На правах рукописи

Черкасов

Дмитрий Владиславович

Физиологические особенности

адаптации студентов различных

спортивных квалификаций в процессе

обучения в вузе

03.03.01 – физиология

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени

кандидата биологических наук

Москва – 2011

Работа выполнена на кафедре медико-биологических дисциплин ГОУ ВПО «Липецкий государственный педагогический университет»

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор Гулин Александр Владимирович

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор Марьяновский Андрей Александрович, ЗАО «Арнебия»

доктор биологических наук, профессор Батоцыренова Тамара Ешинимаевна, ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет»

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Московский Государственный медико – стоматологический университет».

Защита диссертации состоится « 2011 г. в _ часов »

на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.203. при Российском университете дружбы народов по адресу: 117198, г. Москва, ул.

Миклухо-Маклая, д. 8.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале УНИБЦ (Научная библиотека Российского университета дружбы народов) по адресу: 117198 г. Москва, ул.

Миклухо-Маклая, д. 6.

Автореферат размещён на сайте www.rudn.ru Автореферат разослан «» 2011 г.

Учёный секретарь диссертационного совета Д 212.203. доктор медицинских наук, профессор Н.В. Ермакова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Проблема охраны здоровья студенческой молодёжи является одной из наиболее актуальных задач, стоящих перед обществом и государством. Реформирование образовательной высшей школы, интенсификация учебной деятельности и переход к инновационным технологиям обучения существенным образом повышают требования к состоянию здоровья студентов.

Вместе с этим, повышение ритма жизни, урбанизация с её отрицательными экологическими последствиями, коренные социально - экономические и политические преобразования и в этой связи соответствующее нарастание интенсивности и усложнение характера взаимоотношений между людьми значительно повысили нагрузку на организм студента и прежде всего на жизнеобеспечивающие системы (Агаджанян Н.А., Катков А.Ю. 1990; Фоменко Л.

А., 2002; Гребняк Н.П. с соавт., 2007; Гулин А.В., Красичков Д.В., 2009).

Исследованиями последних лет установлено, что современные студенты характеризуются неудовлетворительными показателями здоровья, высоким уровнем тревожности, неуверенностью в будущем, низкими показателями социального оптимизма (Агаджанян Н.А., Попова Т.В., Сауткин М.Ф., 1994;

Дегтярев В.П., 1997; Дегтярев В.П., Раевская О.С., 1999; Капустина А.В., 2001;

Марченко Д.В., 2002, Проскурякова Л.А., 2006; Батоцыренова Т.Е., 2007;

Красичков Д.В., 2009). В этой связи образовательный процесс настоятельно нуждается в совершенствовании форм и методов анализа состояния здоровья и адаптации студентов на всех этапах их обучения в вузе.

Спортсмены, обучающиеся на факультетах физической культуры и спорта составляют особую группу студентов и относятся к группе повышенного риска, в связи с тем, что современная система подготовки спортсменов высокой квалификации характеризуется исключительно высокими тренировочными и соревновательными нагрузками, которые сопровождаются не только мобилизацией функциональных резервов организма, стимуляцией интенсивных адаптационных процессов, но и высоким уровнем эмоционального стресса. (Л.И. Ласская, 1971;

А.В. Чоговадзе, М.М. Круглый, 1977; А.Г. Дембо,1981; A. Bundgaard, 1985; Н.В.

Столярова, 2002). В этой связи обучение спортсменов в высшей школе предъявляет высокие требования к физиологическим системам их организма и диктует необходимость изучения адаптационных возможностей его к процессу обучения, так как при неадекватных, нерационально построенных тренировочных программах без учёта образовательных программ вуза некоторые функциональные резервы могут истощаться и тогда функционирование организма протекает на предпатологическом и патологическом уровнях. Такое состояние может привести к развитию переутомления, перенапряжения, перетренированности, значительному снижению работоспособности и в дальнейшем – к возникновению заболеваний и травм.

В связи с вышеизложенным, представляется актуальным исследование состояния функциональных резервов и адаптационных возможностей организма студентов различных спортивных квалификаций, обучающихся на факультете физической культуры и спорта.

Целью работы явилось изучение физиологических особенностей адаптации студентов различных спортивных квалификаций к процессу обучения в вузе.

В соответствии с данной целью определены следующие задачи:

1. Проанализировать динамику показателей клеточного и гуморального иммунитета у студентов-спортсменов различных спортивных квалификаций и выяснить закономерности изменений в иммунной системе в течение всего периода их обучения в вузе.

2. Провести оценку особенностей влияния учебного процесса и повышенных физических нагрузок на содержание кортизола, глюкозы, ионов натрия и калия в слюне у студентов-спортсменов различных спортивных квалификаций.

3. Провести сравнительный и корреляционный анализ полученных физиологических показателей и осуществить математическое моделирование процесса адаптации методом регрессионного анализа на основе проведенного комплексного исследования.

Научная новизна работы. В работе приводится сравнительная комплексная оценка функциональных резервов организма студентов-спортсменов различных спортивных квалификаций в процессе обучения в вузе. Получены новые данные о состоянии клеточного и гуморального иммунитета у студентовспортсменов различных квалификаций с учётом физических нагрузок на различных курсах обучения. Установлено, что наиболее выраженные адаптивные изменения функции иммунной системы происходят у студентов-спортсменов высшей спортивной квалификации на третьем курсе обучения, при прохождении ими спортивных дисциплин учебной программы вуза. Впервые, с применением неинвазивных методов исследования, на фоне изменений иммунного статуса, у студентов-спортсменов проведено изучение некоторых показателей гомеостаза.

Получены новые данные о динамике в слюне важных в оценке адаптации показателей кортизола, концентрации натрия, калия и параметров углеводного обмена, отражающих ту или иную степень напряжения функциональных систем организма непосредственно в условиях реальной деятельности. Дана оценка полученным физиологическим показателям у обследованных студентов – спортсменов, определена периодичность динамики формирования общей адаптации студентов-спортсменов в процессе усвоения ими учебной нагрузки, выявлены взаимосвязи этих показателей и установлена их значимость обнаружении признаков дизадаптации. Определены наиболее информативные показатели функционального состояния организма и на их основе разработан формализованый вариант расчёта экспресс-показателя адаптации (ЭПА) студентовспортсменов к процессу обучения в вузе, обеспечивающий прогнозирование возникновения у них пограничных физиологических состояний и связанных с ними соматических расстройств.

Теоретическая и практическая значимость работы. Полученные данные о динамике основных показателей клеточного и гуморального иммунитета, а также изменения электролитного состава слюны, кортизола и глюкозы у студентов – спортсменов в процессе обучения, дополняют современные представления о физиологических механизмах адаптационных процессов в условиях повышенных физических нагрузок и имеют важное значение для адаптационной физиологии.

Результаты проведенного исследования о влияние повышенных физических нагрузок на организм студентов-спортсменов расширяют представления о резервных возможностях человека и их реализации при продолжительной спортивно-трудовой деятельности.

Практическое значение работы состоит в том, что предложена и апробирована методика расчёта экспресс-показателя адаптации (ЭПА) студентовспортсменов в процессе обучения в вузе, а также разработаны практические рекомендации «Метод определения SigA в слюнной жидкости» (Акт внедрения от 25 октября 2010 г.)., предлагаемый в качестве теста для интегральной оценки уровня адаптации спортсменов различных спортивных квалификаций к повышенным физическим нагрузкам.

Полученные результаты исследования являются обоснованием перспективного в плане теории и практики направления в области физиологии пограничных (донозологических) состояний организма. Установленные в результате эксперимента закономерности могут быть использованы для прогнозирования оптимальной адаптоустойчивости организма студентов спортсменов в процессе обучения в вузе и своевременного прогнозирования у них явлений дизадаптации с целью предупреждения истощения адаптационных резервов их организма, и могут служить информационной базой для планирования и проведения лечебных и профилактических мероприятий. Кроме того, результаты полученных исследований могут быть использованы в учебном процессе при изучении студентами физиологических механизмов адаптации организма человека к повышенным физическим нагрузкам. Материалы проведенного исследования представляют практический интерес для физиологов, тренеров, врачей и специалистов смежных профессий.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены на Общероссийской научной конференции «XV Державинские чтения» (Тамбов, 2010); на Региональной научно-практической конференции «Актуальные вопросы оздоровительной и адаптивной физической культуры» (Липецк, 2010); на Общероссийской заочной научно-практической конференции (с международным участием) «Медицина и естествознание: вопросы, проблемы, решения» (Тамбов, 2010); на 2-ой Всероссийской научно-практической конференции «Физиология адаптации» (Волгоград, 2010); на Общероссийской научной конференции «XVI Державинские чтения» (Тамбов, 2011); на Международной заочной научнопрактической конференции «Актуальные проблемы естественных наук» (Тамбов, 2011). Результаты исследования обсуждались на заседаниях Учёного совета факультета педагогики и психологии ЛГПУ; совместных заседаниях кафедр физиологии, спорта и медико-биологических дисциплин и лаборатории медикосоциальных проблем ФПиП ЛГПУ.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 9 работ, из них 4 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, главы результатов собственных исследований и их обсуждения, заключения, выводов, практических рекомендаций и библиографического списка. Материал изложен на 137 страницах, включает в себя 50 рисунков и 20 таблиц. Библиографический список состоит из 325 отечественных и 46 иностранных источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В соответствии с целью и поставленными задачами был определён контингент выборки студентов – студенты пяти курсов, обучающиеся на факультетах педагогики и психологии и физической культуры и спорта ЛГПУ, основной возраст обследуемых – 17-25 лет.

Контрольную группу обследуемых (группа I, n = 110 человек) составили студенты факультета педагогики и психологии. Выборка определялась случайным порядком в процессе прохождения испытуемыми обучения в четном семестре соответствующего курса, вне периода сдачи зачетов или экзаменов, т.е. вне периода стрессогенного воздействия экзаменационной сессии.

Студенты-спортсмены, обучающиеся на факультете физической культуры и спорта, были разделены на 2 группы. Первую группу (группа II, n = 53) составили спортсмены, имеющие I и II спортивные разряды. Во вторую группу (группа III, n = 51) вошли кандидаты в мастера спорта, мастера спорта, мастера спорта международного класса.

Всего было обследовано 214 студентов. Условия и принцип проведения исследований для всех обследуемых групп был идентичным. Исследования проводились во внеучебное время, как правило, в субботу. Спортивная специализация, квалификация и учебная нагрузка студентов-спортсменов, находящихся в непрерывном тренировочном и соревновательном процессе в период обучения в вузе в таб. 1. Как видно из таблицы наибольшая учебная и физическая нагрузка приходится на третий год обучения.

Спортивная специализация, квалификация и учебная нагрузка студентовспортсменов, находящихся в непрерывном тренировочном и соревновательном курс БА – батутно-акробатические виды спорта; БиНВС – базовые и новые виды спорта; ДП – дисциплины по выбору (волейбол или баскетбол); МС – мастер спорта; КМС – кандидат в мастера спорта, МСМК – мастер спорта международного класса, ФФКиС- факультет физической культуры и спорта.

Используемые в работе методики представлены в табл. Используемые методики обследования изучаемого контингента 1. Количественный и морфологический лейкоциты, лимфоциты (%, #), моноциты (%, #), анализ лейкограммы. Гематологический гранулоциты(%, #) анализатор Advia – 60, реактивы к гематологическому анализатору Advia – 60.

Исследование субпопуляции СД – 3 (общее количество Т – лимфоцитов), иммунофлюоресценции на проточном лимфоцитов), % клеток; СД – 4 (Т – хелперы), % цитометре «EPICS XL» (Becarm counter, клеток; СД – 8 (цитотоксины – Т – супрессоры), % 3. Определение Ig класса А, М, G в сыворотке крови с помощью ИФА.

Оборудование для иммунного анализа иммуноглобулины классов А, M,G (г/л) sanofi diagnostics Pasteur, Франция-США:

фотометр для микропланшет 680 «BIORAD LABORATORIEES, INC»; набор реактивов IgА, IgG, IgM, общий «ИФА – БЕСТ».

4. Определение Ig А в слюне (sIg А) с помощью ИФА. Оборудование для иммунного анализа sanofi diagnostics иммуноглобулины класса А (г/л) Pasteur, Франция-США: фотометр для LABORATORIEES, INC»;

реактивов «sIg А-ИФА – БЕСТ».

5. Определение концентрации кортизола в иммуноферментном анализаторе IMX ABBOTT (США), реактивы «Стероид ИФА – кортизол – 1».

6. Определение концентрации глюкозы в слюне с помощью глюкозооксидазного метода Триндера с использованием биохимического анализатора КLIMA (США); реактивы фирмы «DIASIS» в модификации метода.

7. Определение концентрации ионов натрия в слюне с помощью стандартной методики на биохимическом АЛКАЛИмикроанализаторе типа ОР-266/I Раделикс, Венгрия.

8. АЛКАЛИ-микроанализаторе типа ОРI Раделикс, Венгрия. Определение концентрации ионов калия в слюне с помощью стандартной методики на биохимическом анализаторе.

Статистическая обработка результатов исследований проводилась c помощью ПО Statistiсa v.6.0 для Windows определяли среднее значение показателя в выборке (М) и ошибку средней арифметической (m). Значимость различий между показателями отдельных этапов обследования проверялась c использованием tкритерия Стьюдента. Также выявлялся процент лиц с измененными значениями определяемых показателей по сравнению со значениями, принятыми за норму.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Иммунологические особенности и функциональное состояние организма студентов-спортсменов различных спортивных квалификаций в процессе Успехи клинической иммунологии за последние годы убедительно показали, что состояние основных факторов иммунитета интегрально отражает функциональный статус различных систем организма. В настоящее время в качестве наиболее информативного индикатора адаптационных реакций целостного организма, рассматриваются показатели иммунного статуса (Аронов Г.Е., Иванова Н.И., 1990; Кетлинский С.А., Калинина Н.М., 1998).

С целью определения контрольных показателей лейкограммы, относительно рекомендуемой нормативными документами физиологической нормы для метода иммуноферментного анализа, была изучена лейкограмма у студентов, обучающихся на факультете педагогики и психологии. Полученные результаты были использованы в дальнейших исследованиях как контрольные. Результаты проведенного исследования представлены в табл. 3.

Количественный анализ лейкограммы студентов I группы обследования, Дальнейшие исследования были направлены на изучение лейкограммы у проиллюстрированы на рис.1 и 2.

Как видно на гистограммах у студентов-спортсменов III группы обследования, в состав которой входили студенты – спортсмены, имеющие спортивную квалификацию МС, КМС и МСМК, обнаружены значительные изменения в количественном составе форменных элементов лейкограммы. Эти значения не сопоставимы с результатами изучения лейкоцитарной формулы крови студентов II группы обследования и характеризуются выраженной лейкопенией, лимфопенией и моноцитозом. Наибольшее количество лейкоцитов было обнаружено в лейкограмме крови у студентов 3 курса обучения III группы обследования. Изучение количества форменных элементов в периферической крови, в сравнение с показателями лейкограммы студентов II группы обследования показало, что у студентов-спортсменов высоких спортивных квалификаций число лейкоцитов в периферической крови уменьшалось, в среднем, на 11%, лимфоцитов на 5,3%, а число моноцитов и гранулоцитов возрастало, соответственно, на 8 и 6, %. Количество лейкоцитов, лимфоцитов и моноцитов у студентов первого и пятого годов обучения было значительно было ниже, а число гранулоцитов у студентов курса возрастало на 5,5 %, по сравнению с этими же показателями лейкограммы студентов II группы обследования. Анализируя полученные данные, становится очевидным, что у спортсменов высоких квалификаций интенсивные физические нагрузки приводят к более выраженной активации исследуемых показателей клеточного иммунитета, а динамика количества и содержания форменных элементов в периферической крови спортсменов является отражением влияния на организм физического напряжения, характера тренировочных нагрузок и психоэмоционального состояния.

Выявленные количественные изменения состава лейкоцитарной формулы являются интегральным показателем динамики адаптационных возможностей организма спортсменов высоких спортивных квалификаций, формирующихся под влиянием тренировочных нагрузок, эффект которых модулируется также действием на их организм усвоением учебных программ вуза.

Рис.1 Количество лейкоцитов в периферической крови у студентов II и III групп обследования Рис.2 Количество лимфоцитов, моноцитов и гранулоцитов в периферической крови у студентов II В следующей серии исследований мы изучили показатели маркеров клеточной дифференцировки (моноклональные антитела) в сыворотке крови студентов I группы обследования. Эти показатели были использованы нами как контрольные. Результаты проведенного исследования представлены в табл. 4.

Показатели маркеров клеточной дифференцировки (моноклональные антитела) в сыворотке крови у студентов I группы обследования, n = 110, (М ± m), в %%.

Курсы Изучение моноклональных антител в сыворотке крови у студентовспортсменов II и III обследуемых групп показало, что субпопуляции лимфоцитов у студентов 1, 3 и 5 курсов II и III групп обследования характеризовались достоверным снижением абсолютного и относительного количества маркёров клеточной дифференцировки СД-3, СД-4 и СД-8. Результаты данного исследования проиллюстрированы на рис.3. Как показал сравнительный анализ полученных результатов студенты-спортсмены высоких спортивных квалификаций III группы обследования имели в целом более низкие показатели моноклональных антител.

Так, у студентов 1 курса III группы обследования количество СД-3 было в 2 раза ниже, по сравнению с количеством СД-3 в периферической крови у студентов II группы обследования, а у студентов 3 и 5 курсов обучения группе III этот показатель также снижался, соответственно, на 29 % и в 1,8 раза. Данная тенденция сохранялась при изучении количественных величин СД-4 и СД-8.

Наибольшее снижение этих моноклональных антител отмечалось у студентов 1, 3 и 5 курсов обучения. Количество маркеров клеточной дифференцировки СД-16 в обеих группах обследования оставалось в пределах физиологической нормы. У студентов 5 курса обучения в III группе обследования количество СД-16 было ниже уровня физиологической нормы на 27 %. На фоне низких показателей СД-3 у студентов 2 и 4 курсов обучения, в обеих группах обследования, изменений других исследуемых параметров клеточного иммунитета не выявлено. Относительное содержание маркеров клеточной дифференцировки СД-20 не изменялось у студентов всех курсов обучения и оставалось в пределах физиологической нормы.

Таким образом, наибольшее число изменённых параметров клеточного звена иммунитета наблюдалось у студентов-спортсменов 3 курса в III группе обследования, что указывает на напряжение адаптационных механизмов их организма и реакцию иммунной системы на поддержание гомеостаза в условиях повышенной и интенсивных физических нагрузок.

Рис 3. Количество маркеров клеточной дифференцировки в периферической крови у студентов Дальнейшие исследования были направлены на изучение гуморального звена иммунитета. В табл. 5 представлена концентрация иммуноглобулинов класса A, M и G у студентов I группы обследования, которые были приняты в последующих наших исследованиях как контрольные.

Концентрация иммуноглобулинов класса А, М, G в сыворотке крови у студентов I групп обследования, n = 110, (M ± m), в мг/мл В следующей серии исследований мы провели изучение состояния гуморального иммунитета во II и III группах обследуемых студентов. На рис. проиллюстрированы результаты этих исследований.

Как видно на гистограмме концентрация сывороточных IgA, IgМ и IgG изменялась в процессе обучения у студентов-спортсменов обеих групп обследования. При анализе полученных результатов было установлено, что показатели гуморального звена иммунитета у всех обследуемых студентовспортсменов, обучающихся на 1, 3 и 5 курсах, характеризуются пониженными устойчивыми значениями показателей концентраций сывороточных иммуноглобулинов А, М и G. У студентов-спортсменов II группы обследования на 1, 3 и 5 курсах обучения были сопоставимы с показателями у студентовспортсменов этих же курсов III группы обследования. Наибольшее снижение концентраций иммуноглобулинов А, М, G отмечалось у студентов 3 курса обучения.

Снижение иммунологической резистентности у обследованных студентов совпадает с «критическими» периодами адаптации студентов-спортсменов к процессу обучения в вузе (Д.В. Красичков, 2009) и свидетельствует об изменениях в состоянии защитных реакций организма в эти периоды. Повышенные физические нагрузки учебно-тренировочного цикла и психоэмоциональное состояние студентов в эти периоды требуют от организма мобилизации функциональных ресурсов за счёт напряжения регуляторных систем, и не в последнюю очередь от иммунной системы, которая особо чувствительна к воздействию факторов, влияющих на жизнеобеспечивающие системы организма.

II-Группа III-группа II-Группа III-группа II-Группа III-группа II-Группа III-группа II-Группа III-группа Рис 4. Количество иммуноглобулинов в сыворотке крови у студентов II и III групп обследования Сопоставление физических и учебных нагрузок и состояния иммунной системы студентов - спортсменов показывает, что степень угнетения клеточных и гуморальных факторов иммунитета в общем виде выражает известную зависимость: «доза-эффект».

Таким образом, исследованиями установлены изменения во всех звеньях иммунной системы у студентов - спортсменов на 3 курсе обучения, и в большей степени, у студентов III группы обследования, имеющих высокую спортивную квалификацию. В общей структуре адаптации эти изменения рассматриваются нами как спортивный иммунодефицит, который поддерживается устойчивым функционированием важнейших жизнеобеспечивающих систем организма.

Биохимические показатели слюны и крови у студентов-спортсменов различных спортивных квалификаций в процессе обучения в вузе В последнее десятилетие возросло внимание исследователей к изучению свойств слюнного секрета человека. Это связано не только с бурным развитием анаметрической техники, но и с растущим интересом к уникальным свойствам слюны. В этом отношении анализ слюны представляет собой одну из наиболее значимых альтернатив анализу крови, в ряде случаев не только дополняя, но и заменяя его. (Попов С.Е., Миролюбов А.В., 1983 Сыча В.Л., Шустина Б.Н., 1995).

Исходя из основных положений концепции профессионального здоровья, была изучена возможность использования данных, полученных при биохимических исследованиях слюны в целях оценки функционального состояния организма студентов к процессу обучения вузе.

Для этого в сыворотке крови и в слюнном секрете параллельно определяли содержание секреторного SIg A, кортизола, глюкозы, ионов натрия и калия.

В соответствии с задачами, поставленными в данном исследовании, была проанализирована корреляционная зависимость между биохимическими показателями крови и биохимическими показателями слюны. Исследования проводили в I группе (контрольной) обследуемых. Выборка определялась случайным порядком в процессе обучения в вузе. Всего обследовано 48 студентов.

Коэффициент корреляции рассчитывался по Спирмену для каждого показателя на всех этапах проведения исследования. Общее количество данных, используемых для определения степени корреляционной связи между изменениями физиологических показателей в сыворотке крови и слюны, составило по значения для каждого ингредиента. Данные проведенного исследования представлены в табл. 6.

Корреляционная зависимость между физиологическими показателями сыворотки крови и слюнного секрета (r - по Спирмену), n = 48 (М ± m) Как видно из табл. 6, физиологические показатели крови находятся в тесной корреляционной взаимосвязи с показателями слюны, которая может составить в исследованиях альтернативу крови.

Биохимические показатели слюны студентов I группы обследования представлены в табл. 7. Эти показатели были использованы, в дальнейших исследованиях, как контрольные.

Биохимические показатели слюны у студентов I группы обследования, Дальнейшие исследования были направлены нами на изучение роли кортизола, глюкозы и электролитов, а также SIg A в слюне в формировании адаптивных реакциях у студентов-спортсменов в процессе обучения в вузе. Данные этого исследования проиллюстрированы на рис. 5, 6, 7, 8.

Как видно на гистограммах, концентрация секреторного иммуноглобулина А в слюне у студентов II и III группах обследования снижалась на 1, 3 и 5 курсах обучения. Анализ физиологических показателей слюны выявил значительные изменения концентраций кортизола, глюкозы и электролитов. Эти изменения носили разнонаправленный количественный характер и были установлены в группах обследования II и III – на 1, 3 и 5 курсах обучения. У студентов 1, 3 и курсов II и III групп обследования изменения концентрации изучаемых показателей свидетельствуют о расходовании адаптационных резервов их организма и наступлении состояния функционального напряжения. Наибольшие количественные изменения установлены у студентов 3 курса обучения в обеих группах обследования, у которых учебная программа предусматривает прохождение предметов спортивного профиля. Сравнительный анализ изменения концентрации кортизола в слюне студентов-спортсменов II и III обследуемых групп показал, что его концентрация была повышенной у студентов 1, 3 и 5 курсов обучения, и сопоставимой в обеих обследуемых группах. Наибольший уровень кортизола в слюне был у студентов-спортсменов 3 курса обучения в обеих обследуемых группах и превышал фоновые значения в 2 раза. Использование показателей содержания кортизола в слюне - это удобный и надежный тест для определения степени напряженности адаптационных резервов организма.

Повышение концентрации кортизола в слюне можно объяснить тем, что при повышенных физических нагрузках и на фоне стрессогенных факторов (соревновательный и учебный процессы) рефлекторно усиливается секреция адреналина мозговым слоем надпочечников. Поступающий в кровь адреналин, действуя на гипоталамус, вызывает образование полипептида – кортиковысвобождающего фактора, способствующего секреции в передней доле гипофиза адрено-кортикотропного гормона. Этот гормон является фактором, стимулирующим выработку в надпочечниках глюкокортикоидов. Некоторые авторы (Бабский Е.Б, Зубков А.А., 1972) считают, что при недостаточной секреции глюкокортикоидов, к каковым относится кортизол, понижается сопротивляемость организма к агрессивным факторам окружающей среды; повышение же концентрации кортизола в слюне является адекватной реакцией организма на воздействие отрицательных факторов профессиональной среды.

Анализ показателей глюкозы в слюне показал, что концентрация её, также как и концентрация кортизола была повышенной у студентов 1, 3 и 5 курсов обучения, и сопоставимой в обеих обследуемых группах. Наибольший уровень глюкозы в слюне был у студентов-спортсменов 3 курса обучения в обеих обследуемых группах и превышал фоновые показатели, в среднем, на 78%.

Увеличение содержания глюкозы в слюне происходит под влиянием адреналина, повышающего транспорт глюкозы из крови в слюну. В случае стремительно нарастающих затрат энергии, обусловленных тяжелыми мышечными усилиями и эмоциональным возбуждением, возрастает роль глюкозы в энергетике организма, что объясняется быстротой ее распада и окисления, а также тем, что она быстро извлекается из депо и может быть использована в экстремальных для организма ситуациях. Некоторые авторы (Бабский Е.Б, Зубков А.А., 1972) убеждены в том, что на содержание глюкозы в крови оказывает влияние кора больших полушарий головного мозга. Влияние гипоталамуса и коры больших полушарий на содержание глюкозы в слюне осуществляется преимущественно посредством симпатической нервной системы, которая вызывает усиленную секрецию адреналина надпочечниками. Адреналин же действуя на печень и мышцы, вызывает мобилизацию гликогена. Гликогенный резерв мышц используется в качестве источника энергии для их работы. Действие адреналина влечет за собой увеличенное поступление из печени в кровь глюкозы, которая используется организмом при экстремальных физических и психических нагрузках. Этим объясняется достаточно высокий уровень глюкозы в слюне у студентовспортсменов в период выполнения ими тренировочных нагрузок.

Сравнительный анализ концентрации ионов натрия и калия в слюне у студентов-спортсменов 1, 3 и 5 курсов обучения II и III групп обследования, показал, что концентрация ионов натрия повышалась. У студентов 1 курса II группы, она была в 2,3 раза выше, чем у студентов этого же курса III группы обследования, а концентрация калия ниже в 1,6 раза у студентов III группы, по сравнению с таковыми показателями калия в слюне у студентов 1 курса II группы обследования. На третьем курсе обучения, отмечались наибольшие отклонения в концентрации электролитов: натрий повышался, в среднем, в 4,5 раза в обеих группах обследования, а на 5 курсе обучения концентрация его была в 2,5 раза выше, чем у сокурсников II группы обследования; концентрация ионов калия на 1, 3 и 5 курсах обучения снижалась, максимально, на третьем курсе обучения и была сопоставимой в обеих группах обследования. Натрий, участвуя в поддержании постоянства внеклеточной среды, обладает и рядом регуляторных влияний.

Транспорт глюкозы в клетку напрямую зависит от присутствия натрия во внутриклеточной среде: увеличение внутриклеточной концентрации натрия усиливает вход глюкозы в клетку. На поддержание в узких пределах концентрации натрия и калия в организме оказывают влияние многие регуляторные системы:

гипоталамус, гипофиз, надпочечные железы, почки, ткань стенки правого предсердия. Поэтому очевидно, что резкое изменение содержания любого их этих электролитов повлечет за собой рассогласование физиологических функций организма. Одной из причин повышения концентрации натрия в слюне является снижение общего содержания воды в организме. Основной причиной изменения концентрации калия является нарушение кислотно-щелочного состояния (Hoffman E., 1985). Экскрекция калия является результатом сочетания процессов фильтрации, реабсорбции и секреции. Установлено, что при снижении или повышении концентрации калия в организме нарушается поступление в клетки глюкозы (Alverstrand A., et al., 1984).

Таким образом, исследованиями установлено, что у студентов 3 курса III группы обследования обучающихся на факультете физической культуры и спорта и имеющих высокую спортивную квалификацию, установлен высокий показатель состояния напряжённости жизнеобеспечивающих систем организма. Изменения в клеточном и гуморальном звене иммунитета, по типу вторичного иммунодефицита, повышение концентрации натрия и понижение калия, повышенная продукция кортизола (характерно для состояния дизадаптации), протекающем с напряжением регуляторных механизмов, которое не может обеспечить оптимального режима функционирования организма. Это подтверждается и высокими показателями концентрации глюкозы в слюне, что свидетельствует о резком недостатке энергетических резервов в организме. Очевидно, это обусловлено либо несформировавшейся долговременной адаптацией к физическим нагрузкам, либо истощением резервных возможностей организма испытуемых.

II-Группа III-группа II-Группа III-группа II-Группа III-группа II-Группа III-группа II-Группа III-группа Рис 5. Количество SIg A в слюне у студентов II и III групп обследования Рис 6. Количество ионов Na+ и K+ в слюне у студентов II и III групп обследования II-Группа III-группа II-Группа III-группа II-Группа III-группа II-Группа III-группа II-Группа III-группа Рис 7. Количество кортизола в слюне у студентов II и III групп обследования II-Группа III-группа II-Группа III-группа II-Группа III-группа II-Группа III-группа II-Группа III-группа Рис 8. Количество глюкозы в слюне у студентов II и III групп обследования Выраженные изменения всех исследуемых параметров, вероятно, отражают наступление состояния срочной адаптации (Меерсон Ф, 1981), которое не может обеспечить качественной приспособительной реакции организма на резко повышенные физические нагрузки.

При резком повышении физических нагрузок на 3 курсе обучения, связанных с усвоением учебных программ, включающих предметы спортивного профиля, у студентов-спортсменов III группы обследования отмечается отсутствие возможности реализовать адаптацию, что проявляется выраженными изменениями иммунологических и физиологических показателей. Данное состояние может привести к нарушению гомеостаза и возникновению соматических преморбитных изменений в функциональном состоянии жизнеобеспечивающих систем организма обучающихся. Иммунологические и физиологические показатели крови и слюны студентов-спортсменов 1 и 5 курсов обучения, имеющих высокую спортивную квалификацию, характеризующиеся значительными сдвигами в содержании исследуемых компонентов, также свидетельствуют о расходовании резервов организма и наступлении состояния компенсированного функционального напряжения.

Информативность использования полученных показателей для прогнозирования дизадаптации организма студентов-спортсменов в процессе С целью определения степени прогностичности показателя, отражающего вероятность развития у студентов – спортсменов состояния дизадаптации была определена степень корреляционной связи имунноглобулина класса А в сыворотке крови, как наиболее информативного, во II и III группах обследования, с остальными показателями, характеризующими состояния организма студентов – спортсменов в процессе обучения.

Установлено, что при прогнозе вероятности развития у студента дизадаптационных состояний к высокопрогностичным показателям для уровня IgA могут быть отнесены показатели: лейкоциты, кортизол, глюкоза, Na+, K+.

Так как полученные коэффициенты корреляции являются статистически значимыми, это позволяет построить математическую модель средствами регрессионного анализа.

IgA=2,25849 · b0 + 0,05478 · Лейкоциты + 0,00780 · Кортизол – 0,05639 · Na + 0,04004 · K+ – 2,55303 · Глюкоза Проводя анализ данного уравнения, был рассчитан коэффициент детерминации R2=0,8939, который показывал, что данное уравнение описывает 89,4 % происходящих процессов. Оценивая уровень влияния факторных признаков на изменение результативного признака, были получены следующие коэффициенты t-критерия и их уровни значимости t(b0) =3,34680, p=0,001149;

t(глюкоза)=-1,73238 p=0,086259; t(лейкоциты)=1,76169 p=0,081147; t(кортизол) =1,98223 p=0,05017; t(Na)=-3,14640 p=0,002172; t(K) =2,15693 p=0,033383.

Так как часть предикторов оказались не значимыми в уравнении, то построили новую модель со статистически значимыми коэффициентами уравнения IgA = 2,771020 · b0 - 0,077841 · Na+ + 0,052048 · K+ В данной математической модели коэффициент детерминации R2=0,8826. В это уравнении описывается 88,3% происходящих процессов. Статистическая значимость коэффициентов уравнения показывает, что в данном уравнении все коэффициенты являются значимыми t(b0) =4,20172, p=0,000056; t(Na)=-8, p=0,000001; t(K) =2,82809 p=0,005619.

Из вышеизложенного анализа уравнений следует, что наиболее значимое влияние на IgA оказывает ионы натрия и калия.

Для оперативной диагностики дизадаптации студентов-спортсменов к процессу обучения в вузе информативным является комплекс иммунологических и биохимических показателей: IgA, лейкоциты, кортизол, глюкоза, Na+ K+, что позволяет получить формализованный вариант расчета экспресс-показателя адаптации (ЭПА) студентов - спортсменов к процессу обучения в вузе, который представлен регрессионным уравнением:

ЭПА = 0,890339 · b0 - 0,013844 + 0,039716 ·IgA - Лейкоциты - 0,000731 · Кортизол + 0,003186 · Na+ - 0,000011 · K + + 0,054466 · Глюкоза В полученной модели наиболее значимыми коэффициентами являются: t(b0) = =8,69598, p=0,00001; t(IgA) =2,77276, p=0,006631; t(лейкоциты) =-3, p=0,002964, что позволяет упростить данное уравнение до следующего вида ЭПА =1,021637 · b0 + 0,015774 · IgA – 0,015289 · Лейкоциты Для оценки значимости коэффициентов воспользуемся t-критерием. t(b0) = =61,63163, p=0,0001; t(IgA)=2,22289, p=0,028387; t(лейкоциты)=-3,45126 p=0, Критерием (пороговым) значением предсказанного (ожидаемого) ЭПА служат следующие границы:

Минимальное значение: 0, Среднее значение: 0, Максимальное значение: 0, Эффективность разработанного экспресс-показателя (ЭПА) была проверена на выборке у 43 студентов-спортсменов третьего года обучения. Как показали расчёты, количество совпадений результатов в абсолютных числах составило человек, что соответствует 88,3 % от общего числа обследуемых.

1. В результате комплексных исследований функционального состояния организма студентов-спортсменов различных спортивных квалификаций разработаны основы оценки влияния повышенных физических нагрузок и учебного процесса на жизнеобеспечивающие системы их организма с прогнозированием различной степени его напряжения и адекватности протекания адаптивных реакций. Полученные иммунологические и физиологические показатели легли в основу разработки рационального подхода к прогнозированию дизадаптивных функциональных расстройств организма и успешному усвоению учебных программ вуза студентами-спортсменами в процессе обучения.

2. Установлено, что при длительном воздействии интенсивных физических нагрузок у студентов-спортсменов высоких спортивных квалификаций на 1, 3 и курсах обучения, значительные изменения иммунного гомеостаза затрагивают как гуморальное, так и клеточное звено иммунитета. Установлен широкий диапазон изменений концентраций ионов натрия, калия, глюкозы и кортизола в слюне, отражающих состояние напряженности функциональных систем организма и характеризующих адаптационные возможности организма студентов на разных курсах обучения. Эти изменения были наиболее выраженными у студентовспортсменов высоких спортивных квалификаций на 3 курсе обучения.

3. Установлено, что у студентов-спортсменов высоких спортивных квалификаций на 3 курсе обучения, сочетанные учебные и тренировочные нагрузки вызывают наиболее выраженные изменения иммунного гомеостаза. Эти изменения характеризуются резким снижением лейкоцитов и лимфоцитов в лейкограмме крови, моноклональных антител и сывороточных иммуноглобулинов А, М и G. На фоне увеличения числа моноцитов, более чем в 3 раза, количество лейкоцитов снижалось в 1,7 раза, а лимфоцитов – на 41 %. Угнетение Т - клеточного звена иммунитета характеризовалось наиболее низкими показателями активности иммунокомпетентных клеток - Т-хелперов и Т-супрессоров, при этом количество В – лимфоцитов оставалось в пределах контрольных показателей. Установленные изменения в иммунном гомеостазе, рассматриваются как спортивный иммунодефицит, который поддерживается напряжённым функционированием важнейших жизнеобеспечивающих систем организма.

4. Показано, что у студентов-спортсменов высоких спортивных квалификаций на 3 курсе обучения, концентрация кортизола в слюнном секрете превышала фоновые значения в 2 раза, концентрация глюкозы – на 78%, ионов натрия в 4, раза, а концентрация ионов калия снижалась в 1,6 раза. Повышенная концентрация кортизола, характерная для состояния дизадаптации, высокие показатели глюкозы, свидетельствующие о недостатке энергетических резервов в организме, повышение ионов натрия и понижение ионов калия обусловлены либо несформировавшейся долговременной адаптацией к физическим нагрузкам, либо истощением резервных возможностей организма студентов – спортсменов 5. Показана прямая корреляционная зависимость между изменениями концентрации сывороточного иммуноглобулина А и показателями в слюнном секрете ионов натрия (r = 0,93), ионов калия (r = 0,90), кортизола (r = 0,69), глюкозы (r = 0,93) и лейкоцитов в плазме крови (r = 0,75), указывающая на формирование функциональной системы адаптации к повышенным физическим и учебным нагрузкам.

6. Установлено, что при прогнозе вероятности развития у студентовспортсменов дизадаптационного состояния к высокопрогностичным показателям для уровня IgA могут быть отнесены: лейкоциты, кортизол, глюкоза, Na+, K+. На основе этих показателей и для оперативной диагностики дизадаптации разработан формализованный вариант расчёта экспресс-показателя (ЭПА) адаптации студентов-спортсменов в процессе обучения в вузе.

1. Результаты исследований в отношении оценки состояния иммунного статуса у студентов-спортсменов, обучающихся на факультетах физической культуры и спорта и испытывающих повышенные учебные и физические нагрузки на организм, могут быть использованы для последующей разработки научнообоснованных рекомендаций в отношении сохранения здоровья студентовспортсменов и явятся теоретической основой профилактических мероприятий, направленных на повышение иммунологической резистентности их организма.

2. Полученные изменения иммунологических параметров, динамика концентрации электролитов, кортизола и глюкозы в слюнном секрете позволят определить, насколько эффективно происходит адаптация студентов-спортсменов к процессу обучения в вузе и будут способствовать своевременной диагностике донозологических состояний и явлений дизадаптации.

3. Выявленные особенности адаптационных возможностей организма студентов-спортсменов, обучающихся на факультете физической культуры и спорта, находящиеся в непрерывном тренировочном и соревновательном процессах, могут быть использованы в работе тренеров при планировании учебнотренировочных нагрузок, что позволит снизить риск развития дизадаптационных расстройств при усвоении студентами учебных программ вуза.

Список опубликованных работ по теме диссертации:

1. Черкасов Д.В. Перспективность изучения иммунологических показателей слюны при оценки адаптационных возможностей студентов к процессу обучения в ВУЗе / Д.В. Черкасов // Сборник научных трудов аспирантов и соискателей.

Липецк: ЛГПУ, 2009. – Вып. 6. – С. 129130.

2. Черкасов Д.В. Оценка иммунологической реактивности у студентов спортсменов вуза / Д.В. Черкасов, Е.В. Малышева, А.В. Гулин // Актуальные вопросы оздоровительной и адаптивной физической культуры: Тезисы региональной научно – практической конференции. – Липецк: ЛГПУ, 2010. – С.

109-111.

3. Черкасов Д.В. Исследование показателей периферической крови и субпопуляции лимфоцитов у студентов - спортсменов в процессе обучения в ВУЗе / Д.В. Черкасов, Е.В. Малышева, А.В. Гулин // Вестник Тамбовского университета. - 2010. - Т. 15, Вып. 1. - С. 91-93.

4. Черкасов Д.В. Изучение адренорецепции клеточных мембран в качестве оценки активности симпато-адреналовой системы у студентов 1 – 5 курсов обучения в ВУЗе / А.В. Гулин, Д.В. Черкасов, Е.В. Малышева // Медицина и естествознания: вопросы, проблемы, решения: Материалы Общероссийской научно-практической конференции (с международным участием). – Тамбов, 2010. – С. 134-139.

5. Черкасов Д.В. Особенности гуморального иммунитета в комплексной оценке уровня адаптации спортсменов к процессу обучения в вузе / Д.В. Черкасов, Е.В.

Малышева, А.В. Гулин // Физиология адаптации: Материалы 2-ой Всероссийской научно-практической конференции, г. Волгоград. - 2010. - С. 312-315.

6. Черкасов Д.В. Динамика натрия и калия в крови спортсменов под влиянием экстремальных факторов профессиональной среды / Д.В. Черкасов, Е.В. Малышева // Актуальные проблемы естественных наук: Материалы Международной заочной научно – практической конференции. – Тамбов, 2010. – С. 182-187.

7. Черкасов Д.В. Нейрогуморальное обеспечение иммунного гомеостаза / Д.В. Черкасов, Е.В. Малышева, А.В. Гулин // Вестник Тамбовского университета. - 2011. - Т. 16, Вып. 1.– С. 327-329.

8. Черкасов Д.В. Сравнительный анализ содержания кортизола в крови у студентов вуза с различной спортивной квалификацией / Д.В. Черкасов // Вестник Тамбовского университета. – 2011. - Т. 16, Вып. 1. – С. 366-368.

9. Черкасов Д.В. Сравнительный анализ содержания кортизола в слюне у студентов вуза с различной спортивной подготовкой/ Д.В. Черкасов, А.В.

Гулин // Вестник Тамбовского университета. - 2011. - Т. 16, Вып. 2. – С. 517Черкасов Д.В. (Россия) студентов различных спортивных квалификаций в процессе Изучены особенности адаптивных возможностей организма и физиологический статус студентов-спортсменов, обучающихся на факультете физической культуры и спорта. Показана возможность использования иммунологических и физиологических показателей для оценки уровня адаптации студентов.

Разработана математическая модель экспресс-показателя адаптации к условиям обучения в высшей школе, позволяющая на ранних стадиях диагностировать у них преморбидные состояния.

Students of various sports qualifications to training process in high school»

Features of adaptive possibilities of an organism and the physiological status of the students-sportsmen trained at faculty of physical training and sports are studied.

Possibility of use immunological and biochemical activities for an estimation of level of adaptation of students is shown. The mathematical model of an express indicator of adaptation to training conditions at the higher school is developed, which allows to diagnose students` unhealthy state at the initial level.

Черкасов Дмитрий Владиславович Физиологические особенности адаптации студентов различных спортивных квалификаций в процессе обучения в вузе диссертации на соискание учёной степени Формат 60х84 1/16. Бумага офсетная.

Отпечатано в редакционно-издательском центре ГОУ ВПО «Липецкий государственный педагогический университет»