Адаптивные возможности организма военнослужащих центрального, южного и северо-западного федеральных округов в условиях ставропольского гарнизона

На правах рукописи

ОКОЛИТО НАТАЛЬЯ НИКОЛАЕВНА

АДАПТИВНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ОРГАНИЗМА ВОЕННОСЛУЖАЩИХ ЦЕНТРАЛЬНОГО, ЮЖНОГО И СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО ФЕДЕРАЛЬНЫХ ОКРУГОВ В УСЛОВИЯХ СТАВРОПОЛЬСКОГО ГАРНИЗОНА

Специальность 03.00.13 – физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

МАЙКОП – 2009

Работа выполнена на кафедре анатомии, физиологии и гигиены человека

Ставропольского государственного университета

Научный руководитель: доктор медицинских наук,

профессор

Бутова Ольга Алексеевна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

профессор

Псеунок Аминет Аскеровна

доктор медицинских наук,

профессор

Полунин Иван Николаевич

Ведущая организация: Южный федеральный университет

Защита состоится «11» декабря 2009 г. в 15.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.001.07 в Адыгейском государственном университете по адресу: 385000, Республика Адыгея, г.Майкоп, ул. Первомайская, 208, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Адыгейского государственного университета

Автореферат разослан «10» ноября 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

кандидат биологических наук, доцент Н. Н. Хасанова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования

Одной из актуальных научных проблем фундаментальной физиологии является изучение механизмов, лежащих в основе процесса приспособления организма человека к климатогеографическим, производственным и социальным условиям, представляющих собой универсальное явление (Бутова О.А. и соавт., 2001; Бутова О.А., Гришко Е.А., 2004; Агаджанян Н.А., Баевский Р.М., Берсенева А.П., 2006; Постнова М.В., 2008; Агаджанян Н.А., 2009). При этом, в оценке адаптивных возможностей организма с позиций теории функциональных систем П.К. Анохина мишенью поиска являются нарушения системной организации важнейших физиологических систем организма. Разнообразные механизмы адаптации в ответ на любые воздействия вызывают совокупность обратимых метаболических изменений, направленных на поддержание постоянства внутренней среды организма, его стационарных состояний.

Непрерывно и быстро изменяющиеся условия жизни, что характерно для современного этапа развития общества, диктуют необходимость дальнейшей разработки теории адаптации (Полунин И.Н., Матвеева А.Б., Улезко А.В., 2001; Шаханова А.В., Хасанова Н.Н., Чермит К.Д., 2002; Бартош О.П., Соколов А.Я., 2006; Драгич О.А., 2006). В последнее время актуализировались научные исследования, целью которых является разработка методических подходов к формированию и сохранению здоровья современного человека.

Организм человека непрерывно реагирует на воздействие средовых факторов, при этом происходит сложная перестройка его функциональных систем, подчиненная единым закономерностям. В первую очередь реагируют важнейшие системы жизнеобеспечения - сердечно-сосудистая и дыхательная (Казначеев В.П. и соавт., 1986; Меерсон Ф.З. 1986; Судаков К.В. 2000; Грибанов А.В. и соавт., 2001; Варфоломеева Н.А. и соавт., 2003; Ванюшин Ю.С. и соавт., 2001, 2003; Хитров Н.К. и соавт., 2003). Известно, что ведущими критериями здоровья являются адаптационные возможности и функциональные резервы организма (Энуаров С.Ф., 1994; Бутова О.А. и соавт.,2001; Бутова О.А., Гришко Е.А., 2004; Солодков А.С., 2000; Аганянц Е.К., Бердичевская Е.М. и соавт., 2001; Агаджанян Н.А., 2005; Псеунок А.А., 2007-2008). Проблема изучения состояния здоровья, развертывания адаптационного процесса особенно актуальна среди социально незащищенных слоев населения, к которым правомерно отнести и юношей в период призыва их на воинскую службу.

Адаптация к выполнению воинских обязанностей, является системным ответом организма, направленным на достижение адекватного уровня функционирования систем жизнеобеспечения и минимизацию физиологической «цены». Исследование векторности морфогенеза, позволяющей оценить темпы соматотипологического развития организма, значимо в аспекте морфологической адаптации.

Поскольку наиболее полное представление об адаптации организма к нагрузке может быть получено при комплексном сопоставлении морфологических, функциональных параметров и динамики изменения уровня дофамина, постольку оправданным представляется выявление закономерностей взаимодействия указанных параметров в обеспечении специальной подготовленности организма военнослужащих.

Для осуществления стабильных адаптивных реакций военнослужащим необходим адекватный уровень профессионального здоровья, которое представляется в виде процессов сохранения и развития регуляторных свойств организма, обеспечивающих профессиональную надежность и работоспособность во всех условиях профессиональной деятельности (Гришко Е.А., 2006; Башкерева Т.В., 2007; Бутова О.А., Гришко Е.А., 2008)

Учитывая возросшее в последние годы число межнациональных, в том числе территориальных конфликтов в южных регионах России, в разрешении которых нередко вынуждены принимать участие вооруженные силы РФ, представляется целесообразным и актуальным изучение особенностей формирования адаптационно-компенсаторных механизмов у военнослужащих срочной службы, призванных из разных федеральных округов России для прохождения службы на Ставрополье. Новизна условий, в том числе социальных, необычность форм занятости, связанных с выполнением воинских обязанностей, нахождение в отрыве от родных и близких, среди которых человек ощущает себя наиболее защищенным, - факторы, обуславливающие экстремальный характер воинской службы. С учетом того, что длительный стресс сопровождается повышением активности катехоламинов, выполняющих роль химических посредников в межклеточных взаимодействиях, в том числе в мозге. Интерес представляет исследования уровня одного из эндогенных катехоламинов – дофамина (Ильмухина Л.В., Киселева Л.М., 2008; Mehta, M.A., 2006). Поставленная фундаментальная проблема адаптационной физиологии требует системного и многоцентрового подхода.

В аспекте указанного проведено комплексное исследование с целью оценки адаптивных возможностей организма военнослужащих, призванных из Центрального, Южного и Северо-Западного федеральных округов для прохождения службы в условиях Ставропольского гарнизона.

Цель диссертационного исследования

Изучение адаптивных возможностей организма с учетом механизмов регуляции кардиоритма, морфологической типологии и динамики изменения содержания дофамина у военнослужащих, призванных из трех федеральных округов Российской федерации для прохождения срочной службы в Ставропольском гарнизоне.

Задачи исследования:

1. Изучить механизмы регуляции кардиоритма, спектральную плотность мощности колебаний ритма сердца и оценить адаптивные возможности организма военнослужащих трех федеральных округов первого и второго годов службы;
2. Выявить особенности соматотипологического развития и векторность морфогенеза у военнослужащих-десантников на первом и втором годах службы, призванных из трех федеральных округов России в рамках морфологической адаптации;
3. Установить динамику изменения уровня дофамина у военнослужащих трех федеральных округов на первом и втором годах службы;
4. Обосновать степень и характер взаимосвязей параметров спектрального анализа кардиоритма и содержания дофамина у военнослужащих, призванных из Центрального, Южного и Северо-Западного федеральных округов.

Научная новизна исследования

С позиций комплексного многоцентрового подхода впервые установлено, что оптимальным уровнем адаптационных возможностей характеризуются военнослужащие 1-го года службы из Южного федерального округа. Выявлен спектр приспособительных реакций систем вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы. Компенсаторная реакция максимально представлена у юношей-студентов, военнослужащих 1-го года службы из Северо-Западного федерального округа (С-ЗФО) и у военнослужащих 2-го года службы, призванных из Центрального федерального округа (ЦФО). Состояние «напряжения» максимально выявлено у юношей-студентов из Центрального федерального округа (ЦФО). Таким образом, на фоне сходных адаптивных реакций призывников из Центрального и Северо-Западного федеральных округов, большим стрессом для военнослужащих из Центрального федерального округа является воинская служба на 2-ом году ее прохождения, а для военнослужащих из Северо-Западного федерального округа служба на 1-ом году.

Выявлено, что у студентов и военнослужащих 1-го года службы, призванных из Северо-Западного федерального округа, в регуляции системы кровообращения ведущим является третий уровень центрального контура. У военнослужащих из С-ЗФО на втором году службы к рабочим структурам третьего уровня подключается и второй уровень центрального контура регуляции, деятельность которого направлена на поддержание межсистемного гомеостаза за счет активации гипоталамических и гипофизарных воздействий.

Доказано, что служба в армии по призыву влияет на векторность морфогенеза. Военнослужащие, призванные из Центрального и Северо-Западного федеральных округов, характеризуются мезоморфией на 1-ом году службы и эндоморфией – на 2-ом году. У военнослужащих Южного федерального округа (ЮФО) как на первом, так и на втором году службы ведущими векторами морфотипа являются мезо – и эндоморфный.

Впервые выявлена динамика изменения содержания дофамина в крови юношей трех федеральных округов РФ в условиях Ставрополья, отражающая диапазон изменчивости одного из катехоламинов, прямо и опосредованно влияющего на функциональную активность систем жизнеобеспечения. Резким снижением уровня дофамина в крови от первого ко второму году службы характеризуются военнослужащие Северо-Западного федерального округа, у которых выявлена динамика снижения проявления компенсаторной реакции сердечно-сосудистой системы.

Новыми являются установленные коррелятивные связи параметров спектрального анализа ритма сердца и уровня дофамина в крови. Смещение механизмов регуляции кардиоритма в сторону автономного контура у военнослужащих Южного федерального округа на втором году службы ассоциировано с максимальным уровнем дофамина в крови.

Теоретическая значимость исследования

Анализ полученных результатов изучения механизмов регуляции кардиоритма военнослужащих, призванных из трех федеральных округов России, выявил различную степень системного и межсистемного гомеостаза, обусловленную преобладанием третьего уровня центрального контура регуляции кардиоритма у военнослужащих Южного и Северо-Западного федеральных округов и второго уровня центрального контура регуляции кардиоритма у военнослужащих Центрального федерального округа.

Выявленные закономерности взаимосвязи морфофункциональных параметров и динамики изменений уровня дофамина в крови военнослужащих позволяют уточнить представление о влиянии военно-профессиональных факторов в онтогенезе, сформулировать теоретические положения и научно обосновать критерии совершенствования теории адаптации применительно к службе в воздушно-десантных войсках с учетом федерального округа по призыву. Результаты диссертационного исследования послужили дополнительным фактическим вкладом в теорию адаптации к военно-профессиональным и климатогеографическим факторам.

В настоящем исследовании подтверждена фундаментальная закономерность, в соответствии с которой служба в армии является мощным стрессом для организма, в ответ на действие которого механизмы адаптации переходят на новый уровень функционирования. Данные, полученные в работе, позволили физиологически обосновать влияние факторов среды федеральных округов по призыву на развитие функциональных возможностей на примере организма военнослужащих срочной службы.

Выявленные взаимосвязи параметров спектрального анализа кардиоритма с уровнем дофамина позволяют углубить представление о формировании межсистемного гомеостаза.

Значимыми в теоретическом плане являются установленные закономерности сочетания динамики возрастания уровня дофамина и компенсаторной реакции от первого ко второму году службы у военнослужащих из Центрального и Южного федеральных округов. Напротив, снижение уровня дофамина и компенсаторной реакции выявлено у военнослужащих, призванных из Северо-Западного федерального округа.

Практическая значимость исследования

Практическая значимость данной работы заключается в том, что полученные результаты могут быть использованы в качестве нормативных характеристик морфофункционального статуса организма военнослужащих. Результаты, указывающие на доминирование центрального и автономного контуров регуляции кардиоритма как в условиях функционального покоя, так и при выполнении нагрузочной пробы, целесообразно использовать при мониторинге состояния здоровья военнослужащих срочной службы. Данные об ассоциированности Low Frequency – LF,% (низкочастотные) волн спектрального анализа кардиоритма с уровнем дофамина у военнослужащих трех федеральных округов на первом году службы и разнонаправленные связи уровня дофамина с High Frequency – HF,% (высокочастотные) волнами у военнослужащих Южного федерального округа на втором году службы могут быть использованы с целью формирования групп «риска» срыва адаптации в период прохождения воинской службы.

Полученные результаты могут быть положены в основу методических рекомендаций, направленных на оптимизацию режима нагрузок при выполнении воинских обязанностей военнослужащими срочной службы, призванными из Центрального и Северо-Западного федеральных округов России.

Результаты и положения диссертационного исследования внедрены в медико-профилактическую работу врачей медицинской роты десантно-штурмового полка Ставропольского гарнизона на организационном этапе формирования коллектива (карантин, обследование). Результаты исследования используются в учебном процессе при чтении базовых дисциплин, магистерских курсов и разделов дисциплины специализации по кафедре анатомии, физиологии и гигиены человека Ставропольского государственного университета.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Индивидуальный характер процесса адаптации проявляется в максимально выраженной стабильной адаптивной реакции у военнослужащих Южного и Северо-Западного федеральных округов на фоне преобладания третьего уровня центрального контура регуляции сердечного ритма, и максимально проявляемым состоянием «напряжения» у военнослужащих первого года из Центрального федерального округа, в регуляции кардиоритма у которых доминирует второй уровень центрального контура.
2. Свидетельством различных эффектов морфологической адаптации юношеского организма является векторность морфогенеза, выявляющая преобладание мезоморфии на первом, а эндоморфии на втором годах службы у военнослужащих, призванных из Центрального и Северо-Западного федеральных округов, и сопряженностью мезо- и эндоморфии у военнослужащих из Южного федерального округа как на первом, так и на втором годах службы.
3. Динамика возрастания уровня дофамина и компенсаторной реакции от первого ко второму году службы характеризует военнослужащих, призванных из Южного и Центрального федеральных округов, а динамика снижения уровня дофамина и компенсаторной реакции характеризует военнослужащих, призванных из Северо-Западного федерального округа. У студентов из Центрального федерального округа минимальный уровень дофамина ассоциируется с максимальным проявлением состояния «напряжения», а максимальный уровень дофамина у студентов из Северо-Западного федерального округа – с доминированием стабильной адаптивной реакции.
4. Взаимозависимость параметров спектрального анализа ритма сердца и концентрации дофамина в крови характеризуется прямыми выраженными связями центрального контура регуляции кардиоритма с уровнем дофамина у военнослужащих трех федеральных округов на первом году службы. На втором году службы у военнослужащих Южного федерального округа автономный контур регуляции сердечного ритма выявил обратную тесную связь с максимальным уровнем дофамина.

Апробация работы

Основные положения диссертационного исследования были представлены на межрегиональных научно-методических конференциях (Ставрополь, 2006-2008), XX Съезде физиологов России «Экология и здоровье» (Москва, 2007), Международном симпозиуме «Адаптационная физиология и качество жизни: проблемы традиционной и инновационной медицины» (Москва, 2008), Научно-практической конференции «Здоровье, физическая культура, спорт» (Владимир, 2008), на I Всероссийской научно-практической конференции «Физиология адаптации» (Волгоград, 2008).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе одна статья в реферируемом журнале перечня ВАК.

Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 202 страницах компьютерного текста, содержит 16 таблиц, иллюстрирована 39 рисунками и 3 схемами. Работа состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, трех глав собственных исследований, обсуждения полученных результатов, заключения, выводов, библиографического указателя использованной литературы, включающего 226 отечественных и 50 иностранных источников, приложений.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для характеристики адаптивных возможностей организма военнослужащих нами были исследованы морфофункциональные параметры и динамика изменений содержания дофамина в крови военнослужащих 1-го года службы, призванных из Центрального, Южного и Северо-Западного федеральных округов (I1, II1, III1 группы), военнослужащих 2-го года службы из аналогичных округов (I2, II2, III2 группы). Для соблюдения требований проведения физиологических исследований в соответствии с программой исследования были изучены аналогичные признаки у студентов, прибывших из данных округов (Iс, IIс, IIIс группы) и обучающихся в высших учебных заведениях г. Ставрополя. В целом исследованы параметры 245 студентов и военнослужащих в юношеском периоде онтогенеза.

Исследование проводилось на базах кафедры анатомии, физиологии и гигиены человека, лаборатории «Патологическая физиология» учебно-научного центра «Медицинская биохимия» Ставропольского государственного университета и медицинской роты десантно-штурмового полка, дислоцированного на территории Ставропольского гарнизона. Для стандартизации условий все исследования проводились в первой половине дня (8-11часов), с использованием методик, освоение которых проводилось на базе лабораторий кафедры анатомии, физиологии и гигиены человека.

Характеристика контингента, методов и этапов исследования представлена в табл.1.

Таблица 1

Характеристика контингента, методов и этапов исследования

Методы	Контингент обследуемых
	I группа			II группа			III группа
	Iс	I1	I2	IIс	II1	II2	IIIс	III1	III2
	1 этап исследования
1.Антропометрия (n=245)	21	30	30	30	30	30	14	30	30
	2 этап исследования
2.Измерение артериального давления(n=226)	21	27	28	27	27	30	14	27	25
	3 этап исследования
3.Вариационная пульсометрия (n=226)	21	27	28	27	27	30	14	27	25
4. Спектральный анализ кардиоритма (п=226)	21	27	28	27	27	30	14	27	25
5.Твердофазный конкурентный иммуноферментный анализ (n=112)	13	12	12	12	12	12	13	12	14

Примечание: I1, I2 группа – военнослужащие, призванные из Центрального федерального округа; II1, II2 группа – военнослужащие, призванные из Южного федерального округа; III1, III2 группа – военнослужащие, призванные из Северо-Западного федерального округа. Iс, IIс, IIIс, – студенты, прибывшие из тех же округов и обучающиеся в вузах г. Ставрополя. n – число измерений.

Разработанная программа исследования поэтапно включала получение и анализ антропометрических признаков с помощью набора антропометрических инструментов фирмы G.P.M. Gneupel Switzerland (Бунак В.В., 1941), с последующим проведением соматотипологической диагностики и установлением векторности морфогенеза.

Проводилось определение величин артериального давления в покое и после выполнения клиноортостатической пробы.

При анализе ритма сердца были использованы методы вариационной пульсометрии и спектрального анализа вариабельности с использованием клиноортостатической пробы на диагностическом приборе «Варикард 2.5» производства ООО «Институт Внедрения Новых Медицинских Технологий. Рамена» г. Рязань, с применением специализированного программного обеспечения «Иским-6.1», позволяющего рассчитать до 40 показателей, соответствующих стандартам по измерению (Баевский Р.М., Шлык Н.И., 1996).

Исследование динамики изменения уровня дофамина в плазме крови юношей проводили с использованием твердофазного конкурентного иммуноферментного анализа (Dopamine ELA, 2007).

Результаты исследования подвергались вариационно-статистической обработке в соответствии с принципами, изложенными в руководстве Лакина Г.Ф. (1990).

В математический анализ были включены 4972 числовых значений, характеризующих вариабельность и спектральный анализ сердечного ритма, 9310 числовых значений, характеризующих морфологическую типологию и 112 числовых значений, характеризующих уровень дофамина в крови юношей, физиологическая трактовка которых составила доказательную базу настоящего исследования.

Для обнаружения взаимозависимости между изучаемыми количественными признаками применялся параметрический корреляционный анализ по Пирсону (Мюллер П. и соавт., 1982).

Статистическая и биометрическая обработка материала осуществлена на кафедре анатомии, физиологии и гигиены человека Ставропольского государственного университета при помощи пакета анализа Microsoft Office Excel 2003 и STATISTIKA 6.0.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Анализ морфологической типологии организма военнослужащих, призванных из Центрального, Южного и Северо-Западного федеральных округов, выявил, что исполнение воинских обязанностей привело к увеличению развития мышечного компонента сомы у военнослужащих Южного и Северо-Западного федеральных округов на втором году службы. Служба в армии по призыву юношей из Центрального федерального округа привела к увеличению жирового компонента сомы на втором году службы. (Рис.1).

С позиции векторности морфогенеза военнослужащие, призванные из Центрального и Северо-Западного федеральных округов, характеризуются мезоморфией на 1-ом году службы и эндоморфией на 2-ом году службы. Можно полагать, что возрастание эндоморфии у военнослужащих ЦФО и С-ЗФО, с одной стороны, выявляет замедление темпов морфогенеза, а с другой стороны, демонстрирует биологическую целесообразность происходящих изменений, так как известно, что в основе развития эндоморфии лежит способность жировой ткани смягчать действие на организм стрессорных факторов (Kuzawa Ch.,W., 1998). Военнослужащие, призванные из Южного федерального округа, характеризуются сопряженностью мезо- и эндоморфии как на первом, так и на втором годах службы. Таким образом, военнослужащих, призванных из ЮФО и проходящих службу в Ставропольском гарнизоне, характеризует наиболее акселерированный вариант развития, что подтверждается и достоверным увеличением степени андроидности телосложения. Выявленные морфологические типологические особенности организма военнослужащих разных федеральных округов, свидетельствуют о различных темпах моделирования морфотипа в аспекте морфологической адаптации.

Рис.1. Морфограмма развития мышечного (РМК), костного (РКК) и жирового (РЖК) компонентов сомы.

Примечание: Iс, IIс, IIIс группа ––– юноши-студенты; I1, II1, III1 группа - - - - военнослужащие 1 года службы. I2, II2, III2 группа ------ военнослужащие 2 года службы.

Уровни достоверности: *< 0,05; **< 0,02-0,002; ***<0,001.

Анализ механизмов регуляции кардиоритма (рис.2) выявил, что в клиноположении у военнослужащих из Центрального федерального округа на 1-ом и 2-ом годах службы в регуляции деятельности сердца преобладает тонус парасимпатического отдела вегетативной нервной системы (ВНС), при этом стресс-индекс (SI) составил 41,6±3,86 и 30,9±2,82 усл.ед. соответственно, у юношей-студентов вегетативный гомеостаз находится в пределах физиологической нормы (SI = 58,6±6,33 усл.ед).

Рис. 2. Показатели вариационных пульсограмм и артериального давления у военнослужащих, призванных из ЦФО.

Примечание: Iс группа ––– юноши-студенты; I1 группа - - - - военнослужащие 1 года службы; I2 группа ------ военнослужащие 2 года службы.

Уровни достоверности: *< 0,05; **< 0,02-0,002; ***<0,001.

Нагрузочная клиноортостатическая проба (КОП) вызвала у военнослужащих обеих групп дополнительное подключение симпатических влияний к регуляции ритма сердца, о чем свидетельствуют снижение величин среднего квадратического отклонения (СКО) и падение величины вариационного размаха (Х). Однако, периферический аппарат гемодинамического гомеостаза отреагировал на нагрузку увеличением своих значений. Степень активации симпатического отдела центральной нервной системы в организме военнослужащих различна. Максимально она выражена у военнослужащих 2-го года службы, что подтверждается более низкими показателями вариационного размаха в (1,5 раза) и СКО в (1,6 раза) при тенденции к снижению Х и уменьшении СКО в 1,3 раза у военнослужащих 1–го года службы. Таким образом, представленные данные свидетельствуют о том, что выполнение нагрузочной пробы военнослужащими как 1-го, так и 2-го годов службы, в сравнении с группой студентов, вызывает значительно меньшую активацию симпатического звена ВНС при увеличении вагусных воздействий. Указанный факт обусловливает проявление дезадаптивных реакций у военнослужащих, призванных из ЦФО.

Военнослужащие, призванные из Южного федерального округа, в состоянии физиологического покоя на первом году службы характеризуются вегетативным гомеостазом в пределах нормы, а на втором году службы – умеренным преобладанием парасимпатических влияний (SI=47,4±4,3 усл.ед.).

Рис. 3. Показатели вариационных пульсограмм и артериального давления у военнослужащих, призванных из ЮФО

Примечание: IIс группа ––– юноши-студенты; II1 группа - - - - военнослужащие 1 года службы. II2 группа ------ военнослужащие 2 года службы.

Уровни достоверности: *< 0,05; **< 0,02-0,002; ***<0,001.

Анализ параметров ритмической активности сердца в ортостазе показал, что в группе военнослужащих 1 года службы нагрузочная проба вызвала изменение величины Моды (Мо) в сторону увеличения с 665,6±19,7 мс в группе юношей-студентов до 742,5±17,5 мс у военнослужащих 1 года службы, что указывает на подключение вагусных, то есть трофотропных влияний на кардиоритм, в большей степени выраженное у военнослужащих 1 года службы (Рис.3). На основе анализа параметров кардиоритма складывается впечатление, что у военнослужащих 1 года доминируют эрготропные, а у юношей-студентов – трофотропные влияния, то есть принципиально различные механизмы в регуляции ритма сердца. В группе военнослужащих, призванных из Северо-Западного федерального округа, выявлено, что максимальными значениями показателей СКО и Х и минимальными величинами частоты сердечных сокращений (ЧСС) и SI в клиноположении характеризуются военнослужащие 2 года службы в сравнении с юношами-студентами и военнослужащими первого года службы (рис. 4). Величина интегрального показателя SI в ортостазе максимально выражена у военнослужащих 1 года службы (162,1±17,1 усл.ед) при адекватном состоянии регуляторных систем. Минимальные величины SI характерны для военнослужащих 2 года службы (39,0±4,65 усл.ед), на фоне преобладания парасимпатических регуляторных влияний. В целом величина SI при переходе из клиноположения в ортостаз возрастала у обследуемых всех трех групп: у юношей-студентов в 2,4 раза, у военнослужащих 1 года службы в 2,3 раза, 2 года - в 1,9 раза.

Рис. 4. Показатели вариационных пульсограмм и артериального давления у военнослужащих, призванных из С-ЗФО.

Примечание: IIIс группа ––– юноши-студенты; III1 группа - - - - военнослужащие 1 года службы; III2 группа ------ военнослужащие 2 года службы.

Уровни достоверности: *< 0,05; **< 0,02-0,002; ***<0,001.

Сравнительный анализ параметров регуляции кардиоритма у юношей-студентов и военнослужащих 2 года службы выявил в клиноположении достоверно более высокие значения Мо (P<0,001), СКО (P<0,01) и Х (P<0,05) в группе военнослужащих 2 года службы, что в совокупности указывает на возрастание вагусных влияний и роли гуморального канала связи в регуляции кардиоритма. Показатели СКО (P<0,05) и Х (P<0,02) были достоверно выше в ортостазе также на втором году службы, а величина стресс-индекса, наоборот, существенно ниже (115,5±8,4 и 74,6±4,12 усл.ед), чем у студентов, но это практически не повлияло на диапозон вегетативного гомеостаза.

Индивидуальный анализ вегетативной реактивности выявил все три ее варианта (рис. 5).

Симпатикотонический (нормальный) вариант вегетативной реактивности (ВР), свидетельствующий о сбалансированности звеньев ВНС, выявили военнослужащие 1 года службы, призванные из ЦФО и ЮФО, 2 года службы, призванные из Южного и Северо-Западного федеральных округов. Гиперсимпатикотонический (патологический) вариант ВР выявили студенты, прибывшие на Ставрополье из всех трех округов, а также военнослужащие 1 года из Северо-Западного и 2 года службы из Центрального федеральных округов.

Рис. 5. Варианты вегетативной реактивности юношей.

Примечание: Iс,IIс,IIIс группа - юноши-студенты; I1, II1, III1 группа - военнослужащие 1 года службы; I2, II2, III2 группа - военнослужащие 2 года службы.

С - симпатикотонический, Г - гиперсимпатикотонический, А – асимпатикотонический.

С целью выяснения физиологической роли отдельных уровней управления деятельностью сердца в организации ритма сердца нами проведена количественная оценка периодических составляющих в его колебаниях с помощью спектрального анализа вариабельности сердечного ритма.

Оценивая суммарную мощность спектра (табл.2) во всех трех диапазонах у военнослужащих, призваных из Центрального федерального округа, отмечаем, что в клиноположении у военнослужащих как 1-го, так и 2-го годов службы в регуляции ритма сердца преобладают вазомоторные медленные волны 1-го порядка Low Frequency – (LF,%). На 2-ом году службы увеличивается психоэмоциональное напряжение, о чем свидетельствует повышение значений медленных волн 2-го порядка Very Low Frequency- (VLF,%). Переход из клиноположения в ортоположение вызывал у военнослужащих 1-го года службы снижение мощности High Frequency (HF,%) на 15,5%, а у военнослужащих 2-го года на 13,0%, что указывает на снижение активности автономного контура регуляции, рабочими структурами которого являются синусовый узел, n. Vagus и ядра продолговатого мозга. Следовательно, при КОП преобладают симпатические влияния. В организме военнослужащих из ЦФО как 1-го, так и 2-го годов службы отмечено возрастание мощности VLF волн на нагрузочную пробу, что иллюстрирует возрастание связи автономных (сегментарных) уровней регуляции кровообращения с надсегментарными.

Анализ мощности спектра пульсограмм юношей из Южного федерального округа выявил в организме военнослужащих как 1-го, так и 2-го годов службы при выполнении КОП возрастание мощности низкочастной (LF,%) и снижение мощности высокочастотной составляющих спектра (HF,%). Привлекает внимание факт отсутствия достоверных изменений мощности «очень» низкочастотной составляющей (VLF,%) у военнослужащих ЮФО как в клиноположении, так и в ортостазе. То есть, отсутствует маркер тесной связи автономных уровней регуляции кровообращения с надсегментарными, в том числе гипоталамо-гипофизарным и корковым уровнями. Военнослужащие из ЮФО, судя по результатам спектрального анализа кардиоритма, не испытывают существенного психоэмоционального напряжения. Достоверных отличий описываемых показателей между военнослужащими 1-го и 2-го годов службы не выявлено.

Анализ мощности составляющих спектра вариационной пульсометрии у военнослужащих из Северо-Западного федерального округа всех 3-х исследуемых групп в клиноположении свидетельствует о преобладании низкочастотной составляющей спектра (LF,%) с максимальной степенью выраженности у военнослужащих 1-го года службы, что указывает на преобладание симпатической модуляции сердечного ритма. Нагрузочная проба у военнослужащих первого года службы, призваных из Северо-Западного федерального округа вызвала достоверное снижение только мощности HF, что указывает на снижение вагусных влияний в регуляции ритма сердца. У военнослужащих 2-го года службы выполнение КОП вызвало снижение мощности высокочастотной составляющей (HF,%) и достоверное увеличение (LF,%) низкочастотной составляющей, что характеризует смещение механизмов регуляции ритма сердца в сторону центрального контура. У военнослужащих 1-го года службы в регуляции ритма сердца преобладают симпатические влияния, а у военнослужащих 2-го года службы, наряду с симпатической модуляцией, в регуляции сосудистого тонуса значима роль вазомоторного центра.

Таблица 2

Показатели спектрального анализа кардиоритма

	Мощность HF,%	Мощность LF,%	Мощность VLF,%	Мощность HF,%	Мощность LF,%	Мощность VLF,%	Мощность HF,%	Мощность LF,%	Мощность VLF,%
	Iс группа ЦФО			IIс группа ЮФО			IIIс группа С-ЗФО
Клиноположение	41,3± 2,91	42,2 ± 2,51	16,4 ± 2,01	24,9 ± 1,94	53,1 ± 2,38	21,8 ± 1,72	39,0 ± 4,08	43,2 ± 3,06	17,7 ± 2,26
Ортостаз	25,4 ± 2,6	51,4 ± 2,25	23,1 ± 2,01	11,8 ± 1,11	66,0 ± 1,85	22,1 ± 1,85	21,0 ± 2,78	52,4 ± 3,22	26,5 ± 2,8
Р	<0,001	<0,02	<0,05	<0,001	<0,001	>0,1	<0,01	> 0,1	<0,05
	I1 группа			II1 группа			III1 группа
Клиноположение	29,2 ± 2,5	50,0 ± 2,19	20,8 ± 1,38	30,5 ± 2,53	45,7 ± 2,06	23,7 ± 2,1	29,2 ± 3,06	48,0 ± 2,4	22,7 ± 1,78
Ортостаз	13,7± 1,25	54,3 ± 2,61	31,8 ± 2,42	17,7 ± 1,91	55,8 ± 2,62	26,3 ± 2,41	17,4 ± 1,53	54,6 ±2,38	27,8 ± 2,36
Р	<0,001	>0,1	<0,001	<0,001	<0,01	>0,1	<0,002	> 0,1	> 0,1
Р1	<0,002	<0,02	>0,1	>0,1	<0,02	>0,1	> 0,1	> 0,1	> 0,1
Р2	<0,001	>0,1	<0,01	<0,01	<0,002	>0,1	> 0,1	> 0,1	> 0,1
	I2 группа			II2 группа			III2 группа
Клиноположение	28,1± 2,03	49,0 ± 2,0	23,0 ± 1,66	31,1 ± 2,08	44,8 ± 2,05	24,0 ±1,75	28,7 ± 2,20	47,5 ± 2,11	23,6 ± 1,97
Ортостаз	15,1± 1,62	53,1 ±2,58	31,6 ±2,5	22,7 ± 2,86	55,8 ± 2,72	21,3 ± 1,87	18,4 ± 2,19	58,6 ± 2,61	23,0 ± 1,67
Р	<0,001	>0,1	<0,01	<0,05	<0,01	>0,1	<0,01	<0,01	> 0,1
Р3	<0,001	<0,05	<0,02	<0,05	<0,01	>0,1	<0,05	> 0,1	<0,05
Р4	<0,001	>0,1	<0,01	<0,001	<0,01	>0,1	> 0,1	> 0,1	> 0,1
Р5	>0,1	>0,1	>0,1	>0,1	>0,1	>0,1	> 0,1	> 0,1	> 0,1
Р6	>0,1	>0,1	>0,1	>0,1	>0,1	>0,1	> 0,1	> 0,1	> 0,1

Примечание: IС; IIС; IIIС группа – юноши-студенты; I1; II1; III1 группа – военнослужащие1 года; I2; II2; III2 группа – военнослужащие 2 года.

Р - достоверность различий в клиноположении и ортостазе у юношей одной группы; Р1 – достоверность различий показателей в клиноположении у студентов и солдат 1 года; Р2 – достоверность различий показателей в ортостазе у студентов и солдат 1 года; Р3 – достоверность различий показателей в клиноположении у студентов и солдат 2 года; Р4 – достоверность различий показателей в ортостазе у студентов и солдат 2 года; Р5 – достоверность различий показателей в клиноположении у солдат 1 и 2 годов службы; Р6 – достоверность различий показателей в ортостазе у солдат 1 и 2 годов службы.

После установления типологических особенностей в рамках морфологической адаптации и регуляторных механизмов кардиоритма, закономерен переход к анализу динамики изменения уровня дофамина, являющегося одним из катехоламинов.

Согласно данным, представленным в табл. 3, пиковый рост уровня дофамина приходится на первый год службы у военнослужащих, призванных из Центрального федерального округа, у которых его содержание в 65 раз выше, нежели у юношей-студентов (10,4±2,76 пг/мл; 0,16±0,01пг/мл, соответственно).

Таблица 3

Содержание дофамина в крови (пг/мл)

Группы	Студенты	1 год службы	Р1	2 год службы	Р2	Р3
ЦФО	0,16±0,01(13)	10,4±2,76 (12)	<0,001	16,25±0,55 (12)	<0,001	>0,1
ЮФО	0,43±0,11	1,18±0,19	<0,01	23,60±1,87	<0,001	<0,001
Р4	<0,05 (12)	<0,001 (12)		<0,01 (12)
С-ЗФО	7,74±0,41	24,2±3,20	<0,001	4,58±0,09	<0,001	<0,001
Р5	<0,001	<0,01		<0,001
Р6	<0,01 (13)	<0,001 (12)		<0,001 (14)

Примечание: Р1 – достоверность отличий между юношами-студентами и военнослужащими 1 года службы; Р2 – достоверность отличий между юношами-студентами и военнослужащими 2 года службы; Р3 достоверность отличий между военнослужащими 1 и 2 годов службы; Р4 – достоверность отличий между юношами из ЮФО и ЦФО; Р5 – достоверность отличий между юношами из С-ЗФО и ЦФО; Р6 – достоверность отличий между юношами из С-ЗФО и ЮФО. В скобках число обследованных.

У военнослужащих из Южного федерального округа пиковый уровень дофамина выявлен на втором году службы, который превышал его уровень у военнослужащих из Центрального федерального округа 2-го года службы в 1,5 раза.

Динамика изменения уровня дофамина в крови у юношей, прибывших на Ставрополье из Северо-Западного федерального округа, характеризуется рядом отличительных особенностей. Прежде всего, это изначально высокий уровень дофамина в крови военнослужащих на первом году службы, превышающий в 3,1 раза уровень этого медиатора в сравнении со студентами прибывшими из Центрального федерального округа. При этом уровень дофамина в крови военнослужащих первого года службы из С-ЗФО превышает его уровень у военнослужащих 1 года ЦФО в 2,3 раза, и в 20 раз – в сравнении с военнослужащими ЮФО первого года службы. Подобную гормональную особенность мы связываем с климатогеографическими условиями постоянного места жительства обследованных. Северо-Западный регион России характеризуется более низкой среднегодовой температурой, нежели южный и центральный регионы России. Аргументами в пользу нашего объяснения могут служить данные Р. Йссен (1980) о возрастании уровня дофамина при снижении температуры окружающей среды, а также о том, что сформированный системно-структурный след - гипертрофия симпато-адреналовой системы под влиянием низких температур - сохраняется относительно длительный промежуток времени и после прекращения действия возмущающего фактора (Тигронян Р.А., 1990). У студентов из Центрального федерального округа минимальный уровень дофамина ассоциируется с максимальным проявлением состояния «напряжения», а максимальный уровень дофамина у студентов из Северо-Западного федерального округа – с доминированием стабильной адаптивной реакции.

Проведение корреляционного анализа с целью установления характера связей морфофункциональных признаков и параметров вариационной пульсометрии выявило различные по степени выраженности и направленности корреляционные связи. Статистически доказано наличие 112 выраженных и тесных разнонаправленных связей. Максимальное количество связей обнаружено в организме студентов, прибывших на Ставрополье из С-ЗФО (51), и у военнослужащих ЮФО второго года службы (20).

В результате корреляционного анализа спектральных параметров кардиоритма и уровня дофамина в организме студентов из Центрального федерального округа выявлено, что минимальный уровень дофамина ассоциируется с возрастанием активности второго уровня центрального контура регуляции кардиоритма VLF-волн (r=0,68), а у студентов из Северо-Западного федерального округа максимальный уровень дофамина обратно коррелирует с HF-волновой активностью автономного контура регуляции (r=-0,53).

У военнослужащих 1-го года службы из трех федеральных округов наблюдается выраженная корреляционная связь между уровнем дофамина и LF,% волновой составляющей спектра (r=0,63 и r=0,61), что указывает на ассоциированность центрального контура регуляции сердечного ритма с уровнем дофамина. У военнослужащих на втором году службы, призванных из Южного федерального округа, обнаружена обратная тесная связь HF,% волн с уровнем дофамина и прямая тесная связь LF,% волн с уровнем дофамина (рис.6).

Можно высказать гипотезу, что доминирование в регуляции кардиоритма автономного контура сопряжено со снижением уровня дофамина, а смещение регуляторных механизмов в сторону центрального контура регуляции, ассоциировано с возрастанием уровня дофамина в организме военнослужащих трех федеральных округов.

Рис. 6. Корреляционные связи параметров спектрального анализа кардиоритма и уровня дофамина в крови военнослужащих.

Таким образом, статистически доказано наличие прямых выраженных и тесных связей уровня дофамина и активностью центрального контура регуляции кардиоритма и обратных тесных связей с активностью автономного контура регуляции. Справедливо полагать, что уровень дофамина ассоциирован с функциональным состоянием центрального контура регуляции, характеризующим внутрисистемный гомеостаз единой кардио-респираторной функциональной системы.

заключение

В результате выполненного комплексного многоцентрового исследования установлено, что индивидуальный характер процесса адаптации проявляется в максимально выраженной стабильной адаптивной реакции у военнослужащих Южного и Северо-Западного федеральных округов на фоне преобладания третьего уровня центрального контура регуляции сердечного ритма, и максимально проявляемым состоянием «напряжения» у военнослужащих из Центрального федерального округа первого и второго годов службы, в регуляции кардиоритма которых доминирует второй уровень центрального контура. Оптимальным уровнем регуляции кардиоритма, адекватным испытываемым нагрузкам, характеризуются военнослужащие как первого, так и второго годов службы, призванные из Южного федерального округа, и военнослужащие второго года, призванные из Северо-Западного федерального округа. Напряжением компенсаторных механизмов сердечно-сосудистой системы характризуются военнослужащие, призванные из Центрального федерального округа второго года службы и военнослужащие первого года службы, призванные из Северо-Западного федерального округа.

В рамках морфологического аспекта адаптации установлено, что прохождение воинской службы юношей, призванных из ЦФО и С-ЗФО, привело к ускорению темпов соматотипологического развития, максимально характеризующих военнослужащих С-ЗФО, что указывает на снижение структурных и метаболических ресурсов их организма.

Установлена динамика изменения уровня дофамина в крови военнослужащих из трех федеральных округов. Динамика возрастания уровня дофамина и компенсаторной реакции от первого ко второму году службы характеризует военнослужащих, призванных из Южного и Центрального федеральных округов, а динамика снижения уровня дофамина и компенсаторной реакции характеризует военнослужащих, призванных из Северо-Западного федерального округа.

Научный анализ результатов иследования, представленный на страницах автореферата, наглядно демонстрирует, что в юношеском возрасте, большими резервными возможностями характеризуются военнослужащие, постоянно проживающие в своем округе (ЮФО). У военнослужащих, призванных из С-ЗФО, стрессорное напряжение проявляется уже на первом году службы, а у военнослужащих из ЦФО - на втором году службы.

В ходе адаптации военнослужащих, призванных из трех федеральных округов России к воинской службе в условиях Ставропольского гарнизона используется широкий спектр адаптивных реакций от «стабильной» до состояния сниженных функциональных резервов. Установленный в ходе настоящего исследования различный вклад морфофункциональных признаков в формирование адаптивных возможностей сердечно-сосудистой системы и информативность изменений динамики уровня дофамина позволяют приблизиться к решению задачи управления процессам адаптации.

выводы

1. Комплексное изучение развития адаптационного процесса у военнослужащих-десантников позволило установить, что выраженным симпато – и парасимпатическим влиянием на сердечный ритм максимально характеризуются военнослужащие из Южного федерального округа на первом году службы (78%). Усиление активности симпатического отдела вегетативной нервной системы на сердечный ритм характеризует военнослужащих второго года службы, призванных из Центрального федерального округа (57%). Повышение гуморально-метаболического фактора в моделировании сердечного ритма и снижение функционального резерва системы кровообращения максимально выявлено у военнослужащих Центрального федерального округа на первом году службы (15%).
2. Установлено, что у военнослужащих, призванных из Южного и Северо-Западного федеральных округов доминирует третий уровень центрального контура регуляции кардиоритма, а у военнослужащих первого года службы, призванных из Центрального федерального округа преобладает второй уровень – центрального контура регуляции.
3. Обнаружена векторность морфогенеза военнослужащих, призванных из Центрального и Северо-Западного федеральных округов, проявляющаяся в ведущей роли мезоморфии на первом и – эндоморфии на втором годах службы. Сопряженность мезо- и эндоморфии выявлена у военнослужащих из Южного федерального округа как на первом, так и на втором годах службы.
4. Установлена принципиально различная динамика изменения уровня дофамина в крови военннослужащих, призванных из Южного и Северо-Западного федеральных округов. Положительная динамика возрастания уровня дофамина от минимального на первом (1,18±0,19 пг/мл) до максимального (23,6±1,87 пг/мл) на втором году службы выявлена у военнослужащих Южного федерального округа. Динамика снижения уровня дофамина от (24,2±3,20 пг/мл) на первом году до (4,58±0,09 пг/мл) на втором году службы, характерна для военнослужащих, призванных из Северо-Западного федерального округа.
5. Выявлено, что возрастание уровня дофамина и компенсаторной реакции от первого года службы ко второму свойственно военнослужащим, призванным из Южного и Центрального федеральных округов. В тоже время выявлено снижение уровня дофамина и компенсаторной реакции у военнослужащих, призванных из Северо-Западного федерального округа.
6. Установлены выраженные прямые связи LF,%-волн спектрального анализа кардиоритма с уровнем дофамина в крови у военнослужащих, призванных из Центрального (r=0,63), Южного (r=0,63) и Северо-Западного федеральных округов (r=0,61) на первом году службы. У военнослужащих из Южного федерального округа на втором году службы обнаружена обратная тесная связь HF-волн с уровнем дофамина (r=-0,80).
7. Обнаружено, что в организме студентов из Центрального федерального округа минимальный уровень дофамина ассоциируется с возрастанием активности второго уровня (r=0,68) центрального контура регуляции кардиоритма. У студентов из Северо-Западного федерального округа максимальный уровень дофамина выявил выраженную отрицательную связь с автономным контуром регуляции (r=-0,51).
8. Выявленный спектр адаптивных реакций в организме военнослужащих-десантников, призванных для прохождения службы в Ставропольском гарнизоне из трех федеральных округов России выявляет, что у военнослужащих из Центрального федерального округа стрессорное напряжение проявляется на втором году службы, а у военнослужащих из Северо-Западного федерального округа на первом году службы.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статья в журналах, рекомендованных ВАК РФ

1. Околито, Н.Н. Активность звеньев регуляторного механизма кардиоритма юношей Центрального федерального округа в условиях Южного федерального округа России / Н.Н. Околито, О.А Бутова // Вестник РУДН серия «Медицина». –М. – 2008. №7. – С.487-492. (0,25 п/л., личный вклад 50%).

Статьи, опубликованные в других изданиях

2. Беляева, Н.Н. Темпы морфогенеза в оценке адаптивных возможностей военнослужащих десантно-штурмового полка Ставропольского гарнизона / Н.Н. Беляева, О.А. Бутова, Е.А. Гришко// «Фундаментальные исследования в биологии и медицине»: Сборник научных статей. – Ставрополь: Изд-во СГУ, 2007. Вып. 2. – С. 19-21. (0,20 п/л., личный вклад 30%).
3. Беляева, Н.Н. Функциональная и морфологическая адаптация призывников трех округов РФ к службе в десантно-штурмовом полку Ставропольского гарнизона /Н.Н. Беляева, О.А. Бутова // «Экология и здоровье» Материалы сателлитного симпозиума ХХ съезд физиологов России. –М.: РУДН, 2007. – С.12-14. (0,25 п/л., личный вклад 50%).
4. Беляева, Н.Н. Особенности вариабельности сердечного ритма военнослужащих десантно-штурмового полка в условиях Южного федерального округа / Н.Н. Беляева, О.А. Бутова // «Адаптационная физиология и качество жизни: проблемы традиционной и инновационной медицины»: Материалы международного симпозиума, посвященного 80-летию академика РАМН Н.А. Агаджаняна. -М.: РУДН, 2008. – С. 42-43.( 0,25 п/л., личный вклад 50%).
5. Беляева, Н.Н. Спектральный анализ сердечного ритма призывников С-ЗФО, проходящих службу в условиях ЮФО РФ /Н.Н. Беляева, О.А. Бутова, Е.А. Гришко // «Здоровье, физическая культура, спорт»: Материалы межрегиональной научно-практической конференции. - Владимир, 2008. – С. 114-116. (0,20 п/л., личный вклад 30%).
6. Беляева, Н.Н. Особенности конституции военнослужащих Северо-Западного федерального округа России. «Физиология адаптации»: Всероссийская научно-практическая конференция. – Волгоград: Волгоградское научное издательство, 2008. – С. 321-324. (0,20 п/л., личный вклад 100%).
7. Беляева, Н.Н. Взаимозависимость морфофункциональных признаков в организме военнослужащих федеральных округов РФ / Н.Н. Беляева, О.А. Бутова, Е.А. Гришко // «Физиологические проблемы адапации»: Сборник науных статей. – Ставрополь: Изд-во СГУ, 2008. – С. 58-59. (0,20 п/л., личный вклад 30%).
8. Околито, Н.Н. Особенности морфологической адаптации военнослужащих трех округов РФ / «Современный мир, природа и человек»: Сборник научных статей. – Томск, 2009.Т1. №2. – С. 3. (0,20 п/л., личный вклад 100%).
9. Околито, Н.Н. Особенности конституциии военнослужащих ЦФО // «Молодой ученый-2009». – Рига, 2009. № 10. – С. 388-389. (0,20 п/л., личный вклад 100%).