Автореферат и диссертация по медицине (14.00.07) на тему:Гигиеническая характеристика факторов школьной и окружающей среды и их роль в дисрегуляции вегетативной нервной системы у школьников и гимназистов

На правах рукописи

САФРОНОВА

Алла Ивановна

ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ФАКТОРОВ ШКОЛЬНОЙ И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ИХ РОЛЬ В РАЗВИТИИ ДИСРЕГУЛЯЦИИ ВЕГЕТАТИВНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ У ШКОЛЬНИКОВ И ГИМНАЗИСТОВ

14.00.07-Гигиена

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата медицинских наук

, ■ с'..;р.

Оренбург-2009.

003459409

Работа выполнения в ГОУ ВПО медицинская академия Федерального социальному развитию»

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор

доктор медицинских наук

Ведущая организация: медицинский

«Оренбургская государственная агентства по здравоохранению и

Сетко Нина Павловна

Быстрых Владимир Викторович

Банникова Людмила Павловна

Российский государственный университет

Зашита диссертации состоится 2009 г. в 10 часов на

заседании диссертационного совета Д 208.066.01 при ГОУ ВПО «Оренбургская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» по адресу: 460000, г. Оренбург, ул. Советская, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Оренбургской государственной медицинской академии Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию». Автореферат размещён на сайте ГОУ ВПО «Оренбургская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» http: vvvvvv.orgma.ru

Автореферат разослан 2ooö г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор биологических наук, профессор

Г.Н. Соловых

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Управление здоровьем подрастающего поколения является важной социальной задачей любого общества. Однако последние 10 лет характеризуются неуклонным ухудшением состояния здоровья детей и подростков. Для этого имеются достаточно высокие объективные причины, которые находятся в основном в сфере условий среды обитания и воспитания, детей (Баранов A.A., 1999, 2001, 2007; Сухарев А.Г., 2000). Современная система образования характеризуется интенсификацией и рекордным увеличением учебных нагрузок, учебным стрессом, снижением двигательной активности и другими факторами негативно влияющими на здоровье учащихся (Колбанов В.В., 1999; Кучма В.Р., 2001; Щепин О.П., Тищук Е.А., 2004; Сетко Н.П. с соавт., 2006, 2007).

В настоящее время известно, что за последние 5 лет увеличилось с 10,4 % до 24 % количество детей с хронической патологией, среди которой заболевания нервной системы стоят на втором месте (Апанасенко Г.А. с соавт., 1995; Голубев М.В., 2000).

Вегетативная нервная система обеспечивает связь организма ребёнка с окружающей и внутренней средой, регулируя обмен веществ и функции органов и тканей в соответствии с изменениями этой среды, она также обеспечивает интеграцию всех органов в единое целое, являясь одной из главных адаптационных систем организма (Вейн A.M., 1995). По данным ряда авторов экологические и учебные нагрузки имеют для учащихся характер перманентного стресса, что приводит к развитию гормонально-вегетативной депрессии, реализующейся на различных уровнях -корковом, подкорковом, спинально-рефлекторном (Трошин В.Д., Захаров В.Н., 1995; Кушнир С.М., 1998). Вместе с тем, до настоящего времени не изучалось комплексное влияние факторов внутришкольной и экологической среды на функциональное состояние вегетативной нервной системы; не оценивались варианты реакций различных отделов вегетативной нервной системы; не определялись клинико-физиологические особенности проявления вегетативной дисфункции, как предшественников развития ряда патологических состояний; не исследовались пограничные нервные расстройства у учащихся различных возрастных групп в условиях комплексного влияния инновационных форм обучения и экологического неблагополучия территорий нахождения образовательных учреждений. Динамика процесса становления функций вегетативной нервной системы, её участие в формировании адаптивного ответа организма на воздействие среды обитания практически не изучена (Агаджанян H.A., Баевский P.M., Берсенева А.П., 2006). Достаточно сложным остаётся накопление точной доказательной базы, структурированной по факторам в пространственно-временном распределении и идентифицирующий источники нарушения функционирования вегетативной нервной системы детей, посещающих образовательные учреждения. Остаётся открытой важная гигиеническая

проблема расшифровки «цепи причин», определяющих дисфункцию вегетативной нервной системы с учётом конкретных факторов и региональных особенностей, выявления тех звеньев, на которые легче воздействовать, внедрять эффективную систему профилактических и оздоровительных мероприятий для элиминации негативного воздействия.

Указанный комплекс нерешённых проблем определяет актуальность работы, представляет значительный научный интерес и имеет большую практическую значимость.

Цель исследования - определить изменения функционального состояния вегетативной нервной системы у школьников и гимназистов в сопоставлении с выраженностью факторов риска указанной патологии, на основании чего разработать комплекс мероприятий по профилактике дисфункций вегетативной нервной системы.

Задачи исследования:

1. Оценить уровни антропогенной нагрузки на учащихся в районе размещения исследуемых школы и гимназии.

2. Провести комплексную гигиеническую оценку факторов образовательной среды и организации учебно-воспитательного процесса в условиях гимназии и школы.

3. Определить особенности функционального состояния вегетативной нервной системы у школьников и гимназистов.

4. Выявить закономерности и особенности формирования дисрегуляции вегетативной нервной системы у школьников и гимназистов.

5. На основании математического анализа установить причинно-следственные связи в звеньях системы среда обитания - состояние вегетативной нервной системы и научно обосновать вегетативный портрет современного школьника и гимназиста с учетом региональных особенностей.

Научная новизна. Впервые дана дифференциальная и интегральная оценка комплексного влияния факторов школьного обучения и антропогенного загрязнения окружающей среды на функциональное состояние вегетативной нервной системы школьников и гимназистов.

Выявлены закономерности и особенности формирования дисрегуляции вегетативной нервной системы у учащихся в условиях комплексного влияния инновационных форм обучения и экологического загрязнения территорий нахождения образовательных учреждений.

Впервые с физиолого-гигиенических позиций научно обоснован вегетативный портрет школьника и гимназиста, который имеет существенные различия в мультипараметрическом взаимодействии параметров функциональных систем, поддерживающих состояние вегетативной нервной системы на гомеостатическом уровне.

Установлено, что исследование уровня резервных возможностей организма учащихся является информативным физиологическим

критерием вегетативного обеспечения их организма.

Практическая значимость работы. Полученные результаты по способности региональных эколого-гигиенических факторов и факторов школьного обучения влиять на функциональное состояние вегетативной и центральной нервной систем, приводить к изменениям функционирования отдельных органов и систем, расширяют знания в гигиене детей и подростков, способствуя пониманию механизмов развития дисрегуляции вегетативной нервной системы у школьников и гимназистов.

Практическая ценность работы характеризуется обоснованием и разработкой вегетативного «портрета» школьника и гимназиста, позволяющего оценивать риск развития вегетативной дисрегуляции и возникновения заболеваний, а также необходимостью проведения комплекса профилактических мероприятий по повышению адаптационных резервов организма, включая вегетативную регуляцию.

Реализация результатов исследования. По результатам исследования разработано информационно-методическое письмо «Мероприятия по профилактике дисрегуляции вегетативной нервной системы и факторов ее формирующих». Оренбург, 2008. Предложенные в нем практические рекомендации используются в работе Министерства образования и науки Оренбургской области (акт внедрения от 10.09.2008), Управления здравоохранения г.Оренбурга (акт внедрения от 15.09.2008).

Результаты исследований включены в программу преподавания раздела гигиены детей и подростков на педиатрическом, медико-профилактическом и последипломном факультетах в Оренбургской государственной медицинской академии Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию (акт внедрения от 4,09.2008).

Апробация работы. Основные результаты исследования доложены и обсуждены на региональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов (Оренбург, 2000, 2002, 2008); VIII Всероссийском съезде неврологов (Казань, 2001), Международном форуме «Медико-экологическая безопасность, реабилитация и социальная защита населения» (Испания-М., 2008).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ, среди них 1 статья в журнале, рекомендованном в списке ВАК.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 156 страницах машинописного текста и состоит из введения, шести глав, заключения, выводов, списка литературы. Работа иллюстрирована 37 таблицами и 48 рисунками. Библиографический указатель содержит 217 отечественных и 93 иностранных источников.

Положения, выносимые на защиту

1. Уровень функционального состояния вегетативной нервной системы имеет свои особенности в зависимости от возраста, типа образовательного учреждения, уровня загрязнения территорий размещения школы и гимназии.

2. Характер и особенности развития дисрегуляции вегетативной нервной системы у школьников и гимназистов при длительном воздействии экологического загрязнения территорий размещения образовательных учреждений, факторов внутришкольной среды и инновационных форм обучения определяется различным уровнем функционирования основных органов и систем учащихся.

3. Основанием для разработки системы профилактических мероприятий, направленных на повышение резервных возможностей организма учащихся с адекватной регуляцией вегетативной нервной системы, является прямая корреляционная связь между уровнем воздействующих факторов и интегральными показателями функционирования основных органов и систем.

Связь работы с научными программами.

Диссертационная работа выполнена в ГОУ ВПО «Оренбургская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» согласно плана НИР по комплексной программе (№ государственной регистрации 01.99.00 11892).

Содержание работы

Материалы и методы исследования. Для решения поставленных задач использован комплекс современных гигиенических, физиологических, клинических и статистических методов исследования. В работе использовались данные региональной системы социально-гигиенического мониторинга Управления Роспотребнадзора по Оренбургской области; данные официальных форм экологического мониторинга ГУ « Оренбургский областной центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды».

Объектом исследования были учащиеся средней общеобразовательной школы №27 (школьники) и гимназии №2 (гимназисты), главным различием между которыми является разный тип образовательного учреждения и разный уровень факторов окружающей среды на территории размещения этих образовательных учреждений. Всего обследовано 645 учащихся, сформированных в три возрастные группы: 1-я- 7-10 лет; 2-я группа - 11-14 лет; 3-я группа - 15-17 лет.

При гигиенической оценке окружающей среды, формирующейся на территории размещения школы и гимназии, исследовано содержание химических веществ, загрязняющих воздушную среду, почву, питьевую воду, а также оценена шумовая нагрузка. Анализ загрязнения атмосферного воздуха проведен по данным стационарных и маршрутных наблюдений (1680 исследований за 3 года) в соответствии с ГОСТом 17.2.3.01-86 и РД52.04.186-89 с определением суммарного показателя загрязнения атмосферного воздуха - Квозд (Буштуева К. А. и др., 1985).

Дополнительно для оценки аэрогенного загрязнения проанализировано содержание вредных веществ в аккумулирующих средах (почва, снеговой покров). Для этого проанализировано 24 пробы почвы и 24 пробы снега, отобранных на территории жилых зон, прилегающих к учебным заведениям. Анализ проведен в соответствии с «Методическими указаниями по оценке степени опасности загрязнения почвы химическими веществами» № 4266-87; и МУ 2.1.7.730-99 «Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест» и «Методическими рекомендациями по оценке степени загрязнения атмосферного воздуха населенных пунктов металлами по их содержанию в с нежном покрове и почве №5174-90. Рассчитаны коэффициенты концентрации металлов (Кк) и показатели суммарного загрязнения территорий №сум).

Для оценки качества питьевой воды была проведена выкопировка данных результатов исследования проб из водопроводной сети в соответствии с ГОСТом 24481-80. Качество питьевой воды оценивалось по 24 показателям на соответствие СанПиНа 2.1.4.1074-01. Всего проанализировано более 1200 результатов.

На основании полученных данных рассчитаны комплексные показатели загрязнения атмосферного воздуха, почвы, питьевой воды и суммарные уровни антропогенной нагрузки на исследуемые территории с определением величины гигиенического ранга и оценкой санитарно-гигиенической ситуации в соответствии с МР «Совершенствование методической схемы гигиенического прогнозирования влияния комплекса факторов окружающей среды на здоровье городского населения» (М., 1990) и МР «Комплексное определение антропотехногенной нагрузки на водные объекты, почву, атмосферный воздух в районах селитебного освоения» 01-19/17-17 от 26.02.96 г.

Анализ шумового воздействия на учащихся проводился с учетом внешних и внутренних источников шума, интенсивности автотранспортного движения в соответствии с СН 2.2.4/2.1.8.562-96 и СанПиНом 001-96.

Оценка внутришкольной среды включала измерения параметров микроклимата (температура, относительная влажность воздуха), освещенности с использованием стандартных методов и приемов.

Уровень естественного и искусственного освещения измерялся объективным люксметром в пяти точках, после чего выводили среднее значение. Для оценки естественного освещения вычисляли коэффициент естественной освещенности (Сердюковская Г.Н., Сухарев А.Г., 1986).

Санитарно-гигиеническая оценка факторов внутришкольной среды дана согласно СанПиН 2.4.2.1178-02 «Гигиенические требования к условиям обучения в общеобразовательных учреждениях».

Оценка стандартной школьной мебели соответствующих размеров и правильности рассаживания проводилось в соответствии с ГОСТом 11015-93 «Столы ученические. Типы и функциональные размеры», ГОСТом 11016-93 «Стулья ученические. Типы и функциональные размеры».

При оценке организации учебного процесса были проанализированы следующие показатели: суточная и суммарная недельная нагрузки, продолжительность уроков, количество учебных часов в неделю, учебное расписание учащихся первых-четвертых классов, продолжительность перемен. Расписание оценивалось с помощью ранговой шкалы трудности учебных предметов по В.И. Агаркову (1986) с учетом статического и динамического компонента во время занятий. Структуру и плотность уроков, а также хронометраж уроков оценивали по методу М.В. Антроповой «Массовый хронометраж активности учащихся в классе» (1989).

Для создания целостного представления о степени воздействия на учащихся всей совокупности факторов образовательного пространства нами дана комплексная оценка условий воспитания и обучения в исследуемых образовательных учреждениях с последующим определением риска влияния совокупности факторов внутришкольной среды и организации учебно-воспитательного процесса, которая проводилась согласно методике, предложенной А.Г. Сухаревым, Л.Я. Каневской (2002) и была основана на выявлении соответствия между фактическим состоянием фактора и существующими гигиеническими нормативами. Степень соответствия по 10 показателям выражалась в баллах. Степень риска показателя для здоровья школьников определялась по трехуровневой шкале: риск не выражен (сумма от 100 до 95 баллов); слабая степень риска (сумма от 94 до 65 баллов); сильная степень риска (сумма менее 65 баллов). Сумма балов по всем десяти показателям позволила дать комплексную оценку условий воспитания, обучения и вероятных изменений в состоянии вегетативной нервной системы.

Исходный вегетативный тонус (ИВТ) у школьников и гимназистов исследуемых образовательных учреждений определялся по таблице A.M. Вейна (1995), модифицированной для детского возраста, которая включала в себя 52 диагностических признака.

Исследование вегетативной реактивности у школьников и гимназистов проведено по данным вариационной пульсометрии с использованием автоматизированного кардиоритмографического комплекса ORTO Expert (Игишева JI.H., Галеев А.Р., 2003), в основе работы которого лежит принцип статистического, автокорреляционного и спектрального анализа вариабельности сердечного ритма, используя методологические подходы и принципы, разработанные P.M. Баевским, А.П. Берсеньевой (1984). Анализ статистических характеристик вариационных рядов временных

показателей данного метода позволил определить следующие показатели: исходный вегетативный тонус, степень напряжения регуляторных систем, реакцию сердечно-сосудистой системы на ортопробу. Кроме этого, рассчитаны следующие показатели:

ИВР - индекс вегетативного равновесия, (АМо/ДХ) -указывающий на соотношение между активностью симпатического и парасимпатического отделов ВНС. ПАПР - показатель адекватности процессов регуляции, (АМо/Мо) отображающий соответствие между активностью симпатического отдела ВНС и ведущим уровнем функционирования синусового узла.

ВПР - вегетативный показатель ритма, (1/М0»Ах) -характеризующий вегетативный баланс с точки зрения активности автономного контура регуляции (чем выше активность, тем ниже ВПР, следовательно активнее парасимпатический отдел ВНД):

ИН - индекс напряжения регуляторных систем, определяющий степень централизации управления сердечным ритмом (ИН= АМ0/ 2 ДХ*М<,).

Учитывая, что вегетативный статус учащихся в условиях комплексного влияния факторов среды обитания и развития адаптации к ним в определенной степени зависит от функционального состояния центральной нервной системы (ЦНС) у всех обследуемых гимназистов и школьников оценено состояние ЦНС.

Функциональное состояние центральной нервной системы (ЦНС) изучено с помощью вариационной хронорефлексометрии по методике М.П. Мороз (2001), реализованной в форме компьютерной программы. Анализ статистических характеристик вариационных рядов временных показателей позволил рассчитать следующие критерии: время реакции, функциональный уровень нервной системы (ФУС), устойчивость нервной реакции (УР), уровень функциональных возможностей сформированной функциональной системы (УФВ).

Помимо этого с помощью дозированной работы по таблицам В.Я. Анфимова (Блейхер В.М., 1974) рассчитаны коэффициенты точности выполняемой работы (К), коэффициент умственной работоспособности (У), коэффициент скорости обработки информации (С).

Выявление вегетативных дисфункций у всех детей двух исследуемых образовательных учреждений проведено согласно шкале, предложенной А.М. Вейном (1995) и оцениваемой по 15 балльной системе. При установлении 15 баллов и более свидетельствовало о наличии вегетативных дисфункций; менее 15 баллов - отсутствие вегетативных дисфункций.

Неврологический клинический осмотр проведен у 320 школьников и 325 гимназистов по 84 параметрам и включал анализ жалоб и объективное обследование, которое проведено при консультативной помощи д.м.н.,

профессора B.B. Бурдакова, за что автор выражает слова глубокой признательности и благодарности за оказанную систематическую помощь, ценные советы, высокую научную требовательность при выполнении настоящей диссертационной работы.

Для выявления статистически значимых различий в состоянии вегетативной нервной системы между школьниками и гимназистами, а также между гигиеническими параметрами школы №27 и гимназии №2 были использованы параметрический критерий Стъюдента и непараметрический критерий Манна-Уитни. Корреляционный анализ проведен методом Пирсона.

Для компьютерной статистической обработки применены программные средства: «EPI-INFO, Version 6», разработанные Центром контроля и профилактики заболеваний при поддержке ВОЗ, «Microsoft Excel» 2000 и «Статистика».

Результаты исследования и их обсуждение

В результате проведенных исследований установлено, что наиболее высокая аэрогенная нагрузка выявлена на учащихся гимназии №2. Так, за последние пять лет комплексный показатель загрязнения атмосферного воздуха на территории размещения гимназии №2 составил 4,78; а на территории школы №27 соответственно 4,44. При качественном анализе многокомпонентного загрязнения атмосферного воздуха исследуемых образовательных учреждений выявлено, что приоритетными загрязнителями воздушной среды территорий, прилегающих к гимназии №2, являются диоксид азота, сернистый ангидрид, формальдегид, аммиак, никель, цинк, марганец; а воздушной среды территорий прилегающих к школе №27 соответственно диоксид азота, пыль, оксид углерода, сероводород и медь.

Учитывая, что нестабильность воздушной среды для достоверной оценки аэрогенной нагрузки, был также изучен уровень загрязнения аккумулирующих сред, таких как почва и снег, характеризующих длительное по времени загрязнение атмосферного воздуха. Так, в почве на территории гимназии №2 и школы №27 обнаружены 7 приоритетных поллютантов, которые составили основную массу веществ, загрязняющих почву. Так, на территории гимназии 2 содержание свинца составило 25,3% от общего загрязнения почвы, сульфатов 18,5%, кадмия 12,2%, цинка 9,9%, марганца 8,5%, никеля 7,7%, меди 5,8%. В почве территории школы №27 содержание свинца формировало 19,4% антропогенной нагрузки на почву, вклад сульфатов 12,2% от всей нагрузки, кадмий - 8,8%, цинк 7,2%, марганец 4,3% соответственно. При сравнительном анализе содержания поллютантов по территориям установлено, что на территории гимназии №2 выше загрязнение снегового покрова медью в 1,84 раза, цинком в 1,4 раза, никелем в 1,5 раза в сравнении с данными школы 27, где в свою очередь в 2 раза выше было загрязнение снега марганцем. В питьевой воде, которой пользуются учащиеся гимназии №2,

идентифицированы 4 поллютанта (фториды, хлориды, селен, железо), содержание которых было в пределах допустимого уровня. В питьевой воде, которой пользуются школьники, идентифицировано 11 поллютантов (нефтепродукты, СПАВ, бор, железо, медь, марганец, никель, нитраты, стронций, хлориды, цинк), концентрации которых также были ниже ПДК. Помимо этого, установлено, что нарастающий характер антропогенной нагрузки создается факторами физической природы, и, прежде всего, шумом. Наибольший вклад в шумовое загрязнение территорий, прилегающих к учебным заведениям, вносит автотранспортный шум (80% от всех источников внешнего шума). При этом, на территории, прилегающей к гимназии №2, уровни шума вблизи автодорог превышают ПДУ от 10 дБ до 13дБ; а возле школы 27 внутриквартальный шум превышает ПДУ на 7дБ-9дБ. Коэффициент шумовой нагрузки в среднем для гимназистов составил 2,01; а для школьников 1,6.

Оценка величины антропогенной нагрузки на организм учащихся, определенная концентрацией загрязнения атмосферного воздуха, воды, почвы и шумовой нагрузки в исследуемых территориях представлена на рисунке 1 и свидетельствует о том, что суммарное воздействие химических и физических загрязнителей воздействующих на гимназистов в 1,2 раза выше, чем на школьников.

5 30 25,81

й 25 ~ *

а _

™ 20

¡5 15

в

■в- 5

г> о

К воздух К почва К снег К вода К шум К сум.

□ гимназия №2 ■ школа №27

Рис.1. Суммарные интегральные показатели антропогенной нагрузки селитебных территорий, прилегающих к исследуемой гимназии и школе.

Проведенная гигиеническая оценка условий обучения и организации учебного процесса школьников и гимназистов показала, что параметры внутришкольной среды по ряду показателей не соответствуют гигиеническим нормативам, а организация учебного процесса характеризуется высокими и нерационально распределенными учебными нагрузками. Так, школа была переуплотнена в 1,35 раза, а гимназия в 1,2 раза; на 46,5% ученических мест школы и на 38,3% мест гимназии мебель не соответствовала росту учащихся, что может приводить к напряжению и раннему развитию утомления. Оценка микроклиматических условий в учебных классах школы и гимназии констатировала в 27% измерений в

25,81

школе и в 72% измерений в гимназии в теплый период года перегревный микроклимат. Параметры естественного освещения в школе и гимназии соответствовали гигиеническим требованиям. Параметры искусственного освещения в 32% измерений в школе были ниже допустимых нормативов и в среднем составляли 286,0±18,3лк. Воздух классных помещений как школы, так и гимназии содержал пыль, диоксид углерода, концентрации которых не превышали ПДК.

Оценка организации учебного процесса выявила высокую нерационально распределенную учебную нагрузку у учащихся школы и гимназии: превышение допустимого уровня суммарной недельной учебной нагрузки на 18% в школе и на 23% в гимназии, неравномерное распределение учебной нагрузки в течение учебного дня и учебной недели при балльной оценке было выше гигиенических нормативов на 5% и 9% соответственно. Столь высокая «физиологическая стоимость» обучения, вероятно, может приводить в частности к напряжению функционирования вегетативной нервной системы и адаптационных механизмов всего организма.

Проведенная комплексная оценка условий обучения в школе и гимназии основана на выявлении соответствия между фактическим состоянием и существующими гигиеническими нормативами, выраженная в баллах по десяти показателям. Согласно данных, представленных на рисунке 2, установлено, что среди десяти показателей, отражающих условия внутришкольной среды и организации учебного процесса в школе 6 показателей, а в гимназии 7 показателей были оценены в сумму балов меньше 65, что обеспечило сильную степень их риска здоровью учащихся. Сумма остальных четырех в школе и трех в гимназии находились в диапазоне от 65 до 94 баллов, что определяло слабую степень риска. Комплексная балльная оценка условий воспитания и обучения в школе составила 670,0 баллов, а в гимназии 614,5 баллов, что оценивается как умеренно опасное по оценочной шкале А.Г. Сухарева, Л.Я. Каневской (2002).

Известно, что вегетативный отдел центральной нервной системы является основным механизмом, определяющим характер реактивности и адаптации организма к комплексу факторов среды обитания. При этом вегетативный дисбаланс выступает в качестве первопричины патологического процесса или в виде предрасполагающего фактора, а в качестве индикатора нейрогуморальной регуляции целесообразно использовать сердечно-сосудистую систему, т.к. ее реакции связаны с деятельностью ЦНС, вегетативной нервной системы, подкорковых центров.

Анализ данных многопараметрической характеристики показателей математического анализа сердечного ритма в покое и ортостазе у школьников и гимназистов приведен в таблице 1 свидетельствует о том, что значения ББИК, параметра, отражающего общую вариабельность сердечного ритма, были максимальными во всех возрастных группах у

вероятностных изменений в состоянии вегетативной нервной системы учащихся школы и гимназии.

Примечание: Факторы (в баллах от 0 до 100): 1-Санитарная ситуация; 2-Оборудование помещений школ; 3-Водоснабжение, канализация, санитарное оборудование помещений; 4 — Световой режим; 5 — Воздушно-тепловой режим; 6-Организация учебно-воспитательного процесса; 7-Организация физического воспитания; 8-Условия и организация питания; 9-Санитарно-противоэпидемиологический режим; 10-Медицинское обеспечение детей в образовательных учреждения

гимназистов по сравнению с школьниками. Такая же тенденция сохранялась у гимназистов всех возрастных групп по параметрам ЯМББО, отражающего высокочастотные компоненты сердечного ритма, которые превышали соответствующий показатель у школьников от 1,3 раза до 1,6 раз. Среднее значение моды, характеризующей гуморальный

канал регуляции ритма сердца, достоверных различий не имел среди школьников и гимназистов, а с возрастом имел четкую тенденцию к увеличению. Помимо этого, у гимназистов во всех возрастных группах по сравнению с данными школьников установлено снижение показателя АМ0 (амплитуды моды), что свидетельствует о снижении симпатического влияния вегетативной нервной системы на организм учащихся. При этом, у гимназистов в возрасте 11-14 лет и особенно старшеклассников 15-17 лет по сравнению со школьниками имело место увеличение среднего значения АХ (вариационного размаха) с 0,29±0,03 сек до 0,339±0,037 сек и с 0,298±0,064 сек до 0,434±0,055 сек. соответственно, что свидетельствует об увеличении влияний парасимпатического отдела вегетативной нервной системы на регуляторные процессы в организме. Изменения индекса напряжения регуляторных систем (ИН) - суммарного показателя, наиболее полно отражающего степень напряжения механизмов регуляции в возрастном аспекте у школьников и гимназистов были изменчивыми, хотя оставались в пределах существующей физиологической нормы. Изменения оцениваемых параметров сердечного ритма школьников и гимназистов при проведении ортостатической пробы были специфичны и имели общую закономерность, о чем свидетельствует достоверное увеличение средних значений ЧСС, АМ0, ИН и достоверное уменьшение средних значений М, Моды, АХ, КМЗББ, что

свидетельствует о включении компенсаторных реакций организма при переходе в вертикальное положение. Имеющееся в данном случае увеличение симпатической направленности по всей вероятности может определить в последующем процесс дальнейшего развития изменений сосудистого русла и систем вегетативной регуляции на ортопробу, эффективность которого зависит от реакции сосудодвигательного центра.

Исходный вегетативный тонус отражает фоновую активность структур, осуществляющих регуляцию функций организма в ходе приспособительной деятельности.

Анализ данных, представленных на рисунке 3 показал, что как у школьников, так и у гимназистов с возрастом волнообразно менялось соотношение детей, имеющих разный исходный вегетативный тонус. У детей в возрасте 7-10 лет преобладала ваготония которая встречалась у 67,7% школьников и у 59,1% гимназистов. У 11-14летних школьников наибольшее число лиц было с ваготонией (47,5%) и дистонией (42,1%). У гимназистов же отмечается несколько иная картина, которая характеризовалась тем, что среди всех обследуемых наибольшее число детей было с дистонией (56,2%) и всего лишь 0,9 % с эйтонией. Важно отметить, что в возрасте 15-17 лет и у школьников, и у гимназистов отмечается четкая тенденция увеличения числа детей с дистонией, уменьшение с эйтонией и ваготонией. При этом среди гимназистов более половины (59,1%) были с дистонией, что, вероятно, обусловлено влиянием уровня учебной нагрузки и высокой степени интенсификации учебного процесса на фоне комплексного влияния неблагоприятных факторов окружающей среды.

Таблица 1

Показатели параметров вариационной пульсометрии у школьников и гимназистов в покое и ортостазе.

Возраст (лет)

Показатели 7-10 11-14 15-17

школа гимназия школа гимназия школа гимназия

ЧСС покой 88,92 94,88 90,88 95,24 85,84 79,37

(уд/мин) ±2,25 ±2,36 1,82 ±2,66 ±4,48 ±2,10

ортостаз 108,4 105,34 100,76 111,36 98,07 99,51

±2,36 ±2,30 24,9 ±2,94 ±6,03 ±2,51

М (сек.) покой 0,68 0,644 0,67 0,644 0,72 0,773

±0,01 ±0,01 0,01 ±0,018 ±0,03 ±0,021

ортостаз 0,58 0,570 0,60 0,548 0,64 0,615

±0,01 ±0,01 0,01 ±0,015 ±0,04 ±0,016

покой 0,067 0,075 0,057 0,067 0,065 0,084

±0,006 ±0,006 ±0,006 ±0,009 ±0,01 ±0,009

ортостаз 0,060 0,047 0,050 0,063 0,046 0,068

±0,006 ±0,004 ±0,006 ±0,014 ±0,008 ±0,007

Мода покой 0,69 0,645 0,65 0,645 0,714 0,737

(сек) ±0,02 ±0,016 ±0,01 ±0,016 ±0,04 ±0,026

ортостаз 0,58 0,570 0,58 0,545 0,646 0,605

±0,01 ±0,014 ±0,01 ±0,015 ±0,04 ±0,018

АМо(%) покой 37,61 37,32 42,19 40,88 43,76 32,55

±2,68 ±2,97 ±2,81 ±3,49 ±6,81 ±3,43

ортостаз 43,36 ±3,00 45,93 ±3,46 47,42 ±3,37 50,92 ±3,98 46,84 ±5,06 42,14 ±3,12

ДХ покой 0,250 0,261 0,290 0,339 0,298 0,434

(сек.) ±0,010 ±0,021 ±0,03 ±0,037 ±0,064 ±0,055

ортостаз 0,210 0,230 0,260 0,253 0,242 0,367

±0,012 ±0,024 ±0,04 ±0,029 ±0,044 ±0,039

ИН покой 116,6 117,8 160,2 152,40 208,9 192,04

(усл.ед) ±20,2 ±21,82 ±31,4 ±34,44 ±70,57 ±19,92

ортостаз 219,2 236,4 264,3 356,15 281,50 284,46

±44,20 ±32,80 ±46,2 ±88,45 ±81,50 ±45,04

КМЗББ покой 0,059 0,076 0,047 0,065 0,045 0,071

(сек) ±0,008 ±0,009 ±0,008 ±0,010 ±0,011 ±0,01

ортостаз 0,044 ±0,006 0,030 ±0,004 0,038 ±0,007 0,045 ±0,008 0,036 ±0,008 0,054 ±0,007

Установлено, что гимназистов с дистонией в возрасте 7-10 лет было на 9,6%, в 11-14 лет на 14,1% и в 15-17 лет на 12,8%больше, чем школьников с дистонией.

Рис.3. Распределение школьников (I) и гимназистов (II) исследуемых возрастных групп в зависимости от типа исходного вегетативного тонуса (%).

Анализ изменений состояния систем регуляции показал, что среди всех обследованных, имеет место большое число учащихся, имеющих напряжение систем регуляции за счет рассогласования влияний обоих отделов вегетативной нервной системы. Анализ данных, представленных в таблице 2 свидетельствует о том, что как среди школьников, так и особенно среди гимназистов по частоте встречаемости вариантов степеней напряжения регуляции сердечного ритма среди всех возрастных групп было напряжение систем регуляции за счет рассогласования влияний симпатического и парасимпатического отделов ВНС.

В возрасте 11-14 лет среди школьников второе место по частоте встречаемости систем регуляции происходило за счет парасимпатического отдела ВНС (31,1%), а среди гимназистов за счет симпатического отдела ВНС (28,5%). В возрасте 15-17 у всех обследованных в большем проценте случаев регуляция систем напряжения обеспечивалась за счет централизации, которая встречалась среди школьников в 39,2% случая, а среди гимназистов в 32,2% случаев соответственно.

Таблица 2

Распределение школьников и гимназистов различных возрастных групп в зависимости от влияния различных отделов ВНС (%).

Влияния Школьники Гимназисты

7-10 лет 11-14 лет 15-17 лет " 7-10 лет 11-14 лет 15-17 лет

Симпатический отдел ВНС 18,4 13,5 10,8 21,7 28,5 26,7

Парасимпатический отдел ВНС 26,6 31,1 24,0 20,0 14,8 12,8

Рассогласование влияний обоих отделов ВНС 43,0 34,5 26,0 48,0 26,5 28,3

Централизация регуляции 12,0 20,9 39,2 10,3 20,2 32,2

При оценке параметров переходного процесса установлено, что наибольший процент учащихся с адекватной реакцией сердечнососудистой системы на ортопробу был высоким у школьников и гимназистов, особенно в возрасте 15-17 лет. Увеличенная реакция сердечно-сосудистой системы на ортопробу превалировала в двух возрастных группах (7-10 лет и 11-14 лет) и в большем проценте встречалась у гимназистов - 28,4% и 26,2% против 20,2% и 22,2% у школьников.

При анализе вегетативного обеспечения организма учащихся, представленном в таблице 3, установлено, что достаточное вегетативное обеспечение организма наблюдалось почти у одинакового количества школьников и гимназистов в возрасте 7-10 лет (26%; 28,5%). В возрасте 11-14 лет и 15-17 лет процент учащихся с данным вариантом вегетативного обеспечения оказался выше в школе на 11,5.% в 11-14 лет и на 4,9% в 15-17 лет.

Вегетативное обеспечение, расцененное как избыточное, чаще зарегистрировано у гимназистов и в большем проценте случаев в возрасте 15-17 лет в 41,4% против 32,2% случаев той же возрастной группы школьников.

Чрезвычайно избыточное вегетативное обеспечение также выявлено у большего числа гимназистов. Так, в 7-10 лет оно было у 22,5% гимназистов против 10,8% школьников; в 11-14 лет у 21% гимназистов и лишь у 8,1% школьников; а в 15-17 лет соответственно у 28,5% гимназистов и у 12,3% школьников, что, вероятно, обусловлено комплексным влиянием неблагоприятных факторов среды обитания, в том числе высоким уровнем интенсификации учебного процесса в гимназии.

Таблица 3

Распределение учащихся в зависимости от типа вегетативного обеспечения их организма (%).

№ Варианты вегетативного обеспечения Школьники Гимназисты

7-10 лет 11-14 лет 15-17 лет 7-10 лет 11-14 лет 15-17 " лет

1. Достаточное 26,0 33,3 21,4 28,5 21,8 16,5

2. Избыточное 18,9 27,0 32,2 26,7 39,5 41,4

3. Сниженное 8,9 21,6 9,5 13,3 6,7 10,0

4. Чрезвычайно избыточное 10,8 8,1 12,3 22,5 21,0 28,5

5. Недостаточное 35,4 7,3 21,3 9,0 10,0 1,1

6. Парадоксальное - 2,7 з,з - 1,1 2,5

Примерно в одинаковом проценте сниженное вегетативное обеспечение организма встречалось среди гимназистов и школьников. Учащихся с недостаточным вегетативным обеспечением было больше во всех возрастных группах среди школьников. Вариант парадоксального вегетативного обеспечения имел место у 2,7% школьников в возрасте 1114 лет и у 3,3% школьников в возрасте 15-17лет, а также у 1,1 % гимназистов в возрасте 11-14 лет и 2,5% гимназистов в 15-17 лет.

Анализ уровня вегетативной регуляции у исследуемых групп учащихся, представленный в таблице 4 свидетельствует о том, что индекс вегетативного равновесия (ИВР) и вегетативный показатель ритма (ВПР) был значительно выше у гимназистов по сравнению со школьниками.

Таблица 4

Показатели вегетативной регуляции у учащихся исследуемых групп.

Показатели

Возраст (г) ИВР (усл. ед.) ПАПР (усл. ед.) ВПР (усл. ед.)

Школа №27 7-10 354,1±49,1 193,1 ±21,4 17,3±4,1

11-14 414,0 ±60,1 171,5±16,3 21,3±57

15-17 418,4 ±50,2 157,3±17,1 24,2±6,1

Гимназия №2 7-10 469,3±45,4 * 179,4±13,4 39,5±7,2 *

11-14 483,0±54,3 164,3±18,2 34,6±6,4 *

15-17 465±59,3 162,2±15,3 29,9±5,8

Так, у гимназистов начальной школы вегетативный показатель ритма сердца (ВПР) был в 2,3 раза, а индекс вегетативного равновесия (ИВР) в 1,3 раза выше, чем у школьников. У гимназистов среднего звена обучения

сохранялась та же тенденция, однако данные были недостоверны. При этом у учащихся всех исследуемых групп установлена неадекватность процессов регуляции в ответ на комплексное влияние антропогенных факторов и факторов школьной среды. При этом наиболее выражена неадекватность процессов регуляции у школьников и гимназистов в возрасте 7-10 лет, что, вероятно, обусловлено с одной стороны морфофункциональными особенностями организма детей этой возрастной группы, а с другой стороны их повышенной чувствительностью и низкими адаптивными возможностями организма к факторам среды обитания. Полученный научный факт указывает на повышенную активность симпатического отдела вегетативной нервной системы у гимназистов всех возрастных групп и школьников начальной школы в ответ на действие факторов среды обитания, т.е. происходит неэкономная работа сердечнососудистой системы, снижается адаптационная надёжность, увеличивается неадекватность регуляции, возрастает возможность её срыва.

Обследование школьников и гимназистов с использованием клинических балльных таблиц выявления вегетативных дисфункций показало, что уже в возрасте 7-10 лет функций показало, так и в гимназии имели место проявления вегетативной дисфункций у учащихся; при этом число их в гимназии было значительно большим (39,9 % случаев у гимназистов и 19,2 % случая у школьников) (рис.4). В возрасте 11-14 лет случаи вегетативных нарушений среди школьников и гимназистов существенно не отмечались и соответственно составляли 55,8 % случаев среди гимназистов и 51,3 % случая среди школьников. Такая же тенденция без существенных различий сохранялась в возрастной группе 15-17 лет.

55,8

и ш кола ЕЭ гимназия

7-10 лет 11-14 15-17 лет лет

возрастные группы

Рис.4. Частота проявления вегетативной дисфункции у школьников и гимназистов различных возрастных групп.

При анализе клинических признаков проявления вегетативных дисфункций у учащихся в возрасте 7-10 лет показано, что наиболее

характерными симптомами были преимущественно нистагм у 25 % гимназистов и у 13,4 % школьников и асимметрия иннервации (у 23,4 % гимназистов и у 17,3 % школьников), повышение сухожильных рефлексов (в нервную очередь коленных и бицепс рефлексов), а также тремор вытянутых рук (у 25 % гимназистов и у 13,6 % школьников %); неуверенность пальценосовой пробы (у 9,4 % и 3,8 % учащихся); нарушения чувствительности в руках и ногах (у 7,8 % и у 3,8 % соответственно). В возрасте 11-14 лет как у гимназистов, так и у школьников выявлены более существенные проявления вегетативных нарушений: у 35 % гимназистов и у 25,7 % школьников повысился тремор вытянутых рук и тремор века; у 35 % гимназистов и у 25,7 % школьников установлена сухожильная анизорефлексия; у 41,6 и 36,1 % учащихся соответственно выявлен акрогипергидроз; а у 25,9 % и 22,9 % -акрогипотермия. Описанные изменения сохранялись и у учащихся в возрасте 15-17 лет, однако достоверных различий между школьниками и гимназистами не выявлено.

Установлено, что признаки вегетативной дисрегуляции у учащихся в условиях комплексного влияния факторов среды обитания могут переходить в манифестные - клинически выявляемую вегетативную лабильность, а дети с подобными функциональными изменениями могут составлять группу риска. С целью разработки алгоритма раннего выявления детей группы риска по развитию вегетативных дисфункций нами использованы принципы образного графического моделирования с построением «вегетативного портрета». В качестве меры количественной оценки степени изменения показателей вегетативного обеспечения использовался набор регистрируемых параметров ЧСС, САД, ИН, ВПР, ИВР, ПАПР, АМо, Мо, ДХ в сравнении с возрастно-половой нормой по каждому показателю и установлено, что в зависимости от возраста, типа образовательного учреждения и факторов окружающей среды в районе размещения последних графический «вегетативный образ» школьников и гимназистов существенно изменялся, отражая в конечном итоге «качество» функциональной адаптации детей к условиям среды обитания через количественные соотношения и сбалансированность значений гомеостатических показателей и параметров вегетативной регуляции. Установленный факт подтверждён наличием прямой корреляционной зависимости изменений в функционировании вегетативной нервной системы в зависимости от факторов среды обитания школьников и гимназистов. Так, индекс напряжения регуляторных систем у школьников и гимназистов изменялся от уровня комплексной антропогенной нагрузки (г=0,780 и г=0,823), трудности предметов (г=0,720 и г=0,935), а также величины недельной учебной нагрузки (г=0,731 и г=0,892). Индекс вегетативного равновесия (ИВР) статистически значимо зависел от уровня загрязнения атмосферного воздуха (г=0,692 и г=0,723), освещенности в классных помещениях (г=0,614 и г=0,645), температуры воздуха в классных помещениях (г=0,615 и г=0,721), величины недельной учебной нагрузки (г=0,784 и г=0,922), уровня трудности предметов (г=0,844 и

г=0,873).

Таким образом, на основании установления причинно-следственных связей между уровнем функционирования вегетативной нервной системы и факторами, формирующими среду их обитания и алгоритма ранних изменений в «вегетативном портрете» учащихся, нами научно обосновано методическое содержание и организационная структура системы, обеспечивающей проведение комплекса мероприятий по профилактике дисрегуляции вегетативной нервной системы.

Выводы

1. Величина комплексной антропогенной нагрузки среды обитания учащихся на территориях гимназии и школы промышленного города формируется за счёт высокого уровня загрязнения атмосферного воздуха, накопления поллютантов в почве, воде и шумового загрязнения. Суммарное воздействие химических и физических загрязнителей у гимназистов в 1,2 раза выше, чем у школьников.

2. Приоритетными поллютантами, определяющими неблагоприятное воздействие на учащихся исследуемых территорий размещения школы и гимназии являются диоксид азота, сернистый ангидрид, формальдегид, аммиак, никель, цинк, свинец, марганец, кадмий.

3. Условия воспитания и обучения в исследуемых образовательных учреждениях согласно комплексной балльной оценки являются в школе (670,0 баллов) и гимназии (614,5 баллов) умеренно опасными. Ведущими неблагоприятными факторами, определяющими формирование образовательной среды являются неправильные размещения здания школы и гимназии, их переукоплектованность, недостаточная оснащённость учащихся мебелью соответствующих размеров, их неправильное рассаживание, нарушение светового режима, недостаточное медицинское обеспечение, неправильная организация учебного процесса и питания, нерациональное распределение учебных нагрузок, высокая интенсификация учебного процесса.

4. Многокомплексное влияние неблагоприятных факторов окружающей среды и образовательного пространства приводят к напряжению систем регуляции сердечного ритма за счёт рассогласования влияний обоих отделов вегетативной нервной системы, сопровождающегося избыточным вегетативным обеспечением, особенно у гимназистов, что в совокупности приводит к снижению адаптационных резервов организма, которые у школьников в среднем составляют 68,2 % и у гимназистов 73,5 %.

5. Выявлены общие закономерности становления вегетативного обеспечения в ходе приспособительной деятельности учащихся в зависимости от возраста и особенностей функционального состояния вегетативной нервной системы, а также от внутришкольных факторов и

факторов окружающей среды, что проявляется увеличением у гимназистов вегетативного показателя ритма сердца в 2,3 раза, индекса вегетативного равновесия в 1,3 раза и ростом числа гимназистов с дистонией в среднем на 12,2 % по сравнению с числом школьников. Избыточное и чрезвычайно избыточное вегетативное обеспечение также выявлено в среднем у 24,0 % гимназистов против 10,4 % школьников.

6. Комплексное влияние факторов внутренней и окружающей среды образовательных учреждений увеличивают неадекватность вегетативной регуляции у учащихся и приводят к развитию вегетативных дисфункций, которые в разных возрастных группах в 1,2-2,0 раза чаще встречаются среди гимназистов, чем среди школьников.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Сафронова А.И. К вопросу диагностики вегетативных нарушений у школьников /А.И. Сафронова// Региональная научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов. Тезисы докладов,-Оренбург.-2000-C. 140

2. Бурдаков В.В. Вегетативные нарушения и минимальная дисфункция мозга у детей /В.В. Бурдаков, А.И. Сафронова// Научно-практическая конференция «Достижения современной науки и практики в здравоохранении» Тезисы докладов.- 0ренбург.-2001-с.30-31

3. Сафронова А.И. Состояние вегетативных функций у школьников /А.И. Сафронова, О.И. Макеева// VIII Всероссийский съезд неврологов. Тезисы Докладов.-Казань.-2001-С.33-34

4. Сетко Н.П. Гигиеническая оценка фактического питания детей школьного возраста /Н.П. Сетко, Е.Ю. Матусевич, А.И. Сафронова// Пермский медицинский журнал. - Пермь.- 2008-JN® 1 -С. 170 -171

5. Сафронова А.И. Особенности функционального состояния вегетативной нервной системы у школьников и гимназистов / А.И.Сафронова, В.Н. Никулин // Вестник Оренбургского государственного университета. - Оренбург. - 2008-№12. -С. 116-117

6. Соснина Е.В. Функциональное состояние центральной нервной системы гимназистов начального звена обучения, как критерий медико-гигиенической оценки безопасности различных образовательно-развивающих систем. /Е.В. Соснина, Н.П. Сетко, А.И. Сафронова.,// IV Международный симпозиум «Экология человека и медико-биологическая безопасность населения». Сборник материалов. Испания. Бенидорм-2008-C.l 15-119.

7. Соснина Е.В. Роль функциональной асимметрии головного мозга в обучении школьников /C.B. Соснина, А.И. Сафронова // Вестник Оренбургского государственного университета.-Оренбург-2008-№ 12-С. 118-120

САФРОНОВА Алла Ивановна

Гигиеническая характеристика факторов школьной и окружающей среды и их роль в развитии дисрегуляции у школьников и

гимназистов 14.00.07-Гигиена

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата медицинских наук

Отпечатано с готового оргинал-макета 25.12.2008 Заказ № 757 Тираж 100 экз. Объём - усл.печ.л. - 1,3 Формат 64x84. 1/16. ЛР № 063109 от 04.02.199 г. ООО «Агентство Пресса» г. Оренбург, ул. Комсомольская, 45

Управление здоровьем подрастающего поколения является важной социальной задачей любого общества. Однако последние 10 лет характеризуются неуклонным ухудшением состояния здоровья детей и подростков. Для этого имеются достаточно высокие объективные причины, которые находятся в основном в сфере условий среды обитания и воспитания детей (Баранов А.А., 1999, 2001, 2007; Сухарев А.Г., 2000). Современная система образования характеризуется интенсификацией и рекордным увеличением учебных нагрузок, учебным стрессом, снижением двигательной активности и другими факторами негативно влияющими на здоровье учащихся (Колбанов В.В., 1999; Кучма В.Р., 2001; Щепин О.П., Тищук Е.А., 2004; Сетко Н.П. с соавт., 2006,2007).

В настоящее время известно, что за последние 5 лет увеличилось с 10,4 % до 24 % количество детей с хронической патологией, среди которой заболевания нервной системы стоят на втором месте (Апанасенко Г.А. с соавт., 1995; Голубев М.В., 2000).

Вегетативная нервная система обеспечивает связь организма ребёнка с окружающей и внутренней средой, регулируя обмен веществ и функции органов и тканей в соответствии с изменениями этой среды, она также обеспечивает интеграцию всех органов в единое целое, являясь одной из главных адаптационных систем организма (Вейн A.M., 1995). По данным ряда авторов экологические и учебные нагрузки имеют для учащихся характер перманентного стресса, что приводит к развитию гормонально-вегетативной депрессии, реализующейся на различных уровнях - корковом, подкорковом, спинально-рефлекторном (Трошин В.Д., Захаров В.Н., 1995; Кушнир С.М., 1998). Вместе с тем, до настоящего времени не изучалось комплексное влияние факторов внутришкольной и экологической среды на функциональное состояние вегетативной нервной системы; не оценивались варианты реакций различных отделов вегетативной нервной системы; не определялись клиникофизиологические особенности проявления вегетативной дисфункции, как предшественников развития ряда патологических состояний; не исследовались пограничные нервные расстройства у учащихся различных возрастных групп в условиях комплексного влияния инновационных форм обучения и экологического неблагополучия территорий нахождения образовательных учреждений. Динамика процесса становления функций вегетативной нервной системы, её участие в формировании адаптивного ответа организма на воздействие среды обитания практически не изучена (Агаджанян Н.А., Баевский P.M., Берсенева А.П., 2006). Достаточно сложным остаётся накопление точной доказательной базы, структурированной по факторам в пространственно-временном распределении и идентифицирующий источники нарушения функционирования вегетативной нервной системы детей, посещающих образовательные учреждения. Остаётся открытой важная гигиеническая проблема расшифровки «цепи причин», определяющих дисфункцию вегетативной нервной системы с учётом конкретных факторов и региональных особенностей, выявления тех звеньев, на которые легче воздействовать, внедрять эффективную систему профилактических и оздоровительных мероприятий для элиминации негативного воздействия.

Указанный комплекс нерешённых проблем определяет актуальность работы, представляет значительный научный интерес и имеет большую практическую значимость.

Цель исследования - определить изменения функционального состояния вегетативной нервной системы у школьников и гимназистов в сопоставлении с выраженностью факторов риска указанной патологии, на основании чего разработать комплекс мероприятий по профилактике дисфункций вегетативной нервной системы.

Задачи исследования:

1. Оценить уровни антропогенной нагрузки на учащихся в районе размещения исследуемых школы и гимназии.

2. Провести комплексную гигиеническую оценку факторов образовательной среды и организации учебно-воспитательного процесса в условиях гимназии и школы.

3. Определить особенности функционального состояния вегетативной нервной системы у школьников и гимназистов.

4. Выявить закономерности и особенности формирования дисрегуляции вегетативной нервной системы у школьников и гимназистов.

5. На основании математического анализа установить причинно-следственные связи в звеньях системы среда обитания - состояние вегетативной нервной системы и научно обосновать вегетативный портрет современного школьника и гимназиста с учетом региональных особенностей.

Научная новизна. Впервые дана дифференциальная и интегральная оценка комплексного влияния факторов школьного обучения и антропогенного загрязнения окружающей среды на функциональное состояние вегетативной нервной системы школьников и гимназистов.

Выявлены закономерности и особенности формирования дисрегуляции вегетативной нервной системы у учащихся в условиях комплексного влияния инновационных форм обучения и экологического загрязнения территорий нахождения образовательных учреждений.

Впервые с физиолого-гигиенических позиций научно обоснован вегетативный портрет школьника и гимназиста, который имеет существенные различия в мультипараметрическом взаимодействии параметров функциональных систем, поддерживающих состояние вегетативной нервной системы на гомеостатическом уровне.

Установлено, что исследование уровня резервных возможностей организма учащихся является информативным физиологическим критерием вегетативного обеспечения их организма.

Практическая значимость работы. Полученные результаты по способности региональных эколого-гигиенических факторов и факторов школьного обучения влиять на функциональное состояние вегетативной и центральной нервной систем, приводить к изменениям функционирования отдельных органов и систем, расширяют знания в гигиене детей и подростков, способствуя пониманию механизмов развития дисрегуляции вегетативной нервной системы у школьников и гимназистов.

Практическая ценность работы характеризуется обоснованием и разработкой вегетативного «портрета» школьника и гимназиста, позволяющего оценивать риск развития вегетативной дисрегуляции и возникновения заболеваний, а также необходимостью проведения комплекса профилактических мероприятий по повышению адаптационных резервов организма, включая вегетативную регуляцию.

Реализация результатов исследования. По результатам исследования разработано информационно-методическое письмо «Мероприятия по профилактике дисрегуляции вегетативной нервной системы и факторов ее формирующих». Оренбург, 2008. Предложенные в нем практические рекомендации используются в работе Министерства образования и науки Оренбургской области (акт внедрения от 10.09.2008), Управления здравоохранения г. Оренбурга (акт внедрения от 15.09.2008).

Результаты исследований включены в программу преподавания раздела гигиены детей и подростков на педиатрическом, медико-профилактическом и последипломном факультетах в Оренбургской государственной медицинской академии Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию (акт внедрения от 04.09.2008).

Апробация работы. Основные результаты исследования доложены и обсуждены на региональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов (Оренбург, 2000, 2002, 2008); VIII Всероссийском съезде неврологов (Казань, 2001), Международном форуме «Медико-экологическая безопасность, реабилитация и социальная защита населения» (Испания, 2008).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ, среди них 1 статья в журнале, рекомендованном в списке ВАК.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 170 страницах машинописного текста и состоит из введения, шести глав, заключения, выводов, списка литературы. Работа иллюстрирована 36 таблицами и 47 рисунками. Библиографический указатель содержит 217 отечественных и 93 иностранных источников.

выводы

1. Величина комплексной антропогенной нагрузки среды обитания учащихся на территориях гимназии и школы промышленного города формируется за счёт высокого уровня загрязнения атмосферного воздуха, накопления поллютантов в почве, воде и шумового загрязнения. Суммарное воздействие химических и физических загрязнителей у гимназистов в 1,2 раза выше, чем у школьников.

2. Приоритетными поллютантами, определяющими неблагоприятное воздействие на учащихся исследуемых территорий размещения школы и гимназии являются диоксид азота, сернистый ангидрид, формальдегид, аммиак, никель, цинк, свинец, марганец, кадмий.

3. Условия воспитания и обучения в исследуемых образовательных учреждениях согласно комплексной балльной оценки являются в школе (670,0 баллов) и гимназии (614,5 баллов) умеренно опасными. Ведущими неблагоприятными факторами, определяющими формирование образовательной среды являются неправильные размещения здания школы и гимназии, их переукоплектованность, недостаточная оснащённость учащихся мебелью соответствующих размеров, их неправильное рассаживание, нарушение светового режима, недостаточное медицинское обеспечение, неправильная организация учебного процесса и питания, нерациональное распределение учебных нагрузок, высокая интенсификация учебного процесса.

4. Многокомплексное влияние неблагоприятных факторов окружающей среды и образовательного пространства приводят к напряжению систем регуляции сердечного ритма за счёт рассогласования влияний обоих отделов вегетативной нервной системы, сопровождающегося избыточным вегетативным обеспечением, особенно у гимназистов, что в совокупности приводит к снижению адаптационных резервов организма, которые у школьников в среднем составляют 68,2 % и у гимназистов 73,5 %.

138

5. Выявлены общие закономерности становления вегетативного обеспечения в ходе приспособительной деятельности учащихся в зависимости от возраста и особенностей функционального состояния вегетативной нервной системы, а также от внутришкольных факторов и факторов окружающей среды, что проявляется увеличением у гимназистов вегетативного показателя ритма сердца в 2,3 раза, индекса вегетативного равновесия в 1,3 раза и ростом числа гимназистов с дистонией в среднем на 12,2 % по сравнению с числом школьников. Избыточное и чрезвычайно избыточное вегетативное обеспечение также выявлено в среднем у 24,0 % гимназистов против 10,4 % школьников.

6. Комплексное влияние факторов внутренней и окружающей среды образовательных учреждений увеличивают неадекватность вегетативной регуляции у учащихся и приводят к развитию вегетативных дисфункций, которые в разных возрастных группах в 1,2-2,0 раза чаще встречаются среди гимназистов, чем среди школьников.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Вегетативная нервная система обеспечивает связь организма ребёнка с окружающей и внутренней средой, регулируя обмен веществ и функции органов и тканей в соответствии с изменениями этой среды, она также обеспечивает интеграцию всех органов в единое целое, являясь одной из главных адаптационных систем организма в условиях комплексного воздействия факторов школьной и окружающей среды.

В результате комплексной оценки влияния факторов окружающей среды на учащихся исследуемой средней школы №27 и гимназии №2, располагающихся на отдалённых друг от друга территорий г. Оренбурга, установлено, что наиболее высокая аэрогенная нагрузка выявлена на учащихся гимназии №2. Так, за последние пять лет комплексный показатель загрязнения атмосферного воздуха на территории размещения гимназии №2 составил 4,78; а на территории школы №27 соответственно 4,44. При качественном анализе многокомпонентного загрязнения атмосферного воздуха исследуемых образовательных учреждений выявлено, что приоритетными загрязнителями воздушной среды территорий, прилегающих к гимназии №2, являются диоксид азота, сернистый ангидрид, формальдегид, аммиак, никель, цинк, марганец; а воздушной среды территорий прилегающих к школе №27 соответственно диоксид азота, пыль, оксид углерода, сероводород и медь.

Учитывая, что нестабильность воздушной среды для достоверной оценки аэрогенной нагрузки, был таюке изучен уровень загрязнения аккумулирующих сред, таких как почва и снег, характеризующих длительное по времени загрязнение атмосферного воздуха. Так, в почве на территории гимназии №2 и школы №27 обнаружены 7 приоритетных поллютантов, которые составили основную массу веществ, загрязняющих почву. Так, на территории гимназии 2 содержание свинца составило 25,3% от общего загрязнения почвы, сульфатов 18,5%, кадмия 12,2%, цинка 9,9%,

131 марганца 8,5%, никеля 7,7%, меди 5,8%. В почве территории школы №27 содержание свинца формировало 19,4% антропогенной нагрузки на почву, вклад сульфатов 12,2% от всей нагрузки, кадмий - 8,8%, цинк 7,2%, марганец 4,3% соответственно. При сравнительном анализе содержания поллютантов по территориям установлено, что на территории гимназии №2 выше загрязнение снегового покрова медью в 1,84 раза, цинком в 1,4 раза, никелем в 1,5 раза в сравнении с данными школы 27, где в свою очередь в 2 раза выше было загрязнение снега марганцем. В питьевой воде, которой пользуются учащиеся гимназии №2, идентифицированы 4 поллютанта (фториды, хлориды, селен, железо), содержание которых было в пределах допустимого уровня. В питьевой воде, которой пользуются школьники, идентифицировано 11 поллютантов (нефтепродукты, СПАВ, бор, железо, медь, марганец, никель, нитраты, стронций, хлориды, цинк), концентрации которых также были ниже ПДК. Помимо этого, установлено, что нарастающий характер антропогенной нагрузки создается факторами физической природы, и, прежде всего, шумом. Наибольший вклад в шумовое загрязнение территорий, прилегающих к учебным заведениям, вносит автотранспортный шум (80% от всех источников внешнего шума). При этом, на территории, прилегающей к гимназии №2, уровни шума вблизи автодорог превышают ПДУ от 10 дБ до 13дБ; а возле школы 27 внутриквартальный шум превышает ПДУ на 7дБ-9дБ. Коэффициент шумовой нагрузки в среднем для гимназистов составил 2,01; а для школьников 1,6.

Оценка величины антропогенной нагрузки на организм учащихся, определенная концентрацией загрязнения атмосферного воздуха, воды, почвы и шумовой нагрузки в исследуемых территориях свидетельствует о том, что суммарное воздействие химических и физических загрязнителей воздействующих на гимназистов в 1,2 раза выше, чем на школьников.

Проведенная гигиеническая оценка условий обучения и организации учебного процесса школьников и гимназистов показала, что параметры внутришкольной среды по ряду показателей не соответствуют гигиеническим нормативам, а организация учебного процесса характеризуется высокими и нерационально распределенными учебными нагрузками; превышение допустимого уровня суммарной недельной учебной нагрузки на 18% в школе и на 23% в гимназии, неравномерное распределение учебной нагрузки в течение учебного дня и учебной недели при балльной оценке было выше гигиенических нормативов на 5% и 9% соответственно. Столь высокая «физиологическая стоимость» обучения, вероятно, может приводить в частности к напряжению функционирования вегетативной нервной системы и адаптационных механизмов всего организма.

Проведенная комплексная оценка условий обучения в школе и гимназии основана на выявлении соответствия между фактическим состоянием и существующими гигиеническими нормативами, выраженная в баллах по десяти показателям показала, что в школе 6 показателей, а в гимназии 7 показателей были оценены в сумму балов меньше 65, что обеспечило сильную степень их риска здоровью учащихся. Сумма остальных четырех в школе и трех в гимназии находились в диапазоне от 65 до 94 баллов, что определяло слабую степень риска. Комплексная балльная оценка условий воспитания и обучения в школе составила 670,0 баллов, а в гимназии 614,5 баллов, что оценивается как умеренно опасное по оценочной шкале А.Г. Сухарева, Л.Я. Каневской (2002).

Анализ данных многопараметрической характеристики показателей математического анализа сердечного ритма в покое и ортостазе у школьников и гимназистов свидетельствует о том, что значения SDNN, параметра, отражающего общую вариабельность сердечного ритма, были максимальными во всех возрастных группах у гимназистов по сравнению с школьниками. Такая же тенденция сохранялась у гимназистов всех возрастных групп по параметрам RMSSD, отражающего высокочастотные компоненты сердечного ритма, которые превышали соответствующий показатель у школьников от 1,3 раза до 1,6 раз. Среднее значение моды, характеризующей гуморальный канал регуляции ритма сердца, достоверных различий не имел среди школьников и гимназистов, а с возрастом имел четкую тенденцию к увеличению. Помимо этого, у гимназистов во всех возрастных группах по сравнению с данными школьников установлено снижение показателя АМо (амплитуды моды), что свидетельствует о снижении симпатического влияния вегетативной нервной системы на организм учащихся. При этом, у гимназистов в возрасте 11-14 лет и особенно старшеклассников 15-17 лет по сравнению со школьниками имело место увеличение среднего значения АХ (вариационного размаха) с 0,29±0,03 сек до 0,339±0,037 сек и с 0,298±0,064 сек до 0,434±0,055 сек. соответственно, что свидетельствует об увеличении влияний парасимпатического отдела вегетативной нервной системы на регуляторные процессы в организме. Изменения индекса напряжения регуляторных систем (ИН) - суммарного показателя, наиболее полно отражающего степень напряжения механизмов регуляции в возрастном аспекте у школьников и гимназистов были изменчивыми, хотя оставались в пределах существующей физиологической нормы. Изменения оцениваемых параметров сердечного ритма школьников и гимназистов при проведении ортостатической пробы были специфичны и имели общую закономерность, о чем свидетельствует достоверное увеличение средних значений ЧСС, АМо, ИН и достоверное уменьшение средних значений М, SDNN, Моды, ДХ, RMSSD, что свидетельствует о включении компенсаторных реакций организма при переходе в вертикальное положение. Имеющееся в данном случае увеличение симпатической направленности по всей вероятности может определить в последующем процесс дальнейшего развития изменений сосудистого русла и систем вегетативной регуляции на ортопробу, эффективность которого зависит от реакции сосудодвигательного центра. Как у школьников, так и у гимназистов с возрастом волнообразно менялось соотношение детей, имеющих разный исходный вегетативный тонус. У детей в возрасте 7-10 лет преобладала ваготония которая встречалась у 67,7% школьников и у 59,1% гимназистов. У 11-14летних школьников наибольшее число лиц было с ваготонией (47,5%) и дистонией (42,1%). У гимназистов же отмечается несколько иная картина, которая характеризовалась тем, что среди всех обследуемых наибольшее число детей было с дистонией (56,2%) и всего лишь 0,9 % с эйтонией. В возрасте 15-17 лет и у школьников, и у гимназистов отмечается четкая тенденция увеличения числа детей с дистонией, уменьшение с эйтонией и ваготонией. При этом среди гимназистов более половины (59,1%) были с дистонией, что, вероятно, обусловлено влиянием высокой степени интенсификации учебного процесса на фоне комплексного влияния неблагоприятных факторов окружающей среды. Помимо этого установлено, что как среди школьников, так и особенно среди гимназистов по частоте встречаемости вариантов степеней напряжения регуляции сердечного ритма среди всех возрастных групп было напряжение систем регуляции за счет рассогласования влияний симпатического и парасимпатического отделов ВНС.

При анализе вегетативного обеспечения организма учащихся установлено, что достаточное вегетативное обеспечение организма наблюдалось почти у одинакового количества школьников и гимназистов в возрасте 7-10 лет (26%; 28,5%). В возрасте 11-14 лет и 15-17 лет процент учащихся с данным вариантом вегетативного обеспечения оказался выше в школе на 11,5% в 11-14 лет и на 4,9 % в 15-17 лет.

Вегетативное обеспечение, расцененное как избыточное, чаще зарегистрировано у гимназистов и в большем проценте случаев в возрасте 15-17 лет в 41,4% против 32,2% случаев той же возрастной группы школьников.

Чрезвычайно избыточное вегетативное обеспечение также выявлено у большего числа гимназистов. Так, в 7-10 лет оно было у 22,5% гимназистов против 10,8% школьников; в 11-14 лет у 21% гимназистов и лишь у 8,1% школьников; а в 15-17 лет соответственно у 28,5% гимназистов и у 12,3% школьников, что, вероятно, обусловлено комплексным влиянием неблагоприятных факторов среды обитания, в том числе высоким уровнем интенсификации учебного процесса в гимназии.

Примерно в одинаковом проценте сниженное вегетативное обеспечение организма встречалось среди гимназистов и школьников. Учащихся с недостаточным вегетативным обеспечением было больше во всех возрастных группах среди школьников. Вариант парадоксального вегетативного обеспечения имел место у 2,7% школьников в возрасте 11-14 лет и у 3,3% школьников в возрасте 15-17лет, а также у 1,1 % гимназистов в возрасте 11-14 лет и 2,5% гимназистов в 15-17 лет.

Показатели вегетативной регуляции были значительно выше у гимназистов по сравнению со школьниками; неадекватность процессов регуляции в ответ на комплексное влияние антропогенных факторов и факторов школьной среды. Наиболее выражена неадекватность процессов регуляции у школьников и гимназистов в возрасте 7-10 лет, что, вероятно, обусловлено с одной стороны морфофункциональными особенностями организма детей этой возрастной группы, а с другой стороны их повышенной чувствительностью и низкими адаптивными возможностями организма к факторам среды обитания. Полученный научный факт с указывает на повышенную активность симпатического отдела вегетативной нервной системы у гимназистов всех возрастных групп и школьников начальной школы в ответ на действие факторов среды обитания, т.е. происходит неэкономная работа сердечно-сосудистой системы, снижается адаптационная надёжность, увеличивается неадекватность регуляции, детей с проявлениями вегетативной дисфункции.

Помимо этого, на основании проведённых исследований установлено, что признаки вегетативной дисрегуляции у учащихся в условиях комплексного влияния факторов среды обитания могут переходить в манифестную клинически выявляемую вегетативную лабильность. С целью ранней диагностики и выявления у детей группы риска по развитию вегетативных дисфункций использован принцип образного графического моделирования с построением с построением «вегетативного портрета» гимназиста и школьника.

На основании установления причинно-следственных связей между уровнем функционирования вегетативной нервной системы и факторами, формирующими среду их обитания и алгоритма ранних изменений в «вегетативном портрете» учащихся, нами научно обосновано методическое содержание и организационная структура системы, обеспечивающей проведение комплекса мероприятий по профилактике дисрегуляции вегетативной нервной системы.