INFLUENCE OF HELIOGEOMAGNETIC ACTIVITY ON THE FUNCTIONAL STATE OF CARDIOVASCULAR SYSTEM OF STUDENTS

Вопросы прогнозирования состояния человека в зависимости от метеорологических факторов не утрачивают своей актуальности. Известно, что болезни системы кровообращения обостряются из-за магнитных бурь и резких изменений показателей электрической активности атмосферы

У практически здоровых лиц не происходит существенных физиологических изменений организма в ответ на значительные колебания гелиогеомагнитной активности (ГМА), напротив, такие воздействия могут усиливать его функциональные резервы

Важно отметить, что в ряде районов на приспособительные и регуляторные механизмы человека в большинстве своём влияет не вид погоды, а его резкая смена. Иркутский район, который находится на стыке Сибирской платформы и Байкальской складчатости, относится к таким территориям

Эта проблема остается недостаточно изученной в отношении студентов высших учебных заведений. Процесс синтеза знаний, формирование и развитие профессиональных компетенций, умений и навыков требует соблюдения многих условий. К ним относятся не только адаптация и социализация студентов, но и организация учебно-воспитательного процесса на основе дифференциации и индивидуализации обучения. Абитуриенты Педагогического института, в большинстве своем – это сельские жители. Поэтому можно отметить их напряженный ритм жизни, информационный пресс и изменение мезосоциосреды, связанные с переездом в город, что сказывается на состоянии ССС, которое может усугубляться ГМА. В связи с этим актуальным является выявление взаимосвязи между возмущениями геомагнитного поля с функциональными характеристиками ССС студентов г. Иркутска в динамике, с целью определения у них метеозависимости и дальнейшей организацией учебно-воспитательного процесса с учетом этих характеристик.

Объектом исследования являлись 17 студенток очного обучения Педагогического Института «ИГУ» отделения физико-математического, естественнонаучного и технологического образования в возрасте от 21 до 22 лет. Несмотря на небольшой объем выборки, многократная повторность измерений дает достаточно данных для корректного статистического анализа. Исследование проводилось в 2022 г. От студенток получено добровольное согласие на участие в нем и использование полученных результатов в научных публикациях.

У девушек определяли систолическое артериальное давление крови (САД), мм. рт. ст.; диастолическое артериальное давление крови (ДАД), мм. рт. ст.; частоту сердечных сокращений (ЧСС), уд/мин в динамике. Для оценки функционального состояния ССС студентов измерения исследуемых показателей проводили: в состояния покоя (САД1, ДАД1, ЧСС1), после физической нагрузки (20 глубоких приседаний в быстром темпе) (САД2, ДАД2, ЧСС2) и через 10 минут после физической нагрузки (САД3, ДАД3,ЧСС3). Для каждой испытуемой за весь период исследования получен ряд характеристик показателей из 12 точек.

Для оценки уровня ГМА использовали сайт https://www.gismeteo.ru, где брали среднесуточную характеристику возмущенности магнитного поля Земли или Кр-индекс – усредненный планетарный индекс, характеризующий колебания горизонтальной составляющей магнитного поля Земли, который выражается как в условных баллах, так и в общепринятых единицах (нТл). Индекс геомагнитной активности Кр имеет уровни от 0 до 9 баллов. Сильным магнитным бурям соответствуют уровни Кр больше 4.

Статистический анализ данных был проведен с помощью статистических методов и прикладных программ Statistica 6.0 Stat-Soft Inc., США, Excel. Различия сравниваемых показателей считали значимыми при р ≤ 0,05. Оценку количественных показателей в изучаемых группах проводили параметрическими (вычисление М-взвешенной средней арифметической, среднеквадратичного отклонения (σ)), достоверности различий средних величин по t-критерию Стьюдента. Корреляционный анализ количественных показателей проводили методом парных корреляций с определением коэффициента корреляции (r) и достоверности существующей корреляционной связи. Различия характеристик всех сравниваемых показателей считали значимыми при р ≤ 0,05.

Результаты изменения характеристик САД, ДАД, ЧСС студенток в покое, при физической нагрузке, после нагрузки при колебаниях ГМА в дни наблюдений представлены на рис. 1-3. За период исследования регистрировали значительные колебания ГМА – от 1 балла до 5 баллов. Так, 17.10.22 уровень ГМА составил 5 баллов, что свидетельствовало о магнитной буре. В этот день среднегрупповые значения САД составили 102,2 ± 2,7 мм рт.ст. (см.рис.1), что было меньше нормативных значений для данной возрастной группы (110-120 мм рт.ст.). 11.10.22 отмечена спокойная геомагнитная обстановка (ГМА = 1 балл) и характеристики САД в группе были на уровне 111,1± 2,2 мм рт. ст. (см.рис.1). Аналогичные зависимости между САД и ГМА были обнаружены и в другие дни проведенных обследований.

Рисунок 1 - Зависимость характеристик САД студенток в покое в зависимости от уровня ГМА

DOI:10.23670/IRJ.2023.136.22.1

Полученные результаты свидетельствуют, что увеличение уровня САД у студенток после нагрузки спустя 10 минут возвращалось к исходным значениям вне зависимости от уровня ГМА (см.рис.2). Это подтверждает тот факт, что в исследовании принимали участие практически здоровые девушки. В периоды повышения ГМА до 4-5 баллов значения САД и ЧСС студенток уменьшались, а при низком уровне ГМА равной 1-2 балла – повышались (см.рис.2,3). Наиболее отчетливо это можно наблюдать по изменению характеристик артериального давления и ЧСС у девушек при магнитных бурях, особенно после физической нагрузки.

Рисунок 2 - Зависимость характеристик САД студенток в зависимости от уровня ГМА в динамике

DOI:10.23670/IRJ.2023.136.22.2

Рисунок 3 - Зависимость характеристик ЧСС студенток в зависимости от уровня ГМА в динамике

DOI:10.23670/IRJ.2023.136.22.3

Анализ полученных результатов каждой из 17 студенток за весь период наблюдений показал, что реакция ССС на изменения уровня ГМА была различна. Поэтому на следующем этапе исследования по колебанию уровня САД, ДАД и ЧСС студенток, а также оценке состояния их самочувствия в периоды высокой ГМА, сформировано две группы:

1-я группа – 52% метеонезависимых девушек, у которых колебания характеристик исследуемых показателей были незначительны, состояние удовлетворительное;

2-я группа – 48% метеозависимых девушек, у которых регистрировали значительные колебания характеристик исследуемых показателей в периоды высокой активности ГМА, кроме того, в эти периоды они предъявляли жалобы на слабость, головные боли, снижение внимания, заторможенность, плохое настроение.

При сопоставлении значений исследуемых показателей 1-ой метеонезависимой и 2-ой метеозависимой групп отмечали различную динамику их изменений в зависимости от уровня ГМА. Характеристики САД и ЧСС метеонезависимых студенток не зависели от уровня ГМА (см.рис.4, 5)

В то же время характеристики 2-ой группы студенток при изменении уровня ГМА выявило различную динамику и направленность колебаний САД во время всего периода исследования.

Рисунок 4 - Характеристики САД у метеонезависимых (1-ая группа) и метеозависимых (2-ая группа) студенток при динамике ГМА

DOI:10.23670/IRJ.2023.136.22.4

Рисунок 5 - Характеристики ЧСС у метеонезависимых (1-ая группа) и метеозависимых (2-ая группа) студенток при динамике ГМА

DOI:10.23670/IRJ.2023.136.22.5

Характеристики САД, ДАД, ЧСС в сравниваемых группах за весь период исследования представлены на рис. 6-8. Установлено, что у метеонезависимых студенток уровень САД1 в покое был достоверно значимо выше по сравнению с характеристиками 2-ой группы — 106,7±0,7 мм рт.ст. и 102,5 ± 0,7 мм рт.ст. (Р = 0,000), после нагрузки значения САД2 увеличились до 119,3± 0,8 мм рт.ст. и 115,6±0,9 мм рт.ст. (Р=0,002), после восстановления характеристики САД3 вернулись к исходным значениям— 107,8±0,7 мм рт.ст. и 103,4±0,8 мм рт.ст. (Р = 0,000), соответственно (см.рис. 6). Это является адекватной адаптивной реакцией в ответ на физическую нагрузку.

Рисунок 6 - Характеристики САД у метеонезависимых (1-ая группа) и метеозависимых (2-ая группа) студенток

Примечание: * - Р ≤ 0,05

DOI:10.23670/IRJ.2023.136.22.6

Характеристики ДАД1 у метеонезависимых девушек в покое были также достоверно значимо выше по сравнению с аналогичными показателями метеозависимой группы — 71,5±0,6 мм рт. ст. и 68,5 ± 0,6 мм рт. ст. (Р = 0,000) (см.рис.7). После физической нагрузки значения ДАД2 увеличивались до 73,9± 0,7 мм рт.ст. и 74,1±0,7 мм рт.ст., но, после восстановления, составили 73,2±0,6 мм рт.ст. и 71,6±0,5 мм рт.ст. (Р = 0,04), соответственно (см.рис.7). Во всех вариантах характеристики ДАД соответствовали нормативным значениям для данной возрастной группы.

Рисунок 7 - Характеристики ЧСС у метеонезависимых (1-ая группа) и метеозависимых (2-ая группа) студенток

Примечание: * - Р ≤ 0,05

DOI:10.23670/IRJ.2023.136.22.7

Аналогичные результаты выявлены в отношении характеристик ЧСС1, которые в покое у девушек 1-ой группы были достоверно значимо выше по сравнению с характеристиками 2-ой группы — 76,2±0,5 уд. /мин. и 73,6± 0,6 уд. /мин. (Р = 0,000), после нагрузки ЧСС2 — 84,3± 0,5 уд./мин. и 81,7±0,7 уд./мин. (Р = 0,000), после восстановления ЧСС3 — 79,9±0,4 уд. /мин. и 78,3±0,5 уд. /мин. (Р = 0,01), соответственно (см. рис. 8). Восстановление ЧСС после физической нагрузки у всех девушек шло медленнее, чем характеристик САД и ДАД.

Рисунок 8 - Характеристики ЧСС у метеонезависимых (1-ая группа) и метеозависимых (2-ая группа) студенток

Примечание: * - Р ≤ 0,05

DOI:10.23670/IRJ.2023.136.22.8

Результаты корреляционного анализа подтвердили полученные выводы о разнонаправленном изменении характеристик ГМА и показателей ССС. В 1-ой группе выявлены достоверно значимые отрицательные корреляционные связи между ГМА и САД1 (r= - 0,26, p <0,05), ГМА и САД2 (r = – 0,20, p <0,05), ГМА и САД3 (r = – 0, 26, p <0,05). Во 2-ой группе студенток с метеозависимостью также отмечены достоверно значимые отрицательные корреляционные связи между ГМА и САД1 (r = – 0,38, p <0,05), ГМА и САД2 (r = – 0,23, p <0,05). Кроме того, в этой группе установлены достоверно значимые связи между ГМА и ДАД1 (r = – 0,33, p <0,05), ГМА и ДАД3 (r = – 0,17, p <0,05), что свидетельствует об их большей чувствительности к воздействию исследуемого фактора.

Таким образом, наблюдения за функциональными характеристиками ССС у девушек и результаты корреляционного анализа показали, что характеристики САД, ДАД, ЧСС в покое, при физической нагрузке, в период восстановления с высокой степенью достоверности были ниже в группе девушек с метеозависимостью, в отличие от студенток, не реагирующих на изменения ГМА. Для того чтобы дополнить доказательства о зависимости между метеорологическими факторами и ССС обучающимися, мы решили привести конкретные примеры студентов из двух групп: метеонезависимая группа представлена студенткой №8, метеозависимая группа – студенткой № 3. У студентки №8 установлены отрицательные корреляционные связи средней силы между ГМА и ЧСС1 (r = – 0,45, р <0,05), ЧСС2 (r = – 0,63, р <0,05). У студентки №3 были выявлены иные сильные отрицательные корреляционные связи между ГМА и САД1 (r = – 0,77, р <0,05), САД2 (r = – 0,70, р <0,05), ДАД1 (r = – 0,54, р <0,05) и положительные корреляционные связи ГМА с ЧСС2 (r = 0,43, р <0,05). Большее количество корреляционных связей и их разнообразие подтверждает зависимость состоянии ССС студентки №3 от ГМА.

Сравнительный анализ полученных данных между группами студенток показал, что реакция ССС обучающихся на ГМА может быть различной (Р≤0,05). Если реакция студенток 1-ой группы (52%) на изменение ГМА была незначительна или не выражена, то у девушек 2-ой группы (48%), характеристики САД, ДАД и ЧСС были достоверно значимо ниже, чем в 1-ой группе, сопровождались жалобами на плохое самочувствие и зависели от колебаний ГМА.

При выборе педагогом активных или пассивных методов усвоения материала студентами необходимо учитывать состояния их здоровья в текущий момент обучения. Так, например, развитие коммуникативных компетенций с использованием интерактивных технологий вряд ли возможно при повышении ГМА у метеозависимых студентов, составляющих половину всей аудитории. Следовательно, перед преподавателем стоит необходимость использования менее активных методов обучения. Правильный выбор технологий, методов и приемов с учетом состояния здоровья студентов на момент проведения занятия даст возможность более качественного усвоения знаний.