Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований
ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,593

ВЛИЯНИЕ ПСИХОЭМОЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ СТУДЕНТОВ НА ВЗАИМОСВЯЗИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КИСЛОРОДТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ

Шамратова А.Р. 1 Хабибуллина И.З. 1 Шамратова В.Г. 1 Каюмова А.Ф. 1
1 ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава РФ
Целью работы было изучение связи компонентов кислородтранспортной системы организма при разном психоэмоциональном состоянии студентов. В исследовании участвовали 52 студента в возрасте 20,29 ± 0,14 года, поделенных на две группы по результатам теста Спилбергера–Ханина: группу эмоционального покоя и группу эмоционального напряжения. Основные показатели красной крови определяли с помощью гематологического анализатора «SYSMEX КХ-21N» (Япония), оценка же дыхательной системы происходила на спирографе («Диамант-С», г. Санкт-Петербург). Оценивались следующие расчетные показатели: адаптационный потенциал (АП), коэффициент выносливости (КВ), коэффициент экономизации кровообращения (КЭК) и индекс напряжения миокарда (ИНМ), вегетативный индекс Кердо (ВИК), уровень физического состояния (УФС). Для статистического анализа использовали программу STATISTICA10. Достоверность различий переменных оценена по критерию U Манна–Уитни. Взаимосвязи учтенных показателей изучали с помощью факторного анализа. Достоверность результата оценивали при p < 0,05. Установлено, что при эмоциональном покое состояние внешнего дыхания и состояние красной крови описываются двумя независимыми факторами: внешнего дыхания и красной крови. При психоэмоциональном напряжении картина существенно видоизменяется: фактор F1 с высокой емкостью объединяет параметры всех рассмотренных звеньев КТС: красной крови (Ht, Hb, MCV, MCHС), внешнего дыхания (ЖЕЛ вд и Е вд) и кровообращения (КЭК и ИНМ). Из анализа структуры фактора можно заключить, что при эмоциональном стрессе активизация систем внешнего дыхания и красной крови сопровождается ростом напряжения в функционировании ССС. Об этом свидетельствует увеличение показателей КЭК и ИНМ. F2, в который вошли ВИК и АП, описывает связь симпатических влияний с уровнем адаптационного потенциала. Таким образом, на фоне стресса наблюдается напряжение в деятельности КТС, определяемое интенсификацией сердечно-сосудистой системы, увеличением дыхательных объемов и перераспределением показателей красной крови. При этом адаптационный потенциал организма оказывается сопряжен с деятельностью симпатоадреналовой системы.
стресс
эритроциты
гемоглобин
сердечно-сосудистая система
внешнее дыхание
адаптационный потенциал
1. Павлова Н.В., Свешников А.А., Хвостова С.А. Влияние изменений в менструальном цикле на минеральную плотность костей скелета у студенток при экзаменационном стрессе // Фундаментальные исследования. 2013. № 7. С. 143–148.
2. Семилетова В.А., Дорохов Е.В., Абдурахмонов Н.Ш. Особенности функционального состояния и кардиоритма отечественных и иностранных студентов в различные периоды учебной деятельности // Вестник новых медицинских технологий. 2016. № 4. С. 155–160.
3. Илюхина В.А., Квашнева К.В., Крыжановский Э.В. Психофизиологическое исследование особенностей компенсаторно-приспособительных возможностей организма к учебной нагрузке в вузе у лиц с разной устойчивостью к транзиторной гипоксии // Психология образования в поликультурном пространстве. 2013. № 21. С. 31–38.
4. Баевский Р.М., Черникова А.Г. Оценка адаптационного риска в системе индивидуального донозологического контроля // Российский физиологический журнал. 2014. № 10. С. 1180–1194.
5. Сатаркулова А.М. Функциональное состояние и адаптационный потенциал у иностранных студентов с различным типом вегетативной регуляции в процессе обучения // Ульяновский медико-биологический журнал. 2020. № 1. С. 118–126.
6. Ullrich-French S.C., Power T.G., Daratha K.B., Bindler R.C., Steele M.M. Examination of adolescents’ screen time and physical fitness as independent correlates of weight status and blood pressure. J. Sports Sci. 2010. Vol. 28. No. 11. P. 1189–1196.
7. Савченко С.В., Салеев Э.Р. Сравнительная характеристика динамики физической подготовленности студентов специальных медицинских групп в рамках реализации оздоровительной программы «путь к здоровью» // Современные проблемы науки и образования. 2019. № 1 [Электронный ресурс]. URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=28587 (дата обращения: 07.05.2021).
8. Шлык Н.И., Зуфарова Э.И. Нормативы показателей вариабельности сердечного ритма у исследуемых 16–21 года с разными преобладающими типами вегетативной регуляции // Вестник Удмуртского университета. 2013. № 4. С. 97–105.
9. Шамратова В.Г., Исаева Е.Е., Крапивко Ю.К. Оценка функционирования кислородтранспортной системы крови у студентов // Вестник Башкирского университета. 2007. № 4. С. 38–40.
10. Yogesh K., Vinay A., Savita G. Heart Rate Variability During Examination Stress in Medical Students. Int. J. Physiol. 2013. No. 1. P. 83–86.
11. Чурилов Ю.К., Вовкодав В.С., Клепиков А.Н., Ричей И.И., Рыжов Д.И. Использование количественных интегральных индексов в комплексной оценке переносимости летным составом перегрузок на центрифуге // Военно-медицинский журнал. 2018. № 10. С. 47–56.

Период сдачи студентами зачетов и экзаменов связан с высоким уровнем умственной активности и значительными эмоциональными реакциями в ожидании оценки их знаний, в связи с чем оценивается как стрессовая ситуация [1]. Особо значимый эмоциональный стресс наблюдается в случае сочетания процесса обучения с другими отягощающими факторами жизни, такими как обучение в неблагоприятном климатогеографическом регионе, получение образования на иностранном языке [2], совмещение учебы с профессиональной деятельностью [3]. При этом на фоне экзаменационного стресса отмечены значительное изменение уровней некоторых гормонов и минералов [1], появление психосоматических расстройств, создающих предпосылки к возникновению заболеваний [4, 5].

В то же время умеренные физические нагрузки способны нивелировать отрицательные стрессовые влияния [6]. Так, при исследовании воздействия физических нагрузок на ССС и дыхательную систему студентов выяснилось, что физические упражнения улучшают состояние кардиореспираторной системы. Исключение же физических упражнений из учебного плана обучающихся на старших курсах приводит к ухудшению состояния этих систем [7].

Адаптация организма к психоэмоциональным нагрузкам в значительной мере обеспечивается мобилизацией кислородтранспортной системы (КТС). В связи с этим изменение характера взаимосвязей между параметрами разных систем кислородного обеспечения организма в процессе приспособления к условиям эмоционального напряжения позволяет более полно оценить функциональные резервы организма.

Цель исследования: изучить связи компонентов кислородтранспортной системы организма при разном психоэмоциональном состоянии студентов.

Материалы и методы исследования

В исследовании участвовали 52 студента в возрасте 20,29 ± 0,14 года, признанных клинически здоровыми по результатам ежегодного диспансерного обследования. Испытуемые в состоянии эмоционального покоя (в межсессионный период) составили 1-ю группу, при эмоциональном напряжении в период сдачи зачетов – 2-ю группу. О наличии психоэмоционального напряжения у студентов судили по уровням реактивной и личностной тревожности при анкетировании по тесту Спилбергера–Ханина.

Показатели красной крови определяли с помощью гематологического анализатора «SYSMEX КХ-21N» (Япония) и получили следующие показатели: количество эритроцитов (RBC, х1012/л, содержание гемоглобина (Hgb, г/л), гематокрит (HCT, %), средний объем эритроцита (MCV, фл), среднее содержание (MCH, пг) и среднюю концентрацию (MCHC, г/дл) гемоглобина в эритроците.

При оценке состояния дыхательной системы учитывали жизненные емкости легких на вдохе (ЖЕЛ вд, л) и выдохе (ЖЕЛ выд, л), емкость вдоха (Евд, л), минутный объем дыхания (МОД, л). Определение параметров производили на спирографе («Диамант-С», г. Санкт-Петербург).

Показателями адаптации ССС послужили следующие расчетные показатели: адаптационный потенциал (АП), коэффициент выносливости (КВ), коэффициент экономизации кровообращения (КЭК) и индекс напряжения миокарда (ИНМ).

Состояние вегетативной нервной системы оценивали на основе вегетативного индекса Кердо (ВИК), определяемого по формуле Г.Н. Новожилова с соавт. (1969).

Для статистического анализа использовали программу STATISTICA10. Достоверность различий переменных оценена по критерию U Манна–Уитни. Взаимосвязи учтенных показателей изучали с помощью факторного анализа. Достоверность результата оценивали при p < 0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

Как показали результаты оценки у студентов уровней реактивной и личностной тревожностей, уровень ситуационной (реактивной) тревожности, отражающий реакцию на стрессоры, в период сдачи зачета у студентов достоверно повышался (табл. 1).

Таблица 1

Значения состояния тревожности и показателей красной крови у студентов при различном эмоциональном состоянии, Me (25 %; 75 %)

Показатели

Эмоц. покой (37)

Эмоц. напряжение (14)

Реактивная тревожность

29,0 (28,0; 36,0) *

40,0 (34,0; 45,0) *

RBC

4,94 (4,6; 5,3)

4,83 (4,4; 5,3)

HGB

135 (127; 154)

140,0 (123; 157)

HCT

40,8 (39,6; 46,3)

41,2 (36,7; 46,1)

MCV

86,8 (85,9; 87,3)*

84,3 (80,8; 86,5)*

MCH

32,7 (32,0; 33,3)*

28,4 (27,3; 29,3)*

MCHC

287 (275; 295)*

339(335; 344)*

Примечание: * – значимые различия у студентов 1-й и 2-й групп, p < 0,05.

Исследование различных компонентов КТС организма у студентов в разном эмоциональном состоянии выявило ряд особенностей (табл. 2). В среднем суммарные параметры красной крови (количество эритроцитов, гематокрит и содержание гемоглобина) у студентов данных групп не отличались. Вместе с тем сравнение показателей индивидуальных характеристик клеток показало наличие достоверных различий. Так, у студентов после сдачи зачета наблюдалось снижение содержания гемоглобина в отдельном эритроците (MCH) на фоне возрастания его средне-корпускулярной концентрации (МСНС). Степень насыщения клеток гемоглобином у студентов, испытывающих психоэмоциональное напряжение, зависела не только от общей концентрации гемоглобина в крови, но и от суммарного объема эритроцитов.

Таблица 2

Корреляционные связи между показателями красной крови у студентов в покое и при психоэмоциональном стрессе

Состояние

Эмоциональный покой (37)

Эмоциональное напряжение (14)

Показатели

RBC

HGB

HCT

MCV

MCH

MCHC

RBC

HGB

HCT

MCV

MCH

MCHC

RBC

0,75

0,79

0,88

0,89

0,75

HGB

0,75

0,96

0,74

0,52

0,88

1,00

0,57

0,86

HCT

0,79

0,96

0,58

0,89

1,00

0,55

0,84

MCV

0,87

0,95

0,57

MCH

0,74

0,58

0,74

0,57

0,55

0,95

0,72

MCHC

0,52

0,87

0,74

0,75

0,86

0,84

0,57

0,72

Сравнение показателей внешнего дыхания и ССС у студентов в разном психологическом состоянии (табл. 3) продемонстрировало достоверное увеличение при эмоциональном напряжении объемных характеристик внешнего дыхания, таких как ЖЕЛ вд и Е вд.

Таблица 3

Показатели деятельности ССС и внешнего дыхания у студентов в разном эмоциональном состоянии, Me (25 %; 75 %)

Показатели

Эмоц. покой (38)

Эмоц. напряжение (14)

СО, мл

59,9 (57,2; 66,5)*

64,3 (59,9; 73,1)*

МОК л/мин

4,9 (4,3; 5,3)*

5,5 (5,0; 6,3)*

КЭК, у.е.

3510,0 (2880; 3780)*

3215,0 (2573; 4140)*

АП, у.е.

1,3 (1,1; 1.4)*

2,6 (2,4; 2,9)*

КВ, у.е.

18,3 (17,2; 20,7)*

15,3 (11,9; 20,8)*

ОПСС, дин*см2*с

1485 (1271,5; 1646,0)*

1253,1 (1104,9; 1339,8)*

ИНМ, у.е.

87,5(81,1; 97,5)*

89,9 (78,0; 114,2)*

ЖЕЛ вд, л

3,8 (3,0; 5,1)*

4,3 (3,5; 5,9)*

ЖЕЛ выд, л

2,9 (2,5; 4,2)*

2,7 (1,9; 3,5)

Е вд, л

2,3 (1,5; 3,3) *

2,3 (1,9; 3,4)*

ДО, л

0,8 (0,6; 1,2)

0,7 (0,5; 1,0)

ЧД, в минуту

17,2 (15,4; 18,8)

16,1 (15,2; 18,3)

Т вд, сек

1,7 (1,4; 2,0)

1,8 (1,4; 2,1)

Т выд, сек

1,7 (1,6; 2,1)

1,8 (1,6; 2,5)

Твд/Твыд

0,9 (0,7; 1,2)

0,9 (0,8; 1,3)

МОД, л/мин

13,1 (10,3; 20,1)

10,2 (8,1; 17,5)

ВИК, у.е.

8,8 (–2,6; 14,6) *

13,4(6,0; 17,9)*

Примечание: * – значимые различия у студентов 1-й и 2-й групп, p < 0,05.

Как следует из приведенных в таблице 4 данных, изменение эмоционального статуса студентов значимо отражается на показателях гемодинамики и адаптационных резервов кровообращения. После сдачи зачета у студентов увеличиваются систолический объем и МОК. Кроме того, судя по величинам КЭК, АП, ИНМ, наблюдаются напряжение сердечной деятельности и ослабление адаптационных возможностей сердца. Так, наблюдаемое увеличение показателя КЭК выше нормы свидетельствует о снижении экономизации его работы, повышение АП и ИНМ – о напряжении механизмов адаптации компенсаторно-приспособительных реакций сердца. Также при эмоциональном стрессе отмечается достоверное увеличение тонуса симпатического отдела ВНС.

Взаимосвязи показателей красной крови с параметрами функциональной активности сердечно-сосудистой системы и внешнего дыхания при разном психологическом состоянии студентов изучали с помощью факторного анализа (табл. 4, рисунок).

Таблица 4

Взаимосвязи компонентов кислородтранспортной системы студентов при различном психоэмоциональном состоянии.

Показатели

Эмоциональный покой

Эмоциональное напряжение

Factor 1

Factor 2

Factor 1

Factor 2

HGB

 

0,85

–0,89

 

MCV

 

0,91

–0,89

 

HCT

 

0,73

   

MCHC

 

0,82

–0,81

 

ЖЕЛ вд

–0,90

 

–0,92

 

ЖЕЛ выд

–0,75

     

Евд

–0,89

 

–0,80

 

МОД

–0,76

     

ВИК усл.ед.

     

–0,70

КЭК

   

–0,70

 

СОК

       

ИНМ

   

–0,76

 

АП усл.ед.

     

–0,79

hamratov1.wmf

Емкостное распределение компонентов кислородтранспортной системы студентов при различном психоэмоциональном состоянии

Установлено, что при эмоциональном покое состояние внешнего дыхания и состояние красной крови описываются двумя независимыми факторами. F1 с общей дисперсией 31 % – фактор внешнего дыхания – включает ЖЕЛ вд, ЖЕЛ выд, Е вд и МОД. F2 (дисперсия 24 %) – фактор красной крови, он объединяет суммарные и индивидуальные характеристики эритроцитов (Ht, Hb, MCV, MHCH). При психоэмоциональном напряжении картина существенно видоизменяется. Доминирующий фактор F1 с высокой емкостью (48 %) объединяет параметры всех рассмотренных звеньев КТС: красной крови (Ht, Hb, MCV, MHCH), внешнего дыхания (ЖЕЛ вд и Е вд) и кровообращения (КЭК и ИНМ). Следовательно, эмоциональное возбуждение способствует усилению взаимодействия различных звеньев кислородообеспечения.

Выявленное однонаправленное варьирование изученных параметров внешнего дыхания и красной крови свидетельствует, очевидно, о действии механизмов обеспечения, возрастающих при психоэмоциональном напряжении потребностей организма в кислороде. В свою очередь, ослабление функции внешнего дыхания сочетается с уменьшением функциональной активности красной крови. Обращает на себя внимание тот факт, что в фактор F1 с одноименными знаками вошли параметры, характеризующие состояние аппарата кровообращения. Из анализа структуры фактора можно заключить, что при эмоциональном стрессе активизация деятельности систем внешнего дыхания и красной крови сопровождается ростом напряжения в функционировании ССС. Об этом свидетельствует увеличение показателей КЭК и ИНМ. F2 (дисперсия 19 %), в который вошли ВИК и АП, описывает связь симпатических влияний с уровнем адаптационного потенциала. Очевидно, что симпатоадреналовая система выступает в качестве триггера, запускающего изменения в КТС.

Кислородтранспортная система организма включает дыхательный, гемодинамический и циркуляторный компоненты. Непосредственно доставку кислорода тканям осуществляют клетки красной крови. Увеличение доставки кислорода тканям достигается путем активизации функциональных резервов красной крови, возрастания суммарной дыхательной поверхности эритроцитов, изменения сродства гемоглобина к кислороду и др.

Увеличение уровня потребления кислорода организмом (например, при физических нагрузках) обеспечивается существенным возрастанием резервов кровообращения и производительности сердца. В свою очередь, минутный объем кровообращения характеризует не только функциональную активность сердечно-сосудистой системы, но и способность тканей утилизировать кислород.

В конкретных метаболических условиях организм располагает множеством механизмов компенсации меняющегося потребления кислорода. Причем обеспечение текущих потребностей организма в кислороде и его адекватный транспорт возможны при достаточной гибкости и состоятельности всех систем и компонентов транспорта. Для этого деятельность кислородтранспортной системы целостного организма сбалансирована таким образом, что при отклонении от нормы в одном его звене используются компенсаторные возможности другого звена. Так, ослабление оксигенации клеток при уменьшении доставки О2 тканям может быть улучшено повышением легочной вентиляции (эритропоэтический резерв) и/или увеличением работы сердца (резерв кровотока).

Эволюционно формирование симпатоадреналовой системы, активирующейся в результате стресса, направлено на обеспечение увеличенных потребностей в кислороде и сопряжено с деятельностью кардиореспираторной системы. В свою очередь, ССС определяет и адаптационные возможности организма.

Высокий уровень тревожности и, как следствие, стресс неблагоприятно сказываются на работоспособности человека, эффективности адаптации и значительно уменьшают функциональные возможности организма [8]. Многими авторами отмечено преобладающее участие в данных сдвигах симпатоадреналовых влияний на эти системы [9, 10], что необходимо для восстановления кислородного баланса организма [11]. При этом мобилизация ССС опосредуется симпатическим влиянием на сердце и сосуды и выражается в учащении сердечных сокращений и повышении давления [9].

Заключение

Таким образом, проведенные исследования показывают, что на фоне стресса наблюдается напряжение в деятельности КТС, определяемое интенсификацией сердечно-сосудистой системы, увеличением дыхательных объемов и перераспределением показателей красной крови. При этом адаптационный потенциал организма оказывается сопряжен с деятельностью симпатоадреналовой системы.


Библиографическая ссылка

Шамратова А.Р., Хабибуллина И.З., Шамратова В.Г., Каюмова А.Ф. ВЛИЯНИЕ ПСИХОЭМОЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ СТУДЕНТОВ НА ВЗАИМОСВЯЗИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КИСЛОРОДТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2021. – № 6. – С. 51-56;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=13230 (дата обращения: 24.05.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674