Актуальность исследования. Постоянно возрастающая роль рыбопромыслового флота в условиях нового механизма хозяйствования, расширение районов промысла, совершенствование и модернизация судов, работа сокращенной численностью экипажа предъявляют новые требования к медицинскому обеспечению моряков (Казакевич Е.В., 1997; Гудков А. Б. и др., 1998; Лупачев В. В., 1999; Довгуша В. В. и др., 2002; Юрьев Ю. Ю., 2000; Архипов-ский B. JL, Казакевич Е. В., 2007).
Для всех судов, независимо от их назначения, характерен комплекс общесудовых неблагоприятных факторов среды, составляющих фон, на котором протекает труд и отдых членов экипажа в течение рейса (Бычихин Н.П., 1978; Вареников И. И., 1983; Мызников И. Л., 1997; Писаренко Е. Ф., Тимофеев В. Н., 1997; Оправин А. С., 2001; Довгуша В. В., Мызников И. Л., 2006). Плавание связано с непрерывной сменой климатических зон, длительным отрывом от берега, различным спектром деприваций на фоне выраженного, эмоционального напряжения, вызванного «физиологической платой» за напряженность адаптационного процесса (Жолус Б.И. и др., 1991; Ломов О. П., 1993; Сапов А. И., 1998), ведущего к формированию хронического стресса (Кириллов О.И., 1976) и отсутствием условий для полноценного восстановления вне регламента рабочего времени (Суханов С.Г. и др., 1998; Довгуша В. В., Иванина Л. А., 2002). Особое место занимает десинхроноз, так как изменения сложившейся структуры, периодичности и амплитуды биоритмов ведет к изменениям систем регуляции, мобилизации энергетических и метаболических ресурсов, отягощая и без того существенные адаптационные нагрузки, возникающие в содержании самого рабочего цикла (Алякринский Б.С., 1983; Ашофф Ю., 1984; Агаджанян Н. А. и др., 2005).
Моряки морского рыбопромыслового флота в России представляют самый большой отряд работников транспорта. Ежегодно списываются с судов по состоянию здоровья 4−6% моряков, что не может не наносить социальный и экономический ущерб. Следует отметить, что так называемая «возрастная» патология моряков в среднем «помолодела» на 5 лет. Формы патологии и заболеваемость моряков в 40 лет примерно соответствуют аналогичным показателям профессиональных групп рабочих и служащих на берегу в 45 лет (Ломов О.П., 1998; Лупачев В. В., 2001).
Сохранение здоровья моряков судовых команд рыбопромыслового флота является важной задачей для поддержания высокой производительности их труда и профессионального долголетия. В связи с этим разработка мероприятий первичной и вторичной профилактики должна базироваться на знаниях физиологических механизмов адаптации моряков в рабочем цикле на фоне хронического стресса (Сидоров П.И., Муратова И. Д., 1982; Прохвати-лов А.Ю., 1994; Попов В. А., 1997). Один из путей повышения эффективности профилактических и лечебных мероприятий связан с решением недостаточно исследованного до сих пор аспекта проблемы адаптации человека к условиям длительного плавания, особенно на рыбопромысловом флоте — это дифференциация адаптивных сдвигов от предпатологических состояний, а также своевременная диагностика последних в условиях инициализации адаптационного процесса при индивидуальных типах его формирования (Солодков А.С., 1981; Стенько Ю. М. и др., 1986). Не утратило также своей актуальности изучение вопросов сравнительной оценки влияния на организм моряков различной продолжительности пребывания экипажей в море (Лупачев В.А., Попов В. В., 1997).
Профилактика возможных неблагоприятных изменений в организме моряков, а также их коррекция не возможна без экспресс-диагностики функциональных состояний организма моряков (Мызников И.Л. и др., 2005). Одним из перспективных направлений является поиск неинвазивных методик тестирования адаптационных возможностей организма человека, диагностика резервов основных регуляторных систем и межсистемных взаимоотношений (Баевский P.M. и др., 1984, 2001; Михайлов В. М., 2000). В морской медицине эта проблема получает особое звучание в связи с тем, что неблагоприятные факторы, действующие на моряка известны, и часто могут быть оценены как в качественном, так и в количественном отношении. Следовательно, форма реагирования на условия плавания будет определяться не столько отличительными особенностями среды, сколько отличительными особенностями исходного физиологического, психофизиологического и психологического статуса субъекта, подвергающегося его воздействиям. Как известно, форма вегетативного реагирования члена экипажа на условия длительного плавания диктует выбор адекватных средств профилактики возможных неблагоприятных изменений функциональных состояний организма моряков, а также коррекции или лечения уже развившихся патологических состояний.
Поэтому в условиях профессиональной деятельности моряков в длительных рыбопромысловых трансширотных рейсах необходимо определить на современном теоретическом и методическом уровне динамическую структуру адаптации и решать проблему своевременной диагностики предпатоло-гических состояний в условиях адаптационного процесса при индивидуальных типах его формирования для эффективного прогноза судовым врачом пограничных состояний, предупреждения заболеваний и проведения оздоровительных мероприятий как медицинского, так и социального характера.
Все вышеизложенное и побудило провести настоящее исследование.
Цель и задачи исследования
.
Цель работы: установить особенности формирования защитно-приспособительных реакций организма моряков рыбопромыслового флота в трансширотных рейсах различной продолжительности для выявления критериев распознавания донозологических состояний у судовых специалистов и поддержания оптимального уровня работоспособности в период плавания.
Для достижения поставленной цели решался комплекс следующих задач:
1. Исследовать динамику приспособительных реакций организма моряков рыбопромыслового флота в натурных условиях длительных трансширотных рейсов различной продолжительности.
2. Изучить возможность применения и валидность методики оценки G) s-потенциала головного мозга для определения реактивности организма и его резервных возможностей у моряков в условиях плавания.
3. Оценить изменения в вегетативном обеспечении компенсаторно-приспособительных реакций организма моряков в рейсах различной продолжительности. t.
4. Выделить типы адаптационного поведения у моряков в условиях длительных рейсов.
5. Исследовать индивидуально-типологические различия в динамике статистических характеристик ритма сердца и со5-потенциала головного мозга у моряков на вахтенную нагрузку в условиях длительного плавания.
6. Разработать критерии индивидуальной донозологической диагностики состояния организма моряков в условиях рейсов различной продолжительности.
Концепция работы. Выраженность, характер и скорость изменений, происходящих в организме моряков рыбопромыслового флота в трансширотных рейсах зависят от сочетанного воздействия климатогеографиче-ских факторов, судовой среды и продолжительности плавания.
В динамике рейса по мере исчерпания резервов организма моряков происходит десинхронизация и поиск новых взаимосвязей между функциональными системами организма с целью наиболее экономичной и эффективной регуляции оптимального баланса со средой и рабочим циклом. В первую очередь нарушается эффективная регуляторная функция структур мозга, что в дальнейшем приводит к снижению функциональных возможностей сердечно-сосудистой и других систем.
Оценка функционального состояния организма моряков в течение рейса с применением неинвазивных методик тестирования адаптационных возможностей организма, диагностики резервов основных регуляторных систем и межсистемных взаимоотношений с соответствующим математико-статистическим анализом позволяет определять структуру и течение адаптационного процесса в специфических условиях профессиональной деятельности. Применение нормирования величин в сигмальных коридорах при описании динамики физиологических исследований даёт возможность оценивать изучаемые процессы по качественным характеристикам, что является важным инструментом диагностики различных функциональных состояний складывающихся в производственном цикле.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Оценка функционального состояния организма моряков и выявление количественно-качественных связей в физиологических системах в длительных рыбопромысловых рейсах на основе применения методик исследования соз-потенциала головного мозга и вариабельности сердечного ритма, позволяет дифференцировать и прогнозировать вероятные формы адаптивных и до-нозологических состояний с целью своевременной коррекции судовым врачом выявленных отклонений.
2. У судовых специалистов в длительных трансширотных рейсах не наступает истинной адаптации к условиям работы в море. На втором месяце плавания впервые выявляется стратегия экономизации функций, второй и третий месяцы отличаются большим напряжением механизмов адаптации, уровень нейрофизиологической фоновой активности и реактивности находятся в обратной зависимости друг с другом (чем выше активность организма, тем ниже его реактивность). На третьем месяце формируется состояние переутомления. У моряков, находящихся в рейсе предельно допустимые сроки, развивается состояние дезадаптации по типу функциональной рефрактер-ности. Доля лиц с затрудненной адаптацией в 3-х месячном рейсе составляет.
3,0%, а при 5-месячном плавании — 6,7%. В тоже время 8,9% моряков эффективно адаптируются в условиях хронического стресса.
3. Реализация адаптивных программ на фоне функционального напряжения сопровождается синхронизацией функций, уровень функциональной активности в предвахтенный период определяет динамику параметров к концу вахты. По мере исчерпания резервов организма моряков происходят явления десинхронизации. К концу плавания наблюдается инверсия вегетативной реактивности: усиление активности симпатической системы на фоне предшествующего парасимпатического преобладания и наоборот, что обусловлено законом исходной величины.
Научная новизна работы заключается в том что:
— впервые в условиях длительных рыбопромысловых рейсов у моряков выявлены закономерности изменений С05-потенДиала головного мозга;
— обнаружен феномен инверсии вегетативной реактивности под влиянием комплекса факторов, влияющих на организм моряков в длительном плавании;
— установлено, что у моряков в динамике рейса уровень нейрофизиологической фоновой активности и реактивности находятся в обратной зависимости;
— выявлено, что одинаковое функциональное состояние организма в экипажах моряков поддерживается за счет различных механизмов адаптации к судовой среде;
— показано, что в рейсах различной продолжительности у моряков возникают индивидуальные стратегии формирования приспособительных физиологических реакций;
— выделены четыре основных типа адаптационного поведения.
Теоретическая значимость работы. Выявленные особенности формирования защитно-приспособительных реакций организма моряков рыбопромыслового флота в трансширотных рейсах различной продолжительности дополняют один из разделов физиологии труда.
Использование применённого в диссертационной работе методического подхода позволяет дифференцированно оценивать вероятные формы адаптивных и донозологических состояний у моряков условиях морских рейсов различной продолжительности.
На основе исследований, проведённых в условиях профессиональной деятельности моряков, определена динамическая структура адаптации для решения проблемы своевременной диагностики предпатологических состояний в условиях адаптационного процесса при индивидуальных типах его формирования для эффективного прогноза судовым врачом пограничных состояний, предупреждения заболеваний и проведения оздоровительных мероприятий как медицинского, так и социального характера.
Результаты изучения особенностей формирования защитно-приспособительных реакций организма моряков рыбопромыслового флота в рейсах различной продолжительности могут быть использованы в качестве научного материала в организации учебного процесса на кафедрах терапевтического профиля медицинских ВУЗов для обучения студентов, а также врачей на курсах последипломного усовершенствования и специализации.
Работа выполнена в рамках региональной научно-технической программы «Здоровье населения Европейского Севера» (2002 — 2007 гг.) и имеет номер государственной регистрации 1 200 711 744.
Практическая значимость. Разработана методика оценки cos потенциала для определения реактивности организма моряков в условиях плавания, его резервных возможностей, механизмов формирования адаптационных программ.
Применение нормирования величин в сигмальных коридорах при описании динамики физиологических исследований позволяет оценивать изучаемые процессы по качественным характеристикам, что даёт в руки судового врача инструмент диагностики различных функциональных состояний, складывающихся в производственном цикле.
Результаты исследования могут быть использованы для подготовки программы реабилитации и рекреации плавсостава.
В качестве методики мониторирования изменений в состоянии вегетативной нервной системы в рабочем цикле обосновано применение кардио-1 интервалографии и индекса Мызникова (ИМ).
Реализация результатов исследования.
Результаты диссертационного исследования используются в лечебно-диагностическом процессе МУЗ «Мурманская городская клиническая больница скорой медицинской помощи» (акт внедрения от 15.09.2005 г.), в отделении функциональной диагностики объединённой медико-санитарной части «Севрыба» (акт внедрения от 10.05.2006 г.), в работе функционального отделения военно-морского клинического госпиталя Северного флота (акт внедрения от 06.11.2007 г.), в работе ФГУ «Северный медицинский центр им. Н. А. Семашко Росздрава РФ» (акт внедрения от 19.11.2007 г.).
Диссертационные материалы внедрены в педагогический процесс на факультете физической культуры и безопасности жизнедеятельности Мурманского государственного педагогического университета (акт внедрения от 15.09.2005 г.), на кафедре гигиены и медицинской экологии Северного государственного медицинского университета (акт внедрения от 08.02.2006 г.), на факультете адаптивной физической культуры С.-Петербургского государственного университета физической культуры (акт внедрения от 15.09.2007 г.), на кафедре патофизиологии Кировской государственной медицинской академии (акт внедрения от 02.10.2007 г.), на кафедре нормальной физиологии С.-Петербургского государственного университета физической культуры (акт внедрения от 20.10.2007 г.).
Результаты диссертационной работы внедрены в методы научных исследований С.-Петербургского научно-исследовательского института физической культуры (акт внедрения от 10.10.2007 г.).
Результаты диссертационной работы вошли в два методических руководства «Методика контроля за функциональным состоянием моряков. «Оме-гаметрия» (2003 г.) и «Методика контроля за функциональным состоянием моряков. «Ритмография» (2005 г.).
Апробация работы.
Основные положения диссертации доложены и обсуждены на юбилейной научно-практической конференции «Успехи военно-морской терапии и кардиологии» (г. Санкт-Петербург, 1997) — Всеармейской научной конференции, посвященной 45-летию кафедры авиационной и космической медицины Военно-медицинской академии «Актуальные проблемы авиационной и космической медицины» (г. Санкт-Петербург, 2003) — Международном Симпозиуме «Вариабельность сердечного ритма: Теоретические аспекты и практическое применение» (г. Ижевск, 2003) — Международном Симпозиуме «Жизнь и работа человека на Севере» (Костомукша (Республика Карелия) — Оолу (Финляндия), 2003) — научно-практических конференциях «Медицинское обеспечение сил флота в условия Кольского Заполярья» (г. Видяево, 2004; г. Североморск, 2005; Видяево, 2006, 2007) — Международной научно — практической конференции «Физическая культура и спорт как фактор здоровья и благополучия» (г. Мурманск, 2006) — заседании проблемной комиссии по физиологии и восстановительной медицине Северного государственного медицинского университета (г. Архангельск, 2007, 2008).
Материалы исследования опубликованы в 47 печатных работах, в том числе 13 в ведущих рецензируемых научных журналах, в которых должны быть опубликованы научные результаты диссертаций на соискание учёной степени доктора наук.
Структура и объем диссертации
Диссертация изложена на 259 страницах машинописного текста и состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, приложения и списка литературы. Работа иллюстрирована 10 рисунками, содержит 37 таблиц, библиографический указатель литературы включает 458 источников (382 отечественных и 76 иностранных).
выводы.
1. В длительных трансширотных рейсах у моряков рыбопромыслового флота напряжение механизмов адаптации держится до двух месяцев, после чего взаимодействие между отдельными составляющими центрального и периферического контура управления снижается, реактивность организма и неспецифические реакции адаптации формируются автономно, наступает фаза истощения и развивается состояние дезадаптации. Истинной адаптаций к условиям работы в море не наступает.
2. Применение методики со5-метрии в динамике длительного плавания, позволяет определять резервные возможности организма моряков, а расчет коэффициента вариации для каждого обследуемого дает возможность интегральной количественной оценки диапазона изменений cos-потенциала в восстановительном периоде функциональной пробы для характеристики адаптационного процесса.
3. На основе анализа распределения коэффициентов вариации, полученных по динамике величин со5-потенциала выделены четыре основных типа протекания адаптационного процесса: тип, А (на протяжении всего плавания вариабельность со5-потенциала в период функциональной пробы прогрессивно снижается), тип Б (на протяжении всего плавания вариабельность сс^-потенциала в период функциональной пробы прогрессивно увеличивается), тип В (вариабельность со5-потенциала к середине плавания увеличивается, а затем снижается), тип Г (вариабельность cos-потенциала к середине плавания снижается, а затем увеличивается). Тип Б наименее адаптационно эффективен.
4. В факторной модели со5-метрических серий у моряков установлено, что на 1-ом месяце рейса в процессе адаптации организма участвуют все без исключения механизмы (нервные, хемообменные, нейрогуморальные и гормональные) в поддержании заданного уровня ю5-потенциала головного мозга. На 3-ем месяце рейса приспособительные реакции поддерживаются в ЦНС преимущественно нейрогуморальными и гормональными процессами. На 5-м месяце рейса основной вклад в дисперсию модели CGs-потенциала внесли нервные и нейрогуморальные механизмы. Установлен реципрокный механизм в формировании функциональных состояний во второй половине рейса.
5. Установлено, что характер адаптационных процессов зависит от длительности плавания и реализуется различными механизмами. В рейсах продолжительностью 75 и 157 суток адаптация к среде протекает по-разному. Установочные реакции в более длительном 157-суточном рейсе могут моделировать «ложное» утомление в первой декаде на фоне еще не растраченных резервов, т.к. происходит рассогласование в механизмах обеспечения со5-потенциала в условиях покоя и его подвижности в восстановительном периоде после нагрузки. На 65−70 сутки развивается истинное утомление. На 150−155 сутки выявляется центральный механизм поддержания параметров оперативного покоя и привлечение периферического (гуморального) контура для компенсации возмущения системы в восстановительный период после нагрузочной пробы.
6. Анализ влияния вахтенной нагрузки на параметры центральной гемодинамики и (й5-потенциал головного мозга у моряков показал, что во второй половине 120-суточного рейса у моряков возрастает роль периферического контура управления в поддержании функций организма, а уровень функциональной активности в предвахтенный период определяет динамику параметров к концу вахты.
7. Сложившаяся в начале рейса система отношений между параметрами до и после вахты «распадается» на второй месяц плавания, причем в этот период уровень реактивности организма после вахты не связан с уровнем до вахты и носит стохастический характер с преимущественно центральным генезом влияния на этот процесс. На второй месяц рейса впервые выявляется стратегия экономизации функций, когда у моряков с более низким фоновым уровнем со3-потенциала проявляется большая реактивность на стандартную типовую нагрузку, в то время как лица с высокими значениями (^-потенциала в меньшей степени реактивны. На третий месяц рейса формируется состояние переутомления.
8. В течение первых 3-х месяцев пяти месячного рейса изменения гемодинамических показателей отвечают сложившейся устойчивой схеме управления функциями организма, т. е. обнаруживается полная синхронизация ЧСС, АДс, АДд (прямая значимая корреляционная связь). К концу рейса она нарушается (наблюдалась лишь умеренная связь между IV и V этапами по АДд и АДп). Таким образом, по мере исчерпания резервов организма происходит десинхронизация и поиск новых отношений между параметрами в стремлении найти наиболее экономичный и эффективный контур управления для достижения оптимального баланса со средой и рабочим циклом.
9. Направленность вегетативного реагирования на возмущающее воздействие к концу длительного плавания изменяется на противоположную, т. е. происходит инверсия вегетативной реактивности: усиление активности симпатической системы на фоне предшествующего парасимпатического преобладания и наоборот, что, по-видимому, обусловлено законом исходной величины. В целом в конце длительного рейса в процессах вегетативной регуляции преобладают симпатические влияния.
10. Тип вегетативного реагирования и динамика психологического статуса членов экипажа в период длительного рейса взаимообусловлены. Систематическому нарастанию ИН к концу плавания соответствует превалирование стенических компонентов психологического статуса, снижению ИН — нарастание астенических черт, что выражается в росте депрессив-ности, снижении активности и оптимизма. Для лиц промежуточного типа характерна наибольшая психологическая дезадаптация с преобладанием астенического компонента.
11. Нормирование величин в сигмальных коридорах при описании динамики физиологических процессов позволяет качественно оценить приспособительные реакции конкретного моряка к условиям длительного рейса в сравнении с другими: гипореагирование на функциональную пробу (развитие утомления и переутомления), умеренное реагирование и гиперреагирование (перенапряжение адаптационных механизмов). В продолжительных рейсах выявляется от 0,8% до 5,9% моряков от численности состава судовых команд с признаками соответственно гипои гиперреагирования на функциональную пробу.
12. Доказана корректность применения индекса Мызникова для выделения границ диапазонов функциональной активности организма моряков. На основании полученных данных по ИМ были выделены и рассчитаны средние значения 5-ти уровней функциональной активности у моряков судовых команд в период длительных рейсов: от крайне низкого (в среднем 69,55 ± 0,74 ед — 1,2% от выборки) до крайне высокого (155,94 ± 2,36 ед — 2,0%). При этом средний уровень составил 106,50 ± 0,27 ед -68,45%. Моряки с признаками крайне низкой и крайне высокой функциональной активности должны попадать в поле зрения судового врача, т.к. эти явления могут отражать процессы дезадаптации по типу гипо-или гиперреагирования.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.
1. Для получения индивидуальной качественной оценки функционального состояния организма моряков рекомендуются использовать показатели со5-метрии. Для этого необходимо каждый параметр (в фоне и на этапах восстановительного периода функциональной пробы) нормировать по диапазонам сигмальных коридоров. На основе такого анализа предлагается новая форма записи данных со5-метрических серий, где первым числом указывается значение величины фона (в мВ), а значения восстановительного периода в кодах качества реакции. Крайне низкие значения обозначим кодом 1 [-2а- -За]- низкие значения — код 2 [-1а- -2а]- средние значения — код 3 [хср -1ахср +1а]- значения выше среднего — код 4 [+1а- +2а]- крайне высокие значениякод 5 [+2а- +3а].
