Функциональное состояние школьников при психологическом стрессе в период второго детства в зависимости от аэробных возможностей организма

ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ШКОЛЬНИКОВ ПРИ ПСИХОЛОГИЧЕСКОМ СТРЕССЕ В ПЕРИОД ВТОРОГО ДЕТСТВА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ АЭРОБНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ОРГАНИЗМА

И.А. Криволапчук1 *, Г.А. Зайцева **, И.И. Криволапчук **, С.А. Бондарева **,

А.П. Буслаков **, Р.М. Носова ** *ФГНУ «Институт возрастной физиологии Российской академии образования», Россия, Москва **Национальный исследовательский технологический университет (НИТУ) «МИСиС», Россия, Москва

В работе получены данные о том, что ситуация прагматической неопределенности вызывает у школьников 8-10 лет независимо от уровня развития аэробных возможностей организма, формирование состояния психологического стресса, характеризующееся избыточной мобилизацией систем вегетативного обеспечения деятельности. Вместе с тем установлено, что дети, имеющие высокий уровень развития аэробных возможностей, отличаются повышенным тонусом парасимпатического отдела ВНС в состоянии спокойного бодрствования, а также менее выраженными изменениями ФС как в ситуации прагматической неопределенности, так и при выполнении напряженной информационной нагрузки по сравнению со сверстниками с недостаточной аэробной подготовленностью.

Ключевые слова: прагматическая неопределенность, информационная нагрузка, стресс, аэробные возможности, второе детство.

Functional state of school children under psychological stress during second period of childhood (in accodance with aerobic capabilities). The study showed that the situation ofpragmatic uncertainty in 8-10-year-old schoolchildren, irrespective of their level of aerobic capabilities, causes psychological stress, characterized by excessive mobilization of vegetative system. At the same time it was found out that children with a high level of aerobic capabilities differ from others in a higher parasympathetic tone at rest. They also showed less expressed changes of the functional state in the situation of pragmatic uncertainty and under informational tension, in comparison with peers with insufficient aerobic readiness.

Key words: pragmatic uncertainty, informational tension, stress, aerobic capabilities, second childhood.

Проблема профилактики и коррекции неблагоприятных последствий психологического стресса в последнее десятилетие привлекает к себе особое внимание исследователей, работающих в различных областях научного знания [2; 4; 5; 13; 21]. Анализ исследований, посвященных изучению функционального состояния (ФС) школьников, свидетельствует о том, что основное внимание в них уделяется стрессовым воздействиям и их проявлениям, в то время как стратегиям преодоле-

1 Контакты: Криволапчук И.А. - E-mail: <i.krivolapchuk@mail.ru>

ния стресса и повышения стрессоустойчивости в процессе физического воспитания уделяется явно недостаточно внимания [7; 29; 31]. Вместе с тем в настоящее время рассматриваемая проблема занимает одно из центральных мест в оздоровительной физической культуре, профилактической медицине и физиологии развития. Среди нерешенных аспектов данной проблемы особое место занимает задача анализа взаимосвязей уровня физических кондиций и показателей ФС детей разного возраста при психологическом стрессе [9; 10]. В частности, остается невыясненным вопрос о том, как влияет уровень аэробной работоспособности на ФС детей в период второго детства.

Целью исследования явился анализ изменений ФС детей 8-10 лет в условиях психологического стресса в зависимости от уровня развития аэробных возможностей организма.

ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В исследовании приняли участие дети 8-10 лет (п=147), отнесенные по состоянию здоровья к основной медицинской группе. Испытуемые были подразделены на группы с высоким (п=37), средним (п=72) и низким (п=39) уровнем развития аэробных возможностей организма. Для этого использовалась сигмальная шкала. Среднему уровню соответствовали значения М+0,67ст, высокому - М+0,67ст и выше, низкому - М-0,67ст и ниже. Сравнивались группы детей с высоким и низким уровнем аэробных возможностей.

Деление испытуемых по уровню развития аэробных возможностей осуществлялось на основе использования показателей максимального потребления кислорода (МПК), ватт-пульса (ВтП), мощности нагрузки при ЧСС 170 уд/мин ^С170), а также теста на удержание нагрузки 2 Вт/кг (Ц). По итогам тестирования определялась интегральная оценка аэробных возможностей, представляющая сумму баллов, полученных по каждому из показателей.

Исследование осуществлялось в следующем порядке: 1) подключение приборов к испытуемым; 2) измерение показателей ФС в условиях спокойного бодрствования; 3) измерение показателей ФС в ситуации прагматической неопределенности; 4) Измерение показателей ФС в условиях информационной нагрузки, выполняемой с максимальной скоростью.

Ситуация прагматической неопределенности [17] моделировалась посредством специальной инструкции. Объективным источником неопределенности являлся дефицит необходимой информации относительно путей и средств преодоления ситуации, а также дефицит времени на распознавание, анализ и оценку информации в состоянии готовности к деятельности до и после введения мобилизационной инструкции, содержащей требование безошибочно выполнять напряженную информационную нагрузку с максимально возможной скоростью [7; 8]. Испытуемые предварительно не были адаптированы к предлагаемой им экспериментальной ситуации.

Информационная нагрузка моделировалась посредством использования буквенных корректурных таблиц. По результатам выполнения тестового задания рассчитывали объём работы (А) и коэффициент продуктивности (Р).

Для оценки степени напряженности регуляторных систем использовали математический анализ сердечного ритма [20]. Определяли частоту сердечных сокращений (ЧСС), среднюю продолжительность Я-Я интервала (RRNN), моду (Мо), амплитуду моды (АМо), разброс кардиоинтервалов (MxDMn), среднеквадратическое отклонение (SDNN), стресс-индекс ^1).

Систолическое (СД) и диастолическое (ДД) артериальное давление крови регистрировали в соответствии с рекомендациями ВОЗ. Рассчитывали среднее артериальное давление (САД), двойное произведение (ДП), индекс Мызникова (ИМ) [16].

Для определения уровня ситуативной тревожности (СТ) применяли тест М. Люшера в модификации Л. Собчик [18].

Статистическую обработку данных проводили с использованием пакета статистических программ. Значимость различий определялась посредством применения параметрических и непараметрических критериев достоверности оценок.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Анализ полученных результатов показал, что в состоянии спокойного бодрствования у школьников 8-10 лет, характеризующихся высоким уровнем аэробных возможностей организма, по сравнению с их сверстниками с низкой аэробной работоспособностью, отмечаются меньшие значения ЧСС, ДП, ИМ (р<0,05-0,01) и более высокие величины Мо, МхОМи (р<0,05-0,01). Эти данные указывают на то, что у детей с высокой аэробной работоспособностью в рассматриваемой ситуации интенсивность центральных влияний на сердечный ритм и гемодинамику существенно снижена на фоне преобладания активности автономной регуляции.

% Состояние покоя

140т-

ИИ

ДП

Рис 1. Значимые различия между школьниками с высокой (ВУ) и низкой (НУ) аэробной работоспособностью в состоянии спокойного бодрствования. Примечание. За 100 % приняты значения показателей ФСу детей с высоким уровнем аэробной работоспособности.

В соответствии с современными представлениями о механизмах регуляции физиологических функций, сдвиг вегетативного баланса в сторону преобладания

120

100

80

ВО

40

20

0

ИМ

ВУ  НУ

активности парасимпатической системы и низкая степень централизации управления сердечным ритмом в состоянии спокойного бодрствования связываются с повышенными резервными возможностями организма [3; 15; 20] и высокой стрес-соустойчивостью [5; 19; 21; 22].

В ситуации прагматической неопределенности в сопоставляемых группах отмечалось существенное повышение (р<0,05-0,001) ЧСС, АМо, SI, ДП, Сд, САД, ДД, ИМ, СТ и уменьшение ^0,05-0,001) RRNN, Мо, MxDMn (рис. 2).

%

Фон | Неопределенность Н Нагрузка

Рис. 2. Показатели ФС в условиях спокойного бодрствования, прагматической неопределенности и информационной нагрузки. Примечание. За 100 % приняты значения показателей в состоянии спокойного бодрствования. Значения 81 в ситуации неопределенности и при информационной нагрузке уменьшены на 120%.

Подобные изменения рассматриваемых показателей функционального состояния отражают повышение активности симпатической системы и напряжение механизмов центральной регуляции физиологических функций. Сравнение изучаемых показателей, полученных в ситуации прагматической неопределенности (рис. 3), позволило установить, что у школьников с высоким уровнем аэробной работоспособности отмечаются менее существенные сдвиги ФС. Межгрупповые различия (р<0,05-0,01) обнаружены в отношении SI, RRNN, Мо, MxDMn, ДП, ИМ. В значительной степени это может быть связано с тем, что в основе формирования состояния психологического стресса в условиях неопределенности лежит процесс когнитивной оценки «угрозы» включающий 3 этапа: первичную, вторичную оценки и переоценку ситуации [12; 24]. Как известно, оценка ситуации, опосредующая формирование состояния психологического стресса, обычно направлена в будущее, которое представляется весьма угрожающим и неопределенным [1; 11; 17]. Угроза в данном случае может

быть охарактеризована как ожидание возможного вреда, под которым понимается нанесение не только физического, но и физиологического и социального ущерба [12; 24].

% 200т

Прагматическая неопределенность

160140120100- -

806040-

(^МЫ Мо ДП ИМ

ВУ И НУ

180

20

о

Б!

Рис 3. Значимые различия между школьниками с высокой (ВУ) и низкой (НУ) аэробной работоспособностью в ситуации прагматической неопределенности. Примечание. За 100 % приняты значения показателей ФС у детей с высоким уровнем

аэробной работоспособности.

При информационной нагрузке, реализуемой с максимальной скоростью, также отмечались существенные (р<0,05-0,001) изменения ЧСС, АМо, SI, ДП, СД, САД, ИМ, СТ, RRNN, Мо, MxDMn (см. рис. 2). по сравнению с состоянием спокойного бодрствования. В данной экспериментальной ситуации межгрупповые различия (р<0,05-0,01) касались ЧСС, RRNN, Мо, ДП, ИМ (рис. 4). При этом по скорости выполнения тестового задания (А) дети с высоким уровнем аэробной работоспособности превосходили (р<0,05) сверстников с низкими функциональными возможностями организма.

Рис 4. Значимые различия между школьниками с высокой (ВУ) и низкой (НУ) аэробной работоспособностью при информационной нагрузке.Примечание. За 100 % приняты значения показателей ФС у детей с высоким уровнем аэробной работоспособности.

Необходимо подчеркнуть, что в сравниваемых группах школьников в подавляющем числе случаев изменения ФС в ситуации прагматической неопределенности были несколько выше, чем в процессе последующего выполнения ими информационной нагрузки с максимальной скоростью на фоне сохранения различий, обусловленных уровнем аэробных возможностей организма. Последнее может указывать на то, что ситуация прагматической неопределенности вызывает у детей избыточную мобилизацию вегетативных функций.

Литература, касающаяся вопросов изучения влияния уровня аэробной подготовленности на изменения ФС при психологическом стрессе немногочисленна. Вместе с тем в ряде работ показано, что у лиц с высоким уровнем развития аэробных возможностей психофизиологическая реактивность на «стандартные» стрессовые нагрузки по вегетативным показателям неспецифической активации адекватно снижена по сравнению с испытуемыми, проявляющими низкую аэробную выносливость и физическую работоспособность [6; 23; 25; 27; 28; 29; 31; 32]. Предполагается, что в основе перекрестного профилактического эффекта адаптации к упражнениям, направленным на развитие аэробных возможностей, проявляющегося в отношении психофизиологических изменений ФС при стрессе, лежит адаптационная перестройка центральных и периферических механизмов регуляции физиологических функций, приводящая к повышению мощности и экономичности функционирования стресс-реализующих и стресс-ограничивающих систем организма в условиях психической напряженности [9; 10; 14; 15; 30]. В частности, считается, что регулярная физическая активность преимущественно аэробной направленности уменьшают симпатическое возбуждение, снижая активацию нейронов в тех областях мозга, которые ответственны за регуляцию функций системы кровообращения [26].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ полученных результатов позволяет сделать заключение о том, что ситуация прагматической неопределенности вызывает у школьников 8-10 лет независимо от уровня развития аэробных возможностей организма, формирование состояния психологического стресса, характеризующееся избыточной мобилизацией систем вегетативного обеспечения деятельности. Вместе с тем установлено, что дети, имеющие высокий уровень развития аэробных возможностей организма, отличаются повышенным тонусом парасимпатического отдела ВНС в состоянии спокойного бодрствования, а также менее выраженными изменениями ФС как в ситуации прагматической неопределенности, так и при выполнении напряженной информационной нагрузки, по сравнению со сверстниками, имеющими недостаточную аэробную подготовленность.

Работа поддержана РГНФ (грант № 15-06-10156а).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Александровский Ю.А. Пограничные психические расстройства. - М.: Медицина, 1993. - 400 с.

2. Аракелов Г.Г. Психофизиология стресса. Психофизиология. Под ред. Ю.И. Александрова. - СПб.: Питер, 2011. - С. 326-344.

3. Баевский Р.М., Кириллов О.И.,Клецкин С.З. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе. - М.: Медицина, 1984. - 220 с.

4. Бодров, В.А. Психологический стресс: развитие и преодоление. - М.: ПЭР СЭ, 2006. - 528 с.

5. Гринберг Дж. Управление стрессом. - СПб.: Питер, 2002. - 496 с.

6. Криволапчук И.А. Реализация напряженной информационной нагрузки и аэробные возможности детей и подростков 5-14 лет // Физическая культура: воспитание, образование, тренировка. - 2008.- №3. - С. 40-43.

7. Криволапчук И.А. Физическое состояние подростков с высокой реакцией на стресс // Физиология человека. - 2012. - Т. 38, № 5. - С. 1-11.

8. Криволапчук И.А. Функциональное состояние подростков с высокой и низкой стрессовой реактивностью при информационной нагрузке // Журнал высшей нервной деятельности. - 2014. - Т. 4, № 3. - С. 279-291.

9. Криволапчук И.А., Зайцева Г.А., Чернова М.Б., Баранцев С.А., Полянская Н.В. Уровень выносливости как фактор, детерминирующий психофизиологическую реактивность детей 11-12 лет в условиях информационной нагрузки // Новые исследования. - 2014. - № 4.

10. Криволапчук И.А., Чернова М.Б., Баранцев С.А., Мельников Д.В., Полянская Н.В. Функциональное состояние школьников 10-11 лет с высоким и низким уровнем развития общей выносливости // Новые исследования. - 2013. - №2. -С.78-85.

11. Кулагин Б.В. Психология и психофизиология тревожности как свойства и состояния// Физиология человека. - 1981. - Т. 7, № 5. - С. 917-927.

12. Лазарус Р.С. Теория стресса и психофизиологические исследования // Эмоциональный стресс / Под ред. Л. Леви: Пер. с англ. - Л., 1970. - С. 178-208.

13. Леонова А.Б. Комплексная методология анализа профессионального стресса: от диагностики к профилактике и коррекции // Психологический журнал. - 2004. - № 2. - С. 76-85.

14. Медведев В.И. Адаптация человека. - СПб.: Институт мозга РАН, 2003. -584 с.

15. Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г. Адаптация к стрессорным ситуациям и физическим нагрузкам. - М.: Медицина, 1988. - 256 с.

16. Мызников И.Л. Оценка адаптивного поведения организма по гемодина-мическим параметрам // Гигиена и санитария. - 1993. - №1. - С. 62-63.

17. Симонов П.В. Мотивированный мозг. - М.: Наука, 1987. - 238 с.

18. Собчик, Л.Н. Метод цветовых выборов - модификация цветового теста Люшера. - СПб.: Речь, 2006. - 128 с.

19. Ульянинский Л.С. Эмоциональный стресс и экстракардиальная регуляция // Физиологический журнал. - 1994. - Т. 80, № 2. - С. 23-33.

20. Шлык Н.И. Сердечный ритм и тип регуляции у детей, подростков и спортсменов. - Ижевск: Изд-во «Удмуртский университет», 2009. - 259 с.

21. Everly G., Latin J. A Clinical Guide to the Treatment of the Human Stress Pesponse. Springer, 2013. 486 p.

22. Krivolapchuk I. A. Peculiarities of preschool aged boys' and girls' physical state // Medicina dello Sport. - 2014. - 67(2). - P. 241-250.

23. Krivolapchuk I. A., Chernova M. B. Physical performance and psychophysiological reactivity of 7-8 year-old children to different types of exercise // Medicina dello Sport. - 2012. - 65 (2). - P. 173-185.

24. Lazarus R.S. Progress on a cognitive motivational-relational theory of emotion // American Psychologist. - 1991. - Vol. 46. - P. 819-837.

25. Light K., Obrist P., James S., Strogatz D. Cardiovascular Responses to Stress: II. Relationships to Atrobic Exercise Patterns // Psychophysiology. -1987. - Vol. 24. -P. 79-86.

26. Mueller P.J. Exercise Training And Sympathetic Nervous System Activity: Evidence For Physical Activity Dependent Neural Plasticity // Clinical and Experimental Pharmacology and Physiology. - 2007. - Vol. 34. - P. 377-384.

27. Reims H.M., Sevre K, Fossum E, Mellem H, Eide I.K, Kjeldsen S.E. Adrenaline during mental stress in relation to fitness, metabolic risk factors and cardiovascular responses in young men // Blood Press. - 2005. - V. 14(4). - P. 217-226.

28. Rimmele U., Seiler R., Marti B. et al. The level of physical activity affects adrenal and cardiovascular reactivity to psychosocial stress // Psychoneuroendocrinology.

- 2009. - Vol. 34. - P. 190-198.

29. Roemmich J.N., Lambiase M., Salvy S.J., Horvath P.J. Protective effect of interval exercise on psychophysiological stress reactivity in children // Psychophysiology.

- 2009. - Vol. 46, № 4. - P. 852-861.

30. Sothmann M.S. The cross-stressor adaptation hypothesis and exercise training // Psychobiology of physical activity / Eds. Acevedo E.O., Ekkekakis P. Champaign: Human Kinetics Publishers, 2006. P. 152.

31. Spalding T.W., Lyon L.A., Steel D.H., Hatfield B.D. Aerobic exercise training and cardiovascular reactivity to psychological stress in sedentary young normotensive men and women // Psychophysiology. - 2004. - V. 41, № 4. - P. 552-562.

32. Steptoe A., Kearsley N., Walters N. Cardiovascular activity during mental stress following vigorous exercise in sportsmen and inactive men // Psychophysiology.

- 1993. - V. 30, №3. - P. 245-252.