (распад) корреляционных связей, что обусловлено переходом системы в неустойчивое, хаотическое состояние. Подобная динамика свидетельствует о неоптимальном регулировании ритма сердца в процессе умственной деятельности.

В группе кандидатов на обучение с высоким уровнем развития интеллекта при умственной нагрузке произошло возрастание силы корреляционных связей при неизменном состоянии степеней свободы, т.е. внутрисистемные отношения носят избирательный характер. Вследствие того, что уровень структурирования системы определяется ее энтропией - к увеличению энтропии приводит рост силы корреляционных связей (Пригожин И.П., 1985), - то в данной группе умственная деятельность совершается с повышением сложности структур и порядка, с формированием диссипативных структур, т.е. в режиме минимизации диссипативной функции.

Нами проведен анализ изменений в регуляции ритма сердца при психоэмоциональной пробе в группах кандидатов на обучение с разной успешностью последующей профессиональной подготовки (табл.1).

Таблица 1

Показатели ВСР (Mу) при психоэмоциональной пробе в группах кандидатов на обучение с разной успешностью последующей профессиональной подготовки

Примечание: * - p<0,05; ** - p<0,005

В условиях предстоящей умственной деятельности у кандидатов на обучение с последующей высокой успеваемостью достоверно выше была суммарная мощность спектра, выражающая суммарный эффект воздействия на сердечный ритм всех уровней регуляции, что свидетельствует о хорошем состоянии системы кровообращения. Подтверждением этому служат более высокие значения мощности низкочастотной составляющей спектра, отражающей активность вазомоторного центра, и мощности сверхнизкочастотной составляющей спектра, характеризующей влияние высших вегетативных центров на сердечно-сосудистый подкорковый центр, состояние нейрогуморального и метаболического уровней регуляции. Перед тестированием SI и ПАРС были выше (p>0,05) в группе кандидатов на обучение с высокой последующей успеваемостью, что связано с повышенным уровнем тревожности, который, как установлено другими исследованиями, положительно влияет на успешность обучения (Белов А.Ф., Лапкин М.М., Яковлева Н.В., 1994; Бадиков В.И., Быкова Е.В., Климина Н.В., 1997). Тестирование в исследуемых группах вызвало снижение активности регуляторных систем (TP) и уменьшение эрготропных влияний (VLF), причём изменения более выражены в группе кандидатов на обучение с высокой последующей успеваемостью. Интеллектуальная нагрузка в сравниваемых группах также вызвала уменьшение высоко - (HF) и низкочастотного (LF) компонентов ВСР, что свидетельствует о снижении активности парасимпатического звена регуляции и активности вазомоторного центра, при этом более высокие исходные значения были в группе кандидатов на обучение с высокой последующей успеваемостью. Интеллектуальная нагрузка вызвала более значительное увеличение SI и ПАРС в группе кандидатов на обучение с низкой последующей успеваемостью, т.е. явилась для них более сильным психоэмоциональным (стрессорным) воздействием.

При активной ортостатической пробе в исследуемых группах кандидатов на обучение с разной последующей успешностью профессиональной подготовки практически не имеется существенных отличий, за исключением состояния регуляторных систем. В группе кандидатов на обучение с низкой последующей успешностью обучения в положении "лёжа" выявлены более высокие значения ПАРС, а в группе кандидатов на обучение с хорошей последующей успеваемостью в положении "стоя" определяются более высокие значения стресс-индекса.

Дальнейшее изучение особенностей вегетативной регуляции ритма сердца проведено в плоскости определения возможности прогнозирования успешности профессионального обучения. У 219 кандидатов на обучение, поступивших в образовательное учреждение МВД России, проведён статистический анализ показателей ВСР при психофизиологическом нагрузочном тестировании на заключительном этапе профессионального отбора. Успешность обучения определялась по среднему значению экзаменационных оценок первого года обучения. По результатам построена кривая плотности нормального распределения и выделены 3 группы кандидатов на обучение с разными показателями успешности профессиональной подготовки: "низкой" - средняя оценка 3,010,09 (n=53); "средней" - средняя оценка 3,470,19 (n=121) и "высокой" - средняя оценка 4,120,20 (n=45). В последующем данные сопоставлялись в группах с низкой и высокой успеваемостью.

В выделенных группах курсантов с разной успешностью профессиональной подготовки использование методики исследования особенностей мышления выявило более высокое число правильно решенных задач в группе успевающих курсантов (45,69,0) по сравнению с группой с "низкой" успеваемостью (34,97,5; p<0,0001). Как известно на успешность профессионального обучения влияет не только уровень интеллекта, но и типологические особенности свойств нервной системы. В нашем исследовании по результатам теста Стреляу в группе курсантов с высоким уровнем успеваемости выявлена и более высокая сила процессов возбуждения (соответственно 73,08,8 и 70,89,7; p>0,05), торможения (75,38,4 и 70,89,0; p<0,05) и подвижность нервных процессов (65,89,3 и 64,98,7; p>0,05).

В конце первого года обучения с помощью методики парных сравнений преподаватели вуза оценивали степень выраженности формируемых профессионально важных качеств (ПВК). Полученные результаты показали, что группа курсантов с "низкой" успеваемостью также характеризовалась невысокой степенью выраженности формируемых ПВК (37,622,2% выбора среди курсантов). Выбор среди курсантов в группе со "средней" успеваемостью составил 47,624,1%, а в группе с "высокой" успеваемостью - 66,521,8%.

Анализ полученных данных показал, что в условиях предстоящей интеллектуальной нагрузки в группах кандидатов на обучение с последующим успешной профессиональной подготовкой более выражены амплитуда (MxDMn) и диапазон регуляторных влияний (MxRMn), и, как следствие, суммарный эффект вегетативной регуляции кровообращения (SDNN, CV). В отличие от группы с "низкой" успеваемостью данные группы характеризуются более высоким суммарным эффектом воздействия на сердечный ритм всех уровней регуляции (TP, ПАРС), что связано с повышенной активностью кардиостимулирующего и вазоконстрикторного симпатических центров продолговатого мозга (LF, LFmx) и активностью центральных эрготропных и гуморально-метаболических механизмов регуляции сердечного ритма (VLF, VLFmx). В данных группах также был длиннее средний период дыхательного цикла (HFt) и быстрее среднее время барорефлекторной реакции (LFt). В группе кандидатов на обучение с высокой последующей успеваемостью преобладали эрготропные функции, а функциональное состояние организма характеризовалось высоким адаптационным потенциалом.

При тестировании (умственная нагрузка) значимых различий в сравниваемых группах не выявлено (за исключением значения самого короткого RR интервала). Здесь же следует отметить и отсутствие в сравниваемых группах достоверных различий по числу решённых задач теста (в группе с "низкой" успеваемостью - 23,86,0; "средней" - 23,56,4; "высокой" - 23,76,5) и по числу правильно решённых задач (в группе с "низкой" успеваемостью - 13,75,4; "средней" - 15,36,4; "высокой" - 15,26,4). Хотя процент правильно решённых задач в группе кандидатов на обучение с последующей "низкой" успеваемостью был ниже - 57,317,2 (в группах со "средней" и "высокой" успеваемостью, соответственно 64,519,7 и 63,619,5).

Оценивая по динамике показателей ВСР физиологическую "стоимость" умственной деятельности следует отметить, что в группах кандидатов на обучение с последующей успешной профессиональной подготовкой тестирование вызвало более выраженную централизацию управления ритмом сердца и активность вазомоторного центра, повышение тонуса симпатического и уменьшение тонуса парасимпатического отделов АНС, на фоне общего снижения активности регуляторных систем.

По результатам математического анализа ритма сердца при психоэмоциональной пробе с использованием программного обеспечения ИСКИМ-6 v.6.2 в группах кандидатов на обучение с последующей "низкой" и "высокой" успешностью профессиональной подготовки были построены графики плотности распределения показателей вариабельности, имеющих достоверные различия: SDNN, TP, HFt, LFt (в условиях предстоящего решения задач теста); Mn (при решении задач теста); Mx, LF, ПАРС (соотношение тест/фон). У всех испытуемых проведена оцифровка (маркировка) степени выраженности или значимости данного показателя по трёхбалльной системе. Каждый показатель оценивался дважды: по данным группы кандидатов на обучение с последующей "низкой" успешностью профессиональной подготовки (отрицательное значение маркера) и по данным группы кандидатов на обучение с последующей "высокой" успешностью подготовки (положительное значение маркера). При этом значению показателя вариабельности, попадающему в диапазон q-квантилей 0,309-0,691, присваивались 3 балла, попадающему в диапазон q-квантилей 0,159-0,309 или 0,691-0,841 - 2 балла, попадающему в диапазон q-квантилей 0,023-0,159 или 0,841-0,977 - 1 балл. Итоговая величина определялась по сумме всех баллов.

При последующем анализе графиков плотности распределения итоговой суммы баллов были выявлены два относительно независимые распределения, соответствующие группам кандидатов на обучение с последующей "низкой" и "высокой" успешностью профессиональной подготовки.

Для количественной оценки коэффициента селективности данной методики с определением критерия разделения выборок использовался алгоритм исследования дифференциальных возможностей диагностического инструментария (Петров В.Е., 2003). Были определены статистические параметры итоговой суммы баллов в группах с "низкой" и "высокой" успеваемостью и диапазоны наиболее вероятного попадания в соответствующую группу. Критериальные значения итоговой суммы баллов по показателям ВСР при психофизиологическом тестировании для группы с "низкой" успеваемостью составили - 1 балл и меньше, а для группы с "высокой" успеваемостью - +2 балла и больше.

С целью определения практической эффективности данной методики у кандидатов на обучение нового набора (n=158) осуществлена оценка результатов математического анализа ритма сердца при психоэмоциональной нагрузочной пробе.

Полученные результаты показали, что, во-первых, практически совпали эмпирическая и вычисленная по нормальному закону кривые распределения итоговой суммы баллов и, во-вторых, при сопоставлении результатов распределения с "расчётной" группой выявлено значительное сходство, что свидетельствует о возможности прогнозирования последующую успешности обучения.

При изучении механизмов общего адаптационного синдрома в условиях ступенчатого применения возрастающих величин инспираторных резистивных дыхательных нагрузок в группах с разным уровнем физической подготовленности моделировалось дополнительное респираторное сопротивление величиной 40%Pm_max и 60%Pm_max от максимального внутриротового давления.

Изменение содержания биогенных аминов и показателей ПОЛ-АОС до и после ступенчатого возрастания резистивных нагрузок представлены в таблицах 2 и 3.

Таблица 2

Изменение содержания биогенных аминов и показателей ПОЛ-АОС о и после ДРС величиной 40%Pm_max

Примечание: р<0,05 - *, р<0,01 - **, р<0,001 - ***, р<0,0001 - ****

Таблица 3

Изменение содержания биогенных аминов и показателей ПОЛ-АОС о и после ДРС величиной 60%Pm_max

Примечание: р<0,05 - *, р<0,01 - **, р<0,001 - ***, р<0,0001 - ****

Реализация резистивной дыхательной нагрузки величиной 40%Pm_max в обеих группах существенно изменяла процессы ПОЛ в сторону торможения: активность ГП липидов упала до 84% от начального количества у студентов и 81% у спортсменов; концентрация МДА у студентов составила 95%, а у спортсменов - 93% от исходного количества. При действии ДРС 60%Pm_max, наоборот, отмечалось усиление ПОЛ: содержание ГП липидов у спортсменов возросло на 15% и на 22% у студентов, а МДА, соответственно, на 2% и 6% от исходного уровня. Концентрации адреналина и норадреналина возрастали прямо пропорционально величине ДРС (чем больше нагрузка, тем больше концентрация катехоламинов), достигнув максимума при нагрузке величиной 60%Pm_max, причём у студентов подъём адреналина был более выражен, как при 40%Pm_max (соответственно 131% и 114%), так и при 60%Pm_max (соответственно 164% и 125%).

Действие в течение 3-х мин ДРС величиной 40%Pm_max у студентов сопровождалось активацией АОС, о чем свидетельствовал рост общей антиокислительной активности плазмы и повышение активности каталаз, подъем которых составил 115% от исходного уровня. В отличие от студентов у спортсменов данная нагрузка вызвала снижение общей антиокислительной активности плазмы до 88% при повышении активности каталаз до 109%. При нагрузке 60%Pm_max антиокислительная активность плазмы и активность каталаз уменьшались, составляя соответственно 90% и 96% у студентов и 91% и 94% у спортсменов от исходного, что говорит об угнетении антиокислительных процессов при данной величине ДРС. Характер изменений концентрации серотонина зависел от величины ДРС: при нагрузках в диапазоне 40%Pm_max она повышалась (114% у спортсменов, 140% у студентов), а при ДРС величиной 60%Pm_{max -} снижалась до 85% от исходной у спортсменов и до 76% у студентов.

Как следует из полученных нами результатов, при нанесении средних по силе раздражителей (40%Pm_max) включаются стресс-лимитирующие (синтоксические) механизмы адаптации, при нанесении же сильных раздражителей (60%Pm_max) включаются стресс-реализующие (кататоксические) адаптивные механизмы, что согласуется с литературными данными (Selye H., 1977).

Величина изменений концентрации биогенных аминов и показателей ПОЛ-АОС в условиях предъявления ДРС связана с уровнем физической подготовленности испытуемых. Кратковременное применение ДРС величиной 40%Pm_max активирует сохранительные (стресс-лимитирующие) механизмы адаптации; резистивная нагрузка 60%Pm_max вызывает активацию реципрокно организованных защитных (стресс-реализующих) механизмов адаптации. Чем выше уровень физической подготовленности испытуемых, тем меньше уровень стресс-реализующих механизмов, возникающих при ДРС.

Изменение показателей гемостаза у спортсменов и студентов до и после ступенчатого возрастания ДРС приведены в таблицах 4 и 5.

Таблица 4

Показатели гемостаза до и после воздействия ДРС 40%Pm_max

Примечание: р<0,05 - *, р<0,01 - **, р<0,001 - ***, р<0,0001 - ****

Таблица 5

Показатели гемостаза до и после воздействия ДРС 60%Pm_max

Примечание: р<0,05 - *, р<0,01 - **, р<0,001 - ***, р<0,0001 - ****

ДРС величиной 40%Pm_max в каждой группе сопровождалось повышением активности механизмов противосвертывающей (уменьшение концентрации ₂-макроглобулина и ₁-антитрипсина, увеличение времени рекальцификации плазмы крови, концентраций гепарина и антитромбина-III) и фибринолитической (уменьшение в плазме концентрации растворимых комплексов мономеров фибрина, возрастание концентрации активатора плазминогена и продуктов деградации фибрина, рост суммарной фибринолитической активности плазмы, увеличение концентрации плазмина) системы крови.

Изменения регистрируемых показателей при действии ДРС величиной 60%Pm_max носили иной характер. Произошло уменьшение времени рекальцификации плазмы крови, концентрации гепарина и антитромбина-III. Возрастало содержание ₂-макроглобулина и ₁-антитрипсина. Уровень растворимых комплексов мономеров фибрина возрастал, а концентрация активатора плазминогена уменьшалась. Суммарная фибринолитическая активность плазмы падала, а количество продуктов деградации фибрина уменьшалось. Содержание фибриногена в плазме крови, как и при действии ДРС величиной 40%Pm_max, также не изменялось. В отличие от предыдущей нагрузки концентрация плазмина у спортсменов уменьшалась, а у студентов незначительно увеличивалась.

Полученные данные свидетельствуют, что при действии ДРС 60%Pm_max происходит активация системы свертывания с уменьшением активности антикоагулянтов и системы фибринолиза.

В этих группах также оценено влияние ДРС на показатели ВСР. Ступенчатое изменение ДРС вызвало не только количественные изменения, но и качественные различия регуляции сердечного ритма. Среднее значение RMSSD в обеих группах перед исследованием были примерно одинаковы и находились в пределах нормы. В группе спортсменов ДРС разной величины привело к усилению влияния синусового узла на регуляцию сердечного ритма (соответственное повышение RMSSD на 34,5% и 55,5%), а в группе студентов - к ослаблению активности синусового узла (снижение RMSSD на 3,8% и 8,6%). Разная динамика показателя PNN50, отражающего относительную степень преобладания парасимпатического звена регуляции над симпатическим (соответственно у спортсменов - 156,8% и 175,8%, у студентов - 84,3% и 81,1% от исходных показателей), также свидетельствует о групповых различиях в регуляции сердечного ритма. Суммарный эффект влияния на синусовый узел симпатического и парасимпатического отделов АНС (SDNN) у спортсменов выразился в усилении автономной регуляции (128,4% после ДРС величиной 40%Pm_max, 130,3% - после ДРС величиной 60%Pm_max). У студентов, наоборот, произошло уменьшение стандартного отклонения всех RR интервалов: после первой нагрузки - на 5,4%, после второй - на 5,9%, что связано с усилением симпатической регуляции, которая подавляет активность автономного контура.