CRYOTHERMAL TRAINING EFFECT ON STUDENT FUNCTIONAL CAPABILITY LEVEL IN EARLY TRAINING PERIOD

Full Text

Поиск инновационных средств, направленных на оптимизацию процесса психофизиологической адаптации лиц с напряженными условиями труда, имеющих дефицит функциональных возможностей организма и потому испытывающих трудности адекватного приспособления к новым условиям учебно-профессиональной деятельности, является одной из актуальных проблем психофизиологии, военной и экстремальной медицины [1, 6, 7, 10, 11]. В этой связи крайне важным представляется тот факт, что использование для решения подобных задач фармакологических препаратов зачастую невозможно из-за их многочисленных побочных эффектов на организм, которые не позволяют параллельно выполнять учебно-профессиональную деятельность, сохраняя достаточный уровень ее эффективности и надежности [14]. Альтернативой фармацевтическим препаратам является рациональное применение немедикаментозных средств, физиологичных для организма, стимулирующих собственные функциональные его ресурсы и практически не обладающих повреждающим воздействием на клетки и ткани [5, 12]. К одному из вариантов таких средств, имеющих большую историю применения, относится использование воздействий повышенной или пониженной температуры окружающей среды. При этом если применение тепловых процедур в коррекции и реабилитации известно давно, то возможности использования циклических воздействий низких и крайне низких температур (криотермии) в профилактических, восстановительных и лечебных целях в настоящее время лишь обосновываются и дискутируются. Отечественными исследователями [13] показано существенное повышение холодовой устойчивости, физической выносливости, радиорезистентности лабораторных животных после кратковременных циклов криотермических воздействий. Исследования по апробации метода криотермии (криотерапии) у человека с использованием криосаун (температура -120...- 180 °С в течение 2-3 мин) показали его хорошую переносимость большинством обследованных [4, 15]. Доказана высокая эффективность криотерапии в отношении коррекции обмена веществ, избыточной массы тела, лечении хронических заболеваний и др. [2, 3, 8]. На наш взгляд, представленные данные свидетельствуют о наличии перспектив использования метода криотермии в системе физиологических мероприятий оптимизации процесса учебно-профессиональной адаптации и акклиматизации различных категорий лиц с напряженным или тяжелым характером труда. Цель исследования - обоснование возможности использования циклических криотермических воздействий для расширения функциональных возможностей организма студентов-первокурсников, испытыва- ющих трудности процесса учебно-профессиональной адаптации. Методы Всего в исследованиях приняли участие 16 студентов и 20 курсантов мужского пола в возрасте 18-19 лет, обучающихся на первых курсах медицинских вузов городов Ставрополя, Санкт-Петербурга, Ростова-на-Дону. У всех обследованных были зарегистрированы признаки затруднения процесса адаптации к напряженным условиям учебной (военно-учебной) деятельности, заключавшиеся в повышенной простудной заболеваемости, низкой успеваемости, астенизации, лабильности психоэмоционального фона и др. Кроме того, критерием включения студента (курсанта) в исследование являлся пониженный по сравнению с референтными значениями уровень максимальной аэробной производительности, определяемый при контрольном тестировании (см. ниже). В основной группе (ОГ) - 24 человека (10 студентов и 14 курсантов) без отрыва от учебной деятельности проведены курсы циклических криотерми-ческих воздействий (ЦКрВ) в разработанном нами режиме (3-5-минутное пребывание в криокамере с «рабочей» температурой -140.... - 160 °С один раз в день, через день, общее количество сеансов 10). Остальные 12 человек (6 студентов и 6 курсантов) были обследованы в качестве контрольной группы (КГ), где специальных мероприятий по оптимизации адаптационного процесса не осуществляли. Криотермические воздействия проводили в сертифицированных криокамерах (Российская Федерация), выполненных в виде теплоизолированного бассейна, в верхнем сечении свободно сообщающегося с атмосферой. На помещенного в камеру обследуемого, находящегося в нижнем белье, в течение сеанса воздействовали подаваемыми под давлением парами теплоносителя на основе жидкого азота. Нагретый газ с помощью вытяжки удалялся, поддерживая постоянную «рабочую» температуру внутри камеры. Уровень функциональных возможностей организма (УФВО) обследованных лиц оценивали с использованием велоэргометрической пробы с нагрузкой до достижения порога анаэробного обмена (ПАНО). У лиц основной группы пробу проводили за 2-3 дня до начала курса ЦрКВ (1-й этап), через 2-3 дня после его окончания (2-й этап) и затем через 6 месяцев (3-й этап). В контрольной группе те же пробы были проведены через аналогичные промежутки времени после первичного исследования физической выносливости. Пробы выполняли на велоэргометрах эргоспи-рометрических комплексов (ЭСК) Schiller CS-200 (Швейцария) или «Erich Yeger» (Германия) по следующему протоколу: мощность 1-й «ступени» - 50 Вт, прирост каждой «ступени» - 25 Вт, длительность каждой «ступени» - 1 мин, кроме 3-й «ступени» (100 Вт), время выполнения которой составляло 2 мин. Нагрузка прекращалась через 30 с после достижения испытуемым ПАНО, фиксируемого по показателям газообмена. Считается, что о достижении ПАНО свидетельствует наличие «анаэробного перекреста», когда значения дыхательного коэффициента (соотношения выделения СО2 и потребления О2) превышают единицу [9]. Фиксировали мощность нагрузки, при которой достигался ПАНО, а также общее время выполнения работы до ПАНО. Показатели газообмена (потребление кислорода - VO2, выделение диоксида углерода - VCO2) регистрировали непрерывно в процессе пробы (включая 5 мин до начала работы и 5 мин после ее окончания) с использованием спирогра-фических блоков ЭСК. Параллельно производили запись электрокардиограммы с расчетом мгновенных значений частоты сердечных сокращений (ЧСС), в автоматическом режиме с дискретностью один раз в минуту измеряли систолическое и диастолическое артериальное давление (САД, ДАД). Статистический анализ и обработку данных проводили в соответствии с требованиями с помощью пакетов прикладных программ STATISTICA v. 10.0, Microsoft Excel. Для каждого показателя в группах сравнения вычислялись медиана (Ме), нижний и верхний квартили (Q25, Q75); уровень значимости различий оценивали с использованием непараметрических критериев (Т-критерия Вилкоксона и U-критерия Манна - Уитни для парных связанных и несвязанных выборок). Критический уровень значимости (p) для всех проверяемых статистических гипотез принимался равным 0,05. Обследование контингентов проводилось с соблюдением этических норм, изложенных в Хельсинкской декларации и Директивах Европейского сообщества (8/609 ЕС). Результаты Как показали результаты фоновых исследований УФВО, у всех обследованных лиц имели место пониженные значения прямых критериев максимальной аэробной производительности по сравнению со среднестатистической нормой [9], что, как указывалось выше, являлось одним из критериев включения в исследование. В частности, лишь 5 ступеней предложенной нагрузки (максимальная мощность 150 Вт) выполнили 10 человек (56 %) из основной группы и 6 человек (50 %) из контрольной; остальные 8 человек (44 %) из основной группы и 6 (50 %) из контрольной завершили работу на 6-й ступени (175 Вт). Медиана общего времени нагрузки до достижения ПАНО в основной группе составила 340 с, в контрольной - 348 с, межгрупповых различий не выявлялось (таблица). О понижении УФВО у обследованных студентов и курсантов обеих групп свидетельствовали также значения косвенных критериев физической работоспособности. В частности, при достижении ПАНО во время выполнения пробы в среднем по обеим группам были зафиксированы относительно пониженные значения показателей газообмена (VO2 - около 1,90 л/мин, VCO2 - около 1,95 л/мин) при близких к предельным значениях параметров гемодинамики (ЧСС - 178-184 уд./мин, САД - около 180 мм рт. ст., ДАД - около 98 мм рт. ст.). Кроме того, у всех обследованных лиц при первичном тестировании выявлена низкая скорость восстановительных процессов после окончания пробы: на 5-й минуте восстановления медиана ЧСС составляла 88-92 уд./ мин при исходных (до начала нагрузки) значениях показателя 74-76 уд./мин. После проведенных криотермических тренировок у всех лиц основной группы отмечено либо повышение на 1 ступень мощности нагрузки, при которой достигался ПАНО, либо увеличение времени работы, что проявилось в достоверном увеличении значений максимального объема (в среднем на 7 % по сравнению с первичным обследованием, р = 0,035) и длительности выполненной работы (в среднем на 13 %, р = 0,018). В контрольной группе за идентичный период (20 дней) изменения прямых критериев физической работоспособности практически отсутствовали, что привело к появлению значимых (или близких к таковым) межгрупповых различий по объему (р = 0,052) и длительности (р = 0,038) максимальной аэробной работы. Полученные факты свидетельствовали о том, что результатом проведенных тренировок к ЦКрВ является оптимизация восстановительных процессов по ликвидации кислородного долга в организме. По всей видимости, все перечисленные феномены стали следствием адаптивных перестроек в организме, связанных с воздействием ЦКрВ. Важно отметить, что в основной группе на протяжении последующего полугодового периода отмечались выраженные тенденции к увеличению показателей максимальной аэробной производительности при параллельном снижении косвенных критериев, характеризующих физиологическую стоимость деятельности. Мы рассматривали выявленные факты как свидетельство нормализации течения адаптационного процесса первокурсников, у которых были проведены тренировки к ЦКрВ. При этом аналогичные тенденции у параллельной группы первокурсников были существенно менее выраженными, что привело к повышению уровня значимости межгрупповых различий по всем исследованным прямым и косвенным критериям физической работоспособности по сравнению с предыдущим этапом обследования. Обсуждение результатов Как показано в ряде публикаций отечественных и зарубежных исследователей [2, 4, 13, 15], са-ногенные эффекты циклических криотермических воздействий базируются на экстренной стимуляции резервных функциональных возможностей организма, направленных на поддержание жизнедеятельности в экстремальных условиях. В случае рационального индивидуально обоснованного применения циклических криотермических воздействий в организме тренируемых развивается перестройка регуляторных, пластических, метаболических процессов, одним из итогов которой является повышение «надежности» функционирования организма, расширение его адаптационных способностей, специфической и неспецифической резистентности. В результате искусственной адаптации к экстремальному холодовому воздействию повышается общая резистентность клеток и тканей жизненно важных органов, позволяя ускорить восстановительные процессы, «закрепить» развивающиеся позитивные сдвиги [3, 8]. К неоспоримым достоинствам метода относится возможность его безопасного использования у лиц с напряженным и ответственным характером труда, в том числе без отрыва от выполнения профессиональных обязанностей, учебного процесса. При назначении метода легко реализуется требование индивидуального выбора и текущей корректировки режима терапии в зависимости от исходного характера и выраженности дизадаптивных проявлений, холодовой резистентности [4, 5]. Полученные нами результаты позволили в целом подтвердить приведенные выше положения. Общим итогом работы можно считать вывод о выраженном и длительном положительном влиянии ЦрКВ на состояние физической работоспособности лиц, имевших признаки ее снижения в связи с трудностями адаптации к новым условиям деятельности. В связи с этим использование циклических криотермических воздействий в разработанном режиме может рассматриваться как перспективное немедикаментозное средство экстренного и долговременного расширения УФВО лиц с признаками их снижения, что позволяет рекомендовать широкое применение метода в системе мероприятий физиологической оптимизации процесса учебно-профессиональной адаптации.

About the authors

I G Mosyagin

Medical Service of Russian Navy General Command

Email: mosyagin-igor@mail.ru
Saint-Petersburg

O V Lobozova

Stavropol State Medical University

Stavropol

A O Ivanov

Institute of Special Pedagogics and Psychology

Saint-Petersburg

E N Beskishkiy

Saint-Petersburg State Medical University named after I. P. Pavlov

Saint-Petersburg

References

Supplementary files