ASSESSMENT OF VEGETATIVE STATUS OF OIL-AND-GAS INDUSTRY WORKERS FROM PERSPECTIVE OF CHAOS AND SELF-ORGANIZATION THEORY

Full Text

Нефтегазодобывающая отрасль промышленности является основополагающей в развитии экономики ХМАО - Югры, так как в округе добывается более половины российских углеводородов. Расширение масштабов добычи энергоресурсов, прокладка нефте- и газопроводов, наращивание капитального строительства предполагают вовлечение все большего количества людей в сферу этой отрасли. В процессе трудовой деятельности организм работников нефтегазодобывающей промышленности подвергается действию не только природно-климатических факторов [3, 6, 12], но и ряда неблагоприятных производственных факторов, среди которых ведущее место занимают физические: интенсивный шум, вибрация, электромагнитные поля [8, 9], причем большинство работ выполняется на открытом воздухе, температура которого около 9 месяцев имеет отрицательные значения [5, 11]. Состояние здоровья человека и его работоспособность тесно взаимосвязаны. Возможность человека адаптироваться к экстремальным климатоэкологическим условиям Севера, успешно выполнять профессиональные задачи зависит от физиологических возможностей человека, и в первую очередь от функционального резерва организма [1]. Истощение резервных возможностей является одной из причин возникновения и развития патологических состояний, причем снижение адаптационных возможностей можно выявить задолго до того, как проявляются его первые симптомы. Одним из методов распознавания и оценки донозологических состояний организма является предложенный Р. М. Баевским анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР), который стал важным маркером адекватности вегетативного статуса организма человека действию различных сочетанных природно-климатических и производственных факторов [2]. В этой связи оценка вегетативного статуса работников нефтегазодобывающего предприятия, подвергающихся действию вредных производственных факторов в условиях северной территории Российской Федерации представляется весьма актуальной. Методы Объектом исследования явились работники нефтегазодобывающего предприятия в условиях действия вредных производственных факторов, таких как шум, вибрация, электромагнитные поля. Одномоментное 16 Экология человека 2014.06 Экологическая физиология скрининговое исследование проводилось на территории г. Сургута и Сургутского района. В обследовании приняли участие лица мужского пола в возрасте от 36 до 59 лет, давшие информированное согласие на использование полученных данных в целях научных обобщений. По результатам опроса из выборки были отсеяны 11 человек. Критерии исключения: стаж проживания на севере менее 5 лет, заболевания сердечно-сосудистой системы. Критерии включения: возраст от 36 до 59 лет, северный стаж более 5 лет, отсутствие жалоб на состояние здоровья во время обследования. Были сформированы две группы мужчин, сопоставимые по возрасту и длительности проживания в условиях севера. Группа наблюдения (n = 28) - работники нефтегазового предприятия в возрастном диапазоне 36-59 лет, средний возраст (46,5 ± 6,3) года, средний стаж проживания на севере (26,2 ± 9,1) года, по роду своей профессиональной деятельности подвергающиеся действию вредных производственных факторов. Группа сравнения (n = 28) - инженерно-технические и научные работники, не подверженные в процессе работы воздействию вредных производственных факторов, в возрасте от 36 до 59 лет, средний возраст (46,7 ± 6,4) года, средний стаж проживания на севере (25,6 ± 9,8) года. Для исследования использован аппаратно-программный комплекс пульсоксиметр «Элокс 01С2», который позволяет регистрировать и статистически обрабатывать ВСР за счет кардиоинтервалографической обработки сигнала пульсоксиметрического датчика. Для анализа вегетативного статуса были выбраны следующие показатели: активности симпатического звена вегетативной нервной системы (ВНС) - SIM, у. е.; активности парасимпатического звена ВНС - PAR, у. е.; частота сердечных сокращений - SSS, уд./мин; степень насыщения гемоглобина крови кислородом -SpO2, %; стандартное отклонение кардиоинтервалов - SDNN, мс; стресс-индекс - INB, у. е., или индекс напряжения регуляторных систем по Р. М. Баевскому. Статистический анализ полученных результатов выполнялся с использованием программы Statistica версия 6.0. Тип распределения определяли с помощью критерия Шапиро - Уилка. Выявлено, что показатели вегетативного статуса в исследовании не подчиняются закону нормального распределения, поэтому данные представлены медианой (Ме) с обозначением 25 и 75 квартиля (Q1 и Q3). Статистически значимые различия между двумя независимыми группами определяли на основе непараметрического критерия Манна - Уитни. Пороговое значение статистической значимости принималось при значениях р < 0,05 [13]. Полученные данные были также проанализированы методом теории хаоса и самоорганизации (ТХС), основанном на идентификации параметров вектора состояния организма человека (ВСОЧ) в m-мерном фазовом пространстве состояний. Анализ параметров ВСОЧ проводился с использованием программы Identity [7], которая позволяет рассчитать показатели общих объемов m-мерных параллелепипедов (Vx), ограничивающих квазиаттрактор движения ВСОЧ, показатель асимметрии (Rx) этих параллелепипедов, а также выявить наиболее значимые компоненты (координаты) ВСОЧ. Результаты Из данных табл. 1, где представлены результаты статистической обработки показателей вегетативного статуса обследованных, видно, что мужчины группы наблюдения отличаются от мужчин группы сравнения по таким показателям, как SIM и SSS. Так, средний показатель SIM в группе наблюдения вдвое больше, чем в группе сравнения (10 у. е. против 5). Показатель SSS составил 80,5 и 70,5 уд./мин соответственно. По показателям PAR, SDNN, INB, SpO2 статистически значимых различий между группами не выявлено. Можно отметить, что в группе наблюдения значение SDNN значительно снижено и составляет 28 мс (общепринятая физиологическая норма находится в пределах 40-80 мс), в группе сравнения этот показатель приближается к нижней границе нормы - 35 мс. Показатель степени насыщения гемоглобина крови кислородом в обеих группах имеет одинаково высокое значение - 97 %. Таблица 1 Показатели вегетативного статуса обследованных работников нефтегазодобывающего предприятия Показа тель Группа наблюдения Группа сравнения Уровень статис тической значимости Me (Q1-Qs) Me (Q1-Q3) SIM, у. е. 10 5-20 5 3-10 0,023 PAR, у. е. 5 2-11 9 4,5-14,5 0,167 SDNN, мс 28 20,5-38,0 35 25,5-54,0 0,103 INB, у. е. 124 43,0-217,5 52 25,0- 123,5 0,053 SpO2, % 97 96,5-98,0 97 96-98 0,172 SSS, уд./ мин 80,5 68,5-96,0 70,5 65,5-83,5 0,029 Результаты сравнительного анализа полученных данных с использованием метода ТХС представлены в табл. 2. Проанализированы шесть координат ВСОЧ (то есть m = 6), где: Х0 = SIM, X1 = PAR, X2 = SDNN, X3 = INB, X4 = SpO2, X5 = SSS, что составляет реальное шестимерное пространство, в котором интервалы измерений параметров образуют шестимерный параллелепипед состояний. Рассчиты- Таблица 2 Параметры квазиаттракторов вегетативного статуса обследованных работников нефтегазодобывающего предприятия Параметр квазиаттрактора Группа наблюдения Группа сравнения Коэффициент асимметрии, у. е. Rx = 885,05 Rу = 74,13 Объем квазиаттрактора, у. е. Ух = 120000*106 Уу = 3700*106 17 Экологическая физиология Экология человека 2014.06 вали общий объем квазиаттрактора (Vx) и показатель асимметрии (Нх). Также выявлен наиболее значимый показатель (параметр порядка) вектора состояния организма человека. Из данных табл. 2 следует, что в группе наблюдения показатель асимметрии на порядок выше, чем в группе сравнения (885,05 у. е. против 74,13), а объем квазиаттрактора - на два порядка больше, чем в группе сравнения (120 000*106 у. е. против 3 700*106). Результаты системного анализа и синтеза на основе исключения отдельных признаков параметров квазиаттрактора ВСОЧ показали, что наиболее значимым параметром вегетативного статуса является индекс напряжения регуляторных систем по Р. М. Баевскому (INB) (табл. 3). Таблица 3 Результаты исключения отдельных признаков вектора состояния вегетативного статуса обследованных работников нефтегазодобывающего предприятия Анализируемый показатель Группа наблюдения Vx*106 Группа сравнения Vy*106 Расстояние между центрами двух квазиаттракторов V0 120000 3700 131,5 SIM, у. е. 1100 200 131,3 PAR, у. е. 4800 200 131,5 SDNN, мс 1000 60 131,4 INB, у. е. 50 10 13,7 SpO2, % 39000 3000 131,5 SSS, уд./мин 1800 1000 131,2 Примечание. V0 - объем квазиаттрактора без исключения из расчетов показателей вегетативного статуса Так, при исключении из расчетов показателя INB существенно меняются объемы квазиаттракторов (в группе наблюдения 50*106 у. е., а в группе сравнения - 10*106) и расстояние между центрами этих квазиаттракторов в обеих группах (со 131,5 до 13,7 у. е.). Обсуждение результатов Известно, что для жителей высокоширотных территорий с северным стажем более 10 лет характерно особое состояние вегетативного статуса организма, проявляющееся в смещении вегетативной регуляции в сторону преобладания тонуса парасимпатического отдела ВНС, а повышение тонуса симпатического отдела представляется как напряжение адаптационных механизмов в ответ на комплекс климатоэкологических факторов [5, 6]. Показатели активности симпатического звена ВНС и частоты сердечных сокращений в группе наблюдения имеют большие значения, чем в группе сравнения, и свидетельствуют об умеренном напряжении регуляторных систем работников, вызванном действием производственных факторов нефтегазодобывающей промышленности. Специфические климатоэкологические условия Севера приводят к недостаточному снабжению тканей и органов кислородом, развитию гипоксии и, как результат, повышенной проницаемости кровеносных сосудов. Однако эта компенсаторная возможность не помогает усвоению кислорода организмом, так как для атмосферы ХМАО - Югры характерно повышенное содержание оксида углерода, что приводит к блокированию молекул гемоглобина крови. В норме параметр насыщения гемоглобина крови кислородом составляет (93,0 ± 2,3) % (среднеевропейский показатель). Физическая нагрузка или стресс вызывает повышение уровня оксигемоглобина крови до 98-99 %, что является компенсаторной реакцией организма человека [5, 6, 10]. Степень насыщения гемоглобина крови кислородом в группе наблюдения и группе сравнения выше среднеевропейского показателя и составляет 97 % в обеих группах, что свидетельствует о снижении компенсаторных возможностей организма испытуемых. Использование метода ТХС [4] в оценке состояния вегетативного баланса работников нефтегазодобывающего предприятия по показателям вегетативного статуса, в отличие от методов математической статистики, позволило установить качественную и количественную характеристики различий между двумя исследуемыми группам. Динамика ВСОЧ в группе наблюдения имеет выраженную хаотичность, что проявляется в увеличении объема квазиаттрактора и коэффициента асимметрии. Расширение объема квазиаттрактора и увеличение коэффициента асимметрии, несмотря на отсутствие статистических различий по ряду показателей (см. табл. 1), свидетельствует о высокой степени асинергизма и дестабилизации функциональных систем организма мужчин в группе наблюдения. Выявленный наиболее значимый признак - индекс напряжения регуляторных систем по Р. М. Баевскому - может быть использован в качестве маркера адекватности вегетативного статуса организма работников нефтегазодобывающей промышленности действию производственных факторов. Оценивая параметры квазиаттрактора вектора состояния организма испытуемых группы наблюдения, можно заключить, что производственные условия нефтегазодобывающей промышленности оказывают влияние на организм мужчин, что проявляется в рассогласованности регуляции функциональных систем и очень высоком напряжении регуляторных систем, приводит к истощению адаптивных резервов и, как следствие, может способствовать развитию патологических состояний.

About the authors

O E Filatova

Surgut State University

O V Provorova

Surgut State University

Email: 841974@mail.ru

M A Volokhova

Surgut State University

References

Supplementary files