Физиология человека. T. 46, Номер 5, 2020

  1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Физиология человека
  4. T. 46, № 5, 2020

Физиология человека, 2020, T. 46, № 5, стр. 71-80

Особенности сложной зрительно-моторной реакции и вариабельности сердечного ритма под влиянием рабочей нагрузки у пожарных-спасателей

Н. Ю. Власенко *

ФГБОУ ВО Тверской государственный технический университет Министерства науки и высшего образования РФ
Тверь, Россия

* E-mail: natalya_vlasenko@mail.ru

Поступила в редакцию 01.11.2019
После доработки 11.02.2020
Принята к публикации 20.03.2020

Полный текст (PDF)

Аннотация

В исследовании обнаружено, что в трех группах пожарных-спасателей, распределенных по стажу службы, в начале рабочей суточной смены показатели сложной зрительно-моторной реакции свидетельствовали о благоприятном функциональном состоянии и практически значимо не отличались. В конце смены в группе со стажем 1–6 лет (этап профессиональной адаптации) уровень психофизиологической надежности не снизился. В группах со стажем 7–15 (этап сложившегося профессионализма) и 16–22 года (этап возможных профессиональных деформаций) отмечено его уменьшение. Параметры вариабельности сердечного ритма в начале смены во всех группах значимо отличались. У пожарных-спасателей со стажем 1–6 и 16–22 года низкий уровень индекса напряжения свидетельствовал об управлении организма автономным контуром регуляции при наличии дизадаптивных явлений по параметрам спектрального анализа ритма. В группе со стажем службы 7–15 лет он соответствовал норме и был сбалансирован со спектральными показателями. В конце смены во всех группах отмечалось нарастание вагусного влияния. Корреляционный анализ выявил в группе со стажем службы 7–15 лет соответствие между психофизиологической нагрузкой и ее вегетативным обеспечением, в группах со стажем 1–6 и 16–22 года обнаружены явления десинхронизации.

Ключевые слова: сложная зрительно-моторная реакция, вариабельность сердечного ритма, пожарные-спасатели, профессиональный стаж.

Особенности сенсомоторного реагирования (СМР) человека лежат в основе оперативного анализа ситуации и принятия решений. Их детерминированность генетическими факторами позволяет заключить, что временны́е и точностные показатели СМР являются относительно постоянными индивидуально-типологическими свойствами человека на протяжении определенных отрезков онтогенеза и представляют собой часть психофизиологического профиля [1]. Для представителей опасных профессий: пожарных-спасателей, бойцов отрядов силовых подразделений, пилотов, машинистов, операторов пультов управления характеристики сенсомоторных реакций являются критериями для профотбора [2]. В условиях скрининговой программно-аппаратной диагностики возможно определение их особенностей, что позволяет прогнозировать успешность обучения и приобретения профессиональных навыков, а также предсказывать особенности поведения человека в экстремальной ситуации. Так, в ведомстве МЧС РФ разработаны специальные методические руководства, определяющие психофизиологическую пригодность кандидатов на службу по особенностям простой и сложной зрительно-моторных реакций (ПЗМР, СЗМР) при медико-психологическом обследовании на этапе профотбора [3, 4].

В условиях физического и нервно-эмоционального напряжения, сопровождающих экстремальный труд, возможно ухудшение функционального состояние работника, что, по мнению многих исследователей, сказывается на параметрах СМР [5–8]. Мониторинг их динамики позволяет превентивно оценить снижение качества деятельности. Медико-психологическая служба МЧС руководствуется ведомственными нормативами оценки функционального состояния пожарных-спасателей при ежегодном психофизиологическом обследовании [3, 4].

Традиционно в физиологии спорта и труда для оценки функционального состояния организма используется метод вариабельности сердечного ритма (ВСР) [9–11]. В настоящем исследовании предпринята попытка комплексного анализа психофизиологических и физиологических переменных пожарных-спасателей с разным сроком работы с учетом суточной профессиональной нагрузки.

Гипотезой исследования явилось предположение о существовании различий параметров СЗМР и ВСР у пожарных-спасателей с разным стажем службы в МЧС: 1) на этапах овладения профессией и профессиональных деформаций (начальный и финишный сроки службы) возможно снижение уровня сенсомоторного реагирования и увеличение напряжения вегетативного обеспечения организма; 2) в период сформированного профессионализма (средний срок службы) состояние организма бойцов соответствует оптимальному уровню.

В задачи работы входил анализ корреляций между психофизиологическими и физиологическими показателями для понимания наличия системности процессов.

МЕТОДИКА

Исследование выполняли в пожарных частях № 2, 3, 4 Федеральной противопожарной службы (ФПС) МЧС по Тверской области. В обследовании принимали участие 235 пожарных-спасателей мужского пола (в возрасте от 25 до 45 лет) со стажем службы от 1 до 22 лет.

Все обследуемые были распределены по трем группам в зависимости от стажа службы. Первая группа была представлена пожарными-спасателями со стажем от 1 до 6 лет в возрасте 24–30 лет (n = 80). В этот период происходит поэтапное (через каждые 2 года) присвоение классов: третьего, второго и первого, что соответствует адаптации и овладению профессией (http://base.garant.ru/ 70 585 792/). Во вторую группу объединили пожарных-спасателей со стажем службы 7–15 лет в возрасте 31–38 лет (n = 69). Данный этап характеризуется сформированным профессионализмом, что соответствует максимальной эффективности, устойчивости и надежности в работе. 23 сотрудника этой группы имеют присвоенный наивысший класс наставника. Третья группа представлена пожарными-спасателями со стажем службы 16–22 года в возрасте 39–45 лет (n = 86). Для специалистов экстремального профиля это период возможного профессионального “выгорания и деструкций”, когда могут проявляться дизадаптивные процессы, связанные с истощением ресурсов организма [12]. Режим службы пожарных составлял цикл из одних рабочих и трех суток отдыха. Обследование проводили в начале и конце рабочей смены с 8:30 до 10:00 ч утра. Работа проходила в июне 2014 г. в период относительного благополучия пожарной обстановки в регионе во время смен с режимом ликвидации последствий не чрезвычайной ситуации (1–2 выезда на пожары за смену), что соответствовало классу условий труда по тяжести 3.3. При этом профессиональная деятельность пожарных-спасателей протекала в режиме повышенной готовности и бдительности (класс труда по напряженности 3.2) [13]. Каждый сотрудник смены в ночной период заступал в караул на пост дежурного по телефонному пульту на 2 ч, о чем свидетельствовала запись в журнале пожарной части.

Для оценки СЗМР использовали портативный аппарат “Психофизиолог” (“Медиком МТД”, Россия). Обследование рекомендовано научно-исследовательским отделом психологической и психофизиологической диагностики главного управления “Центра экстренной психологической помощи МЧС России” при профотборе кандидатов на службу и ежегодном мониторинге функционального состояния пожарных-спасателей [3, 4]. Процедура заключалась в нажатии (как можно быстром) на клавиши пальцами правой руки при предъявлении зеленого сигнала, левой – красного (тип реагирования: Go/Go-реакция). Тест состоял из 75 стимулов (первые 5 – тренировочные и в расчете не учитывали), которые предъявляли апериодично и в случайном порядке. Тест предназначен для оценки уровня операторской работоспособности по следующим позициям: быстродействия по среднему времени реакции (СВР, мс); стабильности времени реакции (среднеквадратичное отклонение, СКО, мс); наличия ошибок: пропусков, упреждений, неправильных нажатий по отдельности и в сумме (ER); интегрального показателя надежности (ИПН, %), рассчитываемому как среднее коэффициентов надежности каждого СЗМР ответа (всем безошибочным ответам присваивается коэффициент в зависимости от ВР, всем ошибочным – 0%); оценки уровня сенсомоторных реакций (ОУСР, отн. ед.), рассчитываемой из соотношения СВР и ER [14].

Для исследования ВСР использовали диагностический комплекс “Кредо” (“ДНК и К”, Россия). Запись 500 кардиоциклов осуществляли в I стандартном отведении в положении лежа. Оценивали моду (Мо, с), представляющую собой значение наиболее часто встречающегося R–R-интервала и указывающую на доминирующий уровень функционирования синусного узла. Производили трактовку амплитуды моды (АМо, %), которая показывает отношение количества R–R-интервалов со значениями, равными Мо, к общему количеству R–R-интервалов и отражает степень ригидности ритма. Анализировали показатель адекватности процессов регуляции (ПАПР, усл. ед.), рассчитываемый как AMo/Mo. Он отражает соответствие между активностью симпатического отдела ВНС и ведущим уровнем синусного узла. Оценивали индекс напряжения регуляторных систем (ИН) в отн. ед., который трактуется как степень централизации управления сердечным ритмом и рассчитывается как AMo/(2хdRRхMo). Учитывали стандартное отклонение величин нормальных кардиоинтервалов (SDNN, мс); квадратный корень из среднего квадратов разностей величин последовательных пар интервалов (RMSSD, мс). По этим значениям можно судить об отклонении кардиоинтервалов от среднего значения ряда и степени их вариабельности. Оценивали параметры спектрального анализа ритма: высокочастотные (HF, мс2), низкочастотные (LF, мс2), очень низкочастотные (VLF, мс2) волны. Сумму трех компонентов выражали в общем спектре волн (TF, мс2). Отношение LF/HF трактовали как вагосимпатический индекс, который выражается в отн. ед. Анализ ВСР проводили в соответствии с отечественными и зарубежными трактовками [9, 15, 16].

При математической обработке данных с помощью программы “SPSS 22” была проведена проверка распределения вариационных рядов на нормальность с использованием критерия Колмогорова-Смирнова. С учетом их нормального распределения использовали дескриптивный анализ с описанием средне выборочного значения и стандартной ошибки среднего (в тексте M ± m). Анализ межгрупповых различий изучали с помощью однофакторного дисперсионного анализа для независимых выборок (one-way ANOVA) с проверкой гомогенности дисперсий по Levene test. С целью обнаружения значимых различий между группами далее проводили post-hok-анализ с попарным апостериорным сравнением при помощи поправки Бонферрони. Для сравнения средних значений изучаемых признаков в начале и конце смены внутри групп использовали парный критерий Стьюдента (paired t-test). Для оценки связи между признаками рассчитывали коэффициенты корреляции Пирсона. С помощью точного критерия Фишера осуществляли проверку однородности всех переменных по средним величинам возрастных подгрупп внутри каждой группы по сопряженным четырехпольным таблицам. За критический уровень значимости различий принимали значение 0.05 [17–19].

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В начале смены среднегрупповые значения СВР всех групп находились выше среднего уровня (табл. 1).

Таблица 1.  

Средние значения показателей СЗМР в начале рабочей смены (М ± m)

Показатели
(единицы измерения) 		1 группа
(n = 80), стаж 1–6 лет 		2 группа
(n = 69), стаж 7–15 лет 		3 группа
(n = 86), стаж 16–22 года 		Интерпретация [14]
СВР, мс 420.56 ± 17.3422 429.08 ± 12.52 426.41 ± 12.49 Уровень быстродействия:
<405 – высокий;
405–462 – выше среднего;
463–525 – средний;
526–690 – ниже среднего;
691–2000 – низкий
СКО, мс 82.63 ± 6.45 74.29 ± 4.05 80.40 ± 5.29 Уровень стабильности:
<65 – высокий;
90–65 – выше среднего;
91–120 – средний;
121–197 – ниже среднего;
>197 – низкий
Ошибки (ER):
Пропуски 0.00 ± 0.00 0.00 ± 0.00 0.00 ± 0.00 –
Упреждения 0.18 ± 0.01 0.81 ± 0.04*& 0.42 ± 0.03# –
Неправильные нажатия 1.79 ± 0.04 1.59 ± 0.04 1.01 ± 0.05 –
Всего ошибок 1.97 ± 0.06 2.40 ± 0.06 1.43 ± 0.04 Уровень безошибочности:
0 – высокий;
1 – выше среднего;
2–3 – средний;
4–5 – ниже среднего;
>6 – низкий
ОУСР, отн. ед. 0.62 ± 0.03 0.44 ± 0.02 0.65 ± 0.03& Уровни СР:
>0.80 – высокий;
0.58–0.8 – выше среднего;
0.59–0.36 – средний;
0.37–0.1 – сниженный;
<1 – низкий
ИПН, % 72.27 ± 5.48 66.21 ± 5.37 68.45 ± 6.37 Уровни надежности:
>80 – высокий;
58–80 – выше среднего;
59–36 – средний;
37–10 – сниженный;
<10 – низкий

Примечаниe: М – среднее арифметическое, m – стандартная ошибка среднего арифметического; * – значимые различия средних 1 и 2 групп, & - значимые различия средних 2 и 3 групп, # – значимые различия средних 1 и 3 групп (one-way ANOVA с последующим post-hok с поправкой Бонферрони) на уровне p < 0.05.

При анализе индивидуальных показателей по диапазонам шкалы СВР выявлено следующее распределение уровня быстродействия: у 21, 25, 21% лиц в первой, второй и третьей группах – высокий уровень; у 60, 27, 71% – выше среднего; у 19, 33, 8% – средний; у 15% пожарных второй группы – ниже среднего.

В конце суточной смены при помощи paired t-test обнаружили значимое повышение СВР во всех группах со смещением на средний уровень шкалы: в первой – на 14.3, второй – 2.4, третьей – 12.4% (р1 = 0.016; р2 = 0.014; р3 = 0.013), что расценивали как уменьшение быстродействия (табл. 2).

Таблица 2.  

Средние значения показателей СЗМР в конце рабочей смены (М ± m)

Показатели
(единицы измерения) 		1 группа
(n = 80), стаж 1–6 лет 		2 группа
(n = 69), стаж 7–15 лет 		3 группа
(n = 86), стаж 16–22 года
СВР, мс 460.21 ± 15.76 ↑ 487.53 ± 17.21 ↑ 490.49 ± 18.24 ↑
СКО, мс 76.28 ± 4.53 82.03 ± 5.91 96.78 ± 8.75
Ошибки (ER):
Пропуски 0.00 ± 0.00 0.15 ± 0.01 ↑ 1.00 ± 0.09 ↑
Упреждения 0.20 ± 0.01 ↑ 0.79 ± 0.05 0.28 ± 0.01
Неправильные нажатия 0.79 ± 0.04 ↓ 0.81 ± 0.05 ↓ 0.61 ± 0.03
Всего ошибок 0.99 ± 0.05 ↓ 1.75 ± 0.08 ↓ 1.89 ± 0.07
ОУСР, отн. ед. 0.63 ± 0.03*# 0.41 ± 0.02 0.48 ± 0.02 ↓
ИПН, % 62.38 ± 7.35 49.53 ± 5.01 ↓ 53.35 ± 6.01↓

Примечаниe: ↑ и ↓ – значимое увеличение и уменьшение в сравнении с данными в начале смены внутри группы (paired t-test). Остальные обозначения см. табл. 1.

Индивидуальные СВР претерпели тренд увеличения у 79% лиц в целом. При этом у 17% пожарных-спасателей во всех группах показатели возросли более чем на 30%.

Уровень стабильности, определяемый по СКО, в начале и конце смены во всех группах был выше среднего.

Анализ показателей безошибочности (ER) в начале смены выявил средний уровень в первой и второй группах, а в третьей – “выше среднего”. В структуре ошибок не обнаружено ни одного пропуска сигнала. Неправильные нажатия превышали упреждения на 81, 75, 91% в обследованных группах, что свидетельствовало о затруднениях дифференцировки предъявляемых стимулов. Дисперсионный анализ выявил значимые межгрупповые различия упреждений (F = 6.64; p = 0.019), что позволило попарно сравнить группы и обнаружить более высокое значение во второй группе относительно других (р1–2 = 0.028; р2–3 = 0.014; р1–3 = 0.039). В конце смены обнаружен парадоксальный тренд уменьшения ошибок в целом со значимыми различиями в первой и второй группах (р1 = 0.015; р2 = 0.017). Отмечено изменение их структуры: появление пропусков во второй и третьей группах (р2 = 0.016; р3 = 0.017) и снижение неправильных нажатий в первой и второй (р1 = 0.016; р2 = 0.014), что расценивали как улучшение переключаемости внимания на фоне уменьшения бдительности.

В начале смены ОУСР в первой и третьей группах соотносили с уровнем “выше среднего”, у второй – средним. В конце смены отмечено значимое уменьшение уровня сенсомоторных реакций в третьей группе (р3 = 0.016), а дисперсионный анализ выявил его значимые межгрупповые различия (F = 7.28; p = 0.023), что позволило попарно сравнить группы и обнаружить более высокое значение в первой группе относительно других (р1–2 = 0.031; р2–3 = 0.069; р1–3 = 0.042).

Обнаружено, что индекс ИПН в начале смены во всех группах соответствовал зоне “выше среднего”, в конце во второй и третьей группах произошло снижение на 22 и 26% и переход на средний уровень (р2 = 0.015; р3 = 0.013). В первой группе выявлено уменьшение на 16%, при этом среднегрупповое значение осталось на прежнем уровне.

Анализ литературных публикаций показывает, что динамика времени сенсомоторных реакций нелинейно коррелирует с периодами онтогенеза, постепенно уменьшаясь в процессе морфофункционального созревания ЦНС в детстве и увеличиваясь в пожилом возрасте. Период интенсивного развития сенсорного и моторного компонентов приходится на младший школьный возраст, что позволяет обозначить данный возрастной этап как сензитивный для развития сенсомоторной деятельности. К 21–23 годам время СМР человека достигает устойчивых минимальных значений, которые остаются стабильными в течение периодов молодости и зрелости [20–22].

Для исключения детерминантной обусловленности полученных значений СЗМР возрастной динамикой обследованных лиц был проведен корреляционный анализ. Внутри рядов переменных целой выборки и каждой группы не обнаружены сильные значимые связи с возрастом пожарных-спасателей. Кроме того, вариационные ряды всех переменных внутри каждой группы проверили на однородность при помощи точного критерия Фишера, в результате чего исключили возраст в качестве фактора конфаундера.

Таким образом, в начале рабочей смены исследование выявило аналогичные и, в большинстве своем без статистически значимых различий, исходные параметры СВР, СКО и ER в трех группах пожарных-спасателей. Они соответствовали уровню “выше среднего” и свидетельствовали о достаточно благоприятном психофизиологическом функциональном состоянии. В конце смены отмечено снижение быстродействия и надежности на фоне повышения безошибочности за счет улучшения дифференцировки сигнала. Интегральный показатель надежности в начале смены во всех группах соответствовал зоне “выше среднего”, в конце во второй и третьей отмечено значимое снижение на средний уровень, в первой группе психофизиологическая надежность не претерпела изменений.

Следующим этапом стало исследование ВСР. В табл. 3 представлен сравнительный анализ показателей в начале смены.

Таблица 3.  

Средние значения показателей ВСР в начале рабочей смены (М ± m)

Показатели (единицы измерения) 1 группа (n = 80), стаж 1–6 лет 2 группа (n = 69), стаж 7–15 лет 3 группа (n = 86), стаж 16–22 года Нормативные значения [9, 16, 17]
Мо, с 0.83 ± 0.02 0.81 ± 0.02 0.87 ± 0.01^ 0.70–0.90
АМо, % 36.7 ± 2.9 51.8 ± 1.4*& 34.5 ± 4.8 30–50
ПАПР, усл. ед. 48.1 ± 3.5 67.9 ± 4.2*& 51.7 ± 5.1 35–70
ИН, усл. ед. 58.3 ± 4.8 87.5 ± 6.9*^ 49.7 ± 4.9# 80–140
SDNN, мс 91.5 ± 8.0 77.2 ± 6.9 98.5 ± 8.0 62–120
RMSSD, мс 61.7 ± 6.5 64.9 ± 6.7 81.6 ± 7.0 16–50
HF, мс2 922.3 ± 39.3 789.3 ± 49.5*& 630.4 ± 63.7# 772–1178
LF, мс2 872.4 ± 57.1 743.6 ± 31.2& 1037.2 ± 41.5 754–1586
VLF, мс2 379.2 ± 34.4 269.3 ± 48.9 318.7 ± 35.8 355–1175
TF, мс2 1893.2 ± 182.1 2590.1 ± 171.6 2192.7 ± 200.3 2448–4484
LF/HF, отн. ед. 1.3 ± 0.3 1.7 ± 0.4 2.1 ± 0.3 1.5–2.0

Примечаниe: обозначения см. табл. 1.

Дисперсионный анализ выявил значимые межгрупповые различия значений АМо (F = 7.69; p = 0.012), ПАПР (F = 6.92; p = 0.021), ИН (F = = 5.17; p = 0.029), HF (F = 6.48; p = 0.025), LF (F = = 6.98; p = 0.020).

Обнаружено, что средние значения Мо во всех трех группах пожарных-спасателей находились в пределах нормы, однако минимальным оно было во второй, а максимальным – в третьей группах со значимыми отличиями (р1–2 = 0.082; р2–3 = = 0.039; р1–3 = 0.062). Обратная тенденция была обнаружена по параметру АМо. Во второй группе среднее значение превышало норму и значимо отличалось от показателей первой и третьей групп (р1–2 = 0.028; р2–3 = 0.041; р1–3 = 0.072).

Особыми показателями ВСР по Р.М. Баевскому являются ПАПР и ИН [9]. Во всех группах ПАПР находился в пределах нормы, при этом во второй – значимо выше по сравнению с первой и третьей (р1–2 = 0.031; р2–3 = 0.027; р1–3 = 0.061). Средние значения ИН в первой и третьей группах были значимо ниже среднего показателя второй группы и нормативных параметров (р1–2 = 0.035; р2–3 = 0.029; р1–3 = 0.044). Параметры SDNN и RMSSD трех групп значимо не отличались между собой, при этом последний оказался во всех группах выше нормативных значений.

Спектральный анализ ВСР обнаружил низкие значения мощности общего спектра (TF) и всех его составляющих (HF, LF, VLF) в первой и третьей группах относительно невысоких значений ИН. Индекс LF/HF в первой группе был ниже нормы, третьей выше нормы. Во второй группе большинство значений спектра были сбалансированы с ИН.

Далее в соответствии с целью работы были проанализированы значения сердечного ритма у пожарных-спасателей в конце рабочей смены (табл. 4). Дисперсионный анализ выявил значимые межгрупповые различия значений VLF (F = = 6.29; p = 0.027) и TF (F = 5.97; p = 0.031).

Таблица 4.  

Средние значения показателей ВСР в конце рабочей смены (М ± m)

Показатели
(единицы измерения) 		1 группа
(n = 80), стаж 1–6 лет 		2 группа
(n = 69), стаж 7–15 лет 		3 группа
(n = 86), стаж 16–22 года
Мо, с 0.91 ± 0.02 0.94 ± 0.02 ↑ 0.90 ± 0.03
АМо, % 32.7 ± 4.1 36.7 ± 3.4 ↓ 37.6 ± 4.6
ПАПР, усл. ед. 43.5 ± 4.3 41.5 ± 4.4 ↓ 40.8 ± 4.1
ИН, усл. ед. 52.5 ± 6.4 71.6 ± 7.2 ↓ 43.7 ± 5.9
SDNN, мс 74.7 ± 7.3 ↓ 91.4 ± 8.3 ↑ 65.6 ± 7.2 ↓
RMSSD, мс 62.7 ± 6.2 64.6 ± 8.2 62.5 ± 6.4 ↓
HF, мс2 2201.2 ± 41.7 ↑ 3127.5 ± 49.9 ↑ 2397.6 ± 69.3 ↑
LF, мс2 1984.6 ± 65.7 ↑ 2093.6 ± 49.9 ↑ 1891.8 ± 59.3 ↑
VLF, мс2 1009.2 ± 48.1 ↑ 1096.9 ± 50.1 ↑ 701.2 ± 45.4 ↑#&
TF, мс2 4275.2 ± 200.81 ↑ 6032.5 ± 194.5 ↑*& 4673.5 ± 287.7 ↑
LF/HF, отн. ед. 0.9 ± 0.2 0.8 ± 0.1 ↓ 0.9 ± 0.1 ↓

Примечаниe: обозначения см. табл. 1 и 2.

В целом обнаружены тренды в увеличении вариабельности ритма. В первой и третьей группах статистически значимый рост выявлен у параметров спектрального анализа (HF, LF, VLF и TF). При этом индекс LF/HF у пожарных-спасателей третьей группы достоверно снизился (р3 = 0.021). Во второй группе значимые изменения претерпели как статистические (Мо, АМо, ПАПР, ИН и SDNN), так и спектральные показатели. Результаты Мо и АМо начала смены в этой группе свидетельствовали о более выраженном в сравнении с другими группами симпатико-тоническом влиянии на сердечный ритм. Статистически значимое превышение ПАПР, по сравнению с первой и третьей, отражало более адекватный характер процессов регуляции в последних, при этом его значения во всех группах находились в норме. Средние значения ИН в первой и третьей группах продемонстрировали значимо более низкое напряжение систем регуляции организма. Данные SDNN и RMSSD трех групп свидетельствовали о вагусных влияниях на сердечный ритм. Таким образом, результат статистического анализа ВСР в начале смены показал, что большинство параметров находилось в пределах нормы, за исключением низких значений ИН первой и третьей и высоких RMSSD у всех групп. Такая картина характеризует выраженное парасимпатическое влияние на синусный ритм у пожарных с начальным и финальным этапами профессионального развития.

Спектральный анализ ВСР выявил низкие значения мощности общего спектра (TF) и всех его составляющих (HF, LF, VLF) в первой и третьей группах, что нетипично для низких значений ИН. Такая картина характерна для высоких показателей ИН и характеризует переход управления организма от автономного к центральному контуру. Индекс LF/HF в такой ситуации должен быть выше нормы (2.0 отн. ед.) и отражать централизацию сердечного ритма. При этом в первой группе он был ниже нормы − 1.3 ± 0.3 отн. ед. По всей видимости, гетерогенность и разнонаправленность результатов ВСР этой группы отражает сложный характер адаптации в экстремальных условиях труда на первом этапе профессионального становления и развития. Во второй группе все значения соответствовали нормативным, были сбалансированными и закономерными. В третьей группе распределение разночастотных волн и TF оказалось в пределах нормы, однако значимое уменьшение мощности быстрых, повышение медленных волн и LF/HF, по сравнению со второй группой, показало снижение адаптационных ресурсов.

Н.И. Шлык выявлено, что совершенствование функционального состояния регуляторных систем, сопровождающегося переходом умеренного преобладания автономной регуляции сердечного ритма к выраженному, как показателю высокой тренированности, не может происходить за короткий промежуток времени и представляет собой длительный процесс [23]. Ускоренный путь повышения тренированности в результате систематического форсирования физических нагрузок ведет к быстрому нарастанию дизрегуляции и, как следствие, перетренированности и перенапряжению организма, донозологическим состояниям и болезни.

Полученные данные позволяют полагать, что вагусный профиль функционального состояния пожарных-спасателей 1 и 3 групп может свидетельствовать о дизрегуляции из-за “высокой цены адаптации” на начальном этапе овладения профессией в первом случае и истощения ресурсов во втором.

Выявить “патологический” характер выраженного преобладания автономной регуляции сердечного ритма можно с помощью функциональных проб. Р.М. Баевский предлагает рассматривать в их качестве спортивную и профессиональную нагрузку и производить оценку динамических сдвигов ВСР до и после нее [24]. С этой целью были проанализированы значения сердечного ритма у пожарных-спасателей в конце рабочей смены. При оценке их динамики обращают на себя внимание общие тенденции к увеличению ВСР под контролем вагусного автономного контура регуляции во всех группах. Такие сдвиги обнаружены в статистических и спектральных параметрах. Далее представлена попытка объяснения подобных реакций организма с разных позиций. Во-первых, это может являться следствием дизадаптивных трендов, известных в физиологии спорта как феномен “перетренированности”, а в физиологии труда как “утомление” и “переутомление”. По мнению В.А. Бодрова, В.И. Медведева и А.Б. Леоновой, развитие утомления определяется как центрально-нервными (корковыми), так и другими физиологическими феноменами. К ним относятся состояние внутренней среды организма, ее лабильность и стремление к устойчивости (постоянству), соотношение эрготропных и трофотропных процессов, а также другие феномены гомеостатической регуляции. Утомление приводит к декомпенсации регуляторных механизмов приспособления к условиям профессиональной деятельности [25, 26]. Таким образом, в рамках этой концепции нарастание вагусных влияний можно расценивать как отражение снижения функционального состояния с признаками утомления. С другой стороны, возможно проявление другого явления – “предстартового стресса”, в данном случае предсменного. Он обеспечивает определенную мобилизацию ресурсов организма еще до нагрузки по условно рефлекторному контуру. В условиях постоянного чередования рабочих смен с отдыхом такая адаптационная настройка вполне возможна.

Анализ исследований показывает, что параметры ВСР у взрослых людей претерпевают возрастную динамику, демонстрируя постепенное нарастание ригидности ритма после 35–40 лет [27]. Для исключения детерминантной обусловленности полученных значений возрастной динамики обследованных лиц был проведен корреляционный анализ с показателями ВСР. Так же как и с параметрами СЗМР внутри рядов переменных целой выборки не обнаружены значимые корреляции с возрастом пожарных-спасателей, что исключает линейность связей. Кроме того, вариационные ряды всех переменных внутри каждой группы проверили на однородность при помощи точного критерия Фишера, в результате чего исключили возраст в качестве фактора конфаундера.

Далее был проведен корреляционный анализ ряда параметров СЗМР и ВСР в начале и конце рабочей смены, обнаруживший ряд особенностей. Среди показателей ВСР в качестве предиктора протекания сенсомоторных реакций по наибольшему количеству обнаруженных связей был выбран ИН. На уровне всей выборки сильные и средние связи не найдены (табл. 5). При этом внутригрупповая оценка показала разнонаправленный характер корреляций.

Таблица 5.  

Структура взаимосвязей ИН и показателей СЗМР в начале и конце рабочей смены (r, при p < 0.05)

Показатели СЗМР (единицы измерения) Выборка в целом
(n = 235) 		1 группа
(n = 80), стаж 1–6 лет 		2 группа
(n = 69), стаж 7–15 лет 		3 группа
(n = 86), стаж 16–22 года
в начале смены в конце смены в начале смены в конце смены в начале смены в конце смены в начале смены в конце смены
СВР, мс   0.19 –0.16 0.42 0.02 –0.69 –0.70    0.59 –0.71
СКО, мс –0.210   0.13 0.16 – –0.56 –0.64 –0.61    0.69
Ошибки (ER) 0.19 – –0.07 –0.39 0.89 0.42 – –
ОУСР, отн. ед. –0.11 0.08 –0.09 0.19 –0.37 0.19 –0.16 –0.37
ИПН, % 0.06 – –0.38 – 0.56 0.71 – –

Примечаниe: полужирным шрифтом выделены сильные и средние по силе связи.

Так, в первой группе между ИН и параметрами СЗМР сильные связи не обнаружены, что, вероятно, свидетельствует о сложном процессе адаптации и перестройки функциональных возможностей в экстремальных условиях труда.

Более четкая структура связей в начале и конце смены обнаружена во второй группе. Так, сильные обратные связи ИН с уровнями СВР, СКО и ИПН свидетельствуют о росте быстродействия, стабильности и надежности при увеличении симпатических влияний на ритм сердца. При этом прямые корреляции ИН с уровнем ошибок (ER) отражают снижении качества СЗМР при росте ИН. Вероятно, сбалансированный вегетативный профиль обеспечивает оптимизацию функционального состояния и надежность работы. Можно полагать, что обнаруженные закономерности свидетельствуют о стабильности и балансе механизмов регуляции физиологических и психофизиологических процессов. В третьей группе выявлены сильные связи ИН с СВР и СКО. При этом разнонаправленный характер в начале и конце смены может отражать десинхронизацию вегетативного обеспечения психофизиологической надежности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенное исследование показало, что в группах пожарных-спасателей, распределенных по стажу службы, в начале рабочей смены параметры СЗМР за исключением упреждений не имели значимых различий. Показатели СВР, СКО и ER соответствовали уровню “выше среднего” и свидетельствовали о достаточно благоприятном психофизиологическом функциональном состоянии. В конце смены обнаружены статистически значимые межгрупповые различия ОУСР. Во всех группах отмечено снижение быстродействия и надежности на фоне повышения безошибочности за счет улучшения дифференцировки сигнала. Интегральный показатель надежности в начале смены во всех группах соответствовал зоне “выше среднего”, а в конце во второй и третьей группах отмечено его значимое снижение до среднего уровня. В первой группе психофизиологическая надежность не претерпела изменений и осталась на уровне “выше среднего” в конце смены.

Большинство параметров ВСР у пожарных-спасателей трех групп в начале работы значимо отличались. В группах со стажем 1–6 и 16–22 года в начале рабочей 24-часовой смены ИН был ниже средних нормативных значений, что расценивается как состояние, управляемое автономным трофотропным контуром регуляции без центральных энергозатрат. При этом особенности спектрального анализа ритма выявили дизадаптивные явления. В группе со стажем службы 7–15 лет ИН соответствовал норме и был сбалансирован со спектральными параметрами. В конце смены во всех группах отмечалось нарастание вагусного влияния. Обнаружены статистически значимые межгрупповые различия VLF и TF.

В результате анализа взаимосвязей ряда параметров СЗМР и ВСР в первой группе сильные связи не обнаружены, что, вероятно, свидетельствует о сложном процессе адаптации, перестройки функциональных возможностей в экстремальных условиях труда. Во второй группе в начале и конце смены выявлены четкая структура и однотипный характер связей, что, по всей видимости, обеспечивает стабильность функционального состояния и надежность работы. В третьей группе разнонаправленный характер сильных связей в начале и конце смены может свидетельствовать о десинхронизации вегетативного обеспечения и психофизиологической надежности.

Проведенная работа показала актуальность анализа вегетативного обеспечения сенсомоторного реагирования в экстремальной профессиональной среде. Гипотеза исследования частично подтвердилась. Работа показала, что тяжелый и напряженный труд оказывает разнонаправленное влияние на функциональное состояние пожарных-спасателей с различным стажем службы. Это необходимо учитывать при разработке программ для профилактики и коррекции дизадаптивных явлений, а также для реабилитации сотрудников МЧС.

Этические нормы. Все исследования проведены в соответствии с принципами биомедицинской этики, сформулированными в Хельсинкской декларации 1964 г. и ее последующих обновлениях.

Информированное согласие. Каждый участник исследования представил добровольное письменное информированное согласие, подписанное им после разъяснения ему потенциальных рисков и преимуществ, а также характера предстоящего исследования.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией данной статьи.

Благодарности. Автор выражает благодарность руководству Тверского государственного технического университета, руководству Тверского государственного медицинского университета, руководству Главного Управления МЧС по Тверской области за организацию в проведении исследований.

Список литературы

  1. Ильин Е.П. Психомоторная организация человека. СПб.: Питер, 2003. 384 с.

  2. Родыгина Ю.К., Дерягина Л.Е., Сидоров П.И., Соловьев А.Г. Специфика сенсомоторных реакций сотрудников различных подразделений органов внутренних дел в зависимости от стажа службы // Экология человека. 2003. № 4. С. 12. Rodygina Yu.K., Deryagina L.E., Sidorov P.I., Soloviev A.G. Specificity of sensorimotor reactions of employees of various departments of the internal affairs bodies depending on the length of service // Human Ecology. 2003. № 4. P. 12.

  3. Гуренкова Т.Н., Голубева О.Ю. Методическое руководство по психодиагностическому обеспечению в Министерстве Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий. М., 2011. 44 с.

  4. Гуренкова Т.Н., Голубева О.Ю. Методическое руководство по проведению профессионального психологического отбора в МЧС России. М., 2013. 117 с.

  5. Шутова С.В., Муравьева И.В. Сенсомоторные реакции как характеристика функционального состояния ЦНС // Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки. 2013. № 5. С. 2831.

  6. Попечителев Е.П. Методики диагностики и частичной коррекции функционального состояния человека с использованием технологий тренировки и стимуляции его сенсомоторной реакции // ВНМТ. 2009. № 3. С. 203.

  7. Нехорошкова А.Н., Грибанов А.В., Депутат И.С. Сенсомоторные реакции в психофизиологических исследованиях // Журнал медико-биологических исследований. 2015. № 1. С. 38.

  8. Бигунец В.Д. К вопросу об оценке функционального состояния спасателей МЧС России // Вестник психотерапии. 2009. Т. 34. № 29. С. 97.

  9. Баевский Р.М., Иванов Г.Г., Чирейкин Л.В. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем (методические рекомендации) // Вестник аритмологии. 2001. № 24. С. 65.

  10. Федотов А.А., Акулова А.С., Лебедев П.А. Теоретическая и клиническая оценка чувствительности показателей вариабельности сердечного ритма // Биофизика. 2017. Т. 62. № 4. С. 392.

  11. Власенко Н.Ю., Макарова И.И., Беличенко Н.А. Исследование показателей вариабельности сердечного ритма и особенностей синдрома эмоционального выгорания у пожарных-спасателей // Ульяновский медико-биологический журнал. 2017. № 3. С. 165.

  12. Климов Е.А. Пути в профессионализм. М.: Московский психолого-социальный институт: Флинта, 2003. 320 с.

  13. Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда. Р 2.2.2006-05 от 29 июля 2005 г. [Электронный ресурс] Библиотека ГОСТов и нормативов OHRANATRUDA.RU – Режим доступа: http: //ohranatruda.ru/ot_biblio/normativ /data_normativ /46 /46047/

  14. Методический справочник “Устройство психофизиологического тестирования УФПТ-1/30 – “ПСИХОФИЗИОЛОГ”. Таганрог: Медиком МТД, 2015. 122 с.

  15. Михайлов В.М. Вариабельность ритма сердца. Опыт практического применения. Иваново: Нейрософт, 2000. 200 с.

  16. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. Heart rate variability: standards of measurement, physiological interpretation and clinical use // Circulation. 1996. V. 93. № 5. P. 1043.

  17. Гржибовский А.М. Cравнение количественных данных трех и более независимых выборок с использованием программного обеспечения Statistica и SPSS: параметрические и непараметрические критерии // Наука и Здравоохранение. 2016. № 4. С. 5. Grzhibovsky A.M. Comparison of quantitative data of three or more independent samples using Statistica and SPSS software: parametric and nonparametric criteria // Science and Health. 2016. № 4. P. 5.

  18. Гржибовский А.М., Иванов С.В., Горбатова М.А. Сравнение количественных данных двух парных выборок с использованием программного обеспечения Statistica и SPSS: параметрические и непараметрические критерии // Наука и Здравоохранение. 2016. № 3. С. 5. Grzhibovsky A.M., Ivanov S.V., Gorbatova M.A. Comparison of quantitative data of two paired samples using the Statistica and SPSS software: parametric and nonparametric criteria // Science and Health. 2016. № 3. P. 5.

  19. Унгуряну Т.Н., Гржибовский А.М. Краткие рекомендации по описанию, статистическому анализу и представлению данных в научных публикациях // Экология человека. 2011. № 5. С. 55. Unguryanu T.N., Grzhibovsky A.M. Brief recommendations on the description, statistical analysis and presentation of data in scientific publications // Human Ecology. 2011. № 5. P. 55.

  20. Зайцев А.В., Лупандин В.И., Сурнина О.Е. Возрастная динамика времени реакции на зрительные стимулы // Физиология человека. 1999. Т. 25. № 6. С. 34. Zaitsev A.V., Lupandin V.I., Surnina O.E. Age-related dynamics of the response time to visual stimuli // Human Physiology. 1999. V. 25. № 6. P. 34.

  21. Любомирский Л.Е. Критические и сенситивные периоды сенсомоторного развития / Физиология развития человека: материалы междунар. конф. Секция 4. Москва, 22–24 июня 2009 г. М., 2009. С. 162.

  22. Крейк Ф., Бялысток И. Изменение когнитивных функций в течение жизни // Психология. Журнал Высшей школы экономики. 2006. Т. 3. № 2. С. 73. Kreik F., Białystok I. Change in cognitive functions during life // Psychology. Journal of the Higher School of Economics. 2006. V. 3. № 2. P. 73.

  23. Шлык Н.И. Сердечный ритм и тип регуляции у детей, подростков и спортсменов. Ижевск: Изд-во “Удмуртский университет”, 2009. 255 с.

  24. Баевский Р.М. Теоретические и прикладные аспекты оценки и прогнозирования функционального состояния организма при действии факторов длительного космического полета / Актовая речь на заседании ученого совета ГНЦ РФ – ИМБП РАН. Москва, октябрь, 2005 г. 36 с.

  25. Бодров В.А. Профессиональное утомление: фундаментальные и прикладные проблемы. М.: Изд-во “Институт психологии РАН”, 2009. 560 с.

  26. Медведев В.И., Леонова А.Б. Функциональные состояния человека / Физиология трудовой деятельности. СПб.: Наука, 1993. С. 25.

  27. Бойцов С.А., Белозерцева А.Н., Кучмин А.Н. и др. Возрастные особенности изменения показателей вариабельности сердечного ритма у практически здоровых лиц // Вестник аритмологии. 2002. № 26. С. 57.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Физиология человека

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал