3. Влияние физических факторов на различные показатели здоровья у студентов при применении физических факторов различной природы и интенсивности

В процессе разработки программы укрепления физического, психологического здоровья учащихся и студентов в ЮРГУЭС, на базе Пятигорского филиала проведена научно-исследовательская работа по изучению и выбору системы оптимального режима применения физических факторов для повышения резервов здоровья обучающихся. Целью исследований явилась разработка системы новых алгоритмов применения лечебных природных и физических факторов для профилактики и коррекции метаболических нарушений для восстановления здоровья и повышения резервных возможностей организма.

Всего обследовано 293 человека (165 женщин и 128 мужчин) - студентов Кавминводского института сервиса в г. Пятигорске, средний возраст составил 20,20,21 года. Из них 133 человека (71 женщина и 62 мужчины) были практически здоровыми, тогда как 160 человек (94 женщины и 66 мужчин) имели ожирение абдоминального типа. В соответствии с целью и задачами настоящего исследования все пациенты были разделены на несколько групп, у которых оценивалась эффективность действия природных и физических факторов.

У студентов проводили различные исследования по оценке состояния их здоровья: рассчитывали индекс массы тела, измеряли пульс и артериальное давление, оценивали субъективные ощущения по шкале САН (самочувствие, активность, настроение) и качество жизни, проводили нагрузочные пробы с приседанием и на велоэргометре. Кроме того, анализировали их успеваемость, а также количество дней временной нетрудоспособности по больничному листу. Для оценки резервных возможностей организма и, в частности, сердечно-сосудистой системы проводились пробы с физической нагрузкой (приседаниями и велоэргометрия).

Для оценки липидного и углеводного обмена в сыворотке крови изучали следующие показатели: общий холестерин, липопротеиды высокой плотности, триглицериды и уровень гликемии. Перекисное окисление липидов исследовалось по методике В.Б. Гавриловой (1987) путем определения в сыворотке крови малонового диальдегида. Активность каталазы, одного из ферментов антиоксидантной системы, определяли по методу М.А. Королюк с соавт.

Всем пациентам было проведено определение содержания иммуннореактивного инсулина и кортизола. Инсулинорезистентность оценивалась при помощи гомеостатической модельной оценки или критерия НОМА.

В клинических и экспериментальных исследованиях изучали влияние минеральных вод разного состава из региона Кавказские Минеральные Воды (табл. 1).

Таблица 1 Минеральные воды Северного Кавказа

Гипоксические воздействие осуществлялось с помощью гипоксикатора «Trade medical». В качестве метода воздействия была выбрана методика интервального гипоксического воздействия, которая включала три этапа: 1-й этап - 10 дней (пять сеансов через день) пятикратного чередования гипоксического (16 % кислорода, 5 минут) и нормоксического (20,9 % кислорода, 5 минут) воздействия, 2-й этап - аналогичное воздействие, но в гипоксической смеси концентрация кислорода составляла 14 %, и 3-й этап - содержание кислорода было 12 %. Исследования проведены до и после окончания курса гипоксии у здоровых студентов и с абдоминальным ожирением.

Физические нагрузки различной интенсивности в условиях эксперимента моделировались плаванием в воде комнатной температуры в течение 3, 5 и 10 минут, а у студентов - оздоровительным бегом на дистанцию 3 000 и 5 000 м. Забеги проводились 3 раза в неделю в течение 4-х недель.

Отдаленные результаты после курсовых воздействий природными и физическими факторами у студентов анализировались двумя способами. Все пациенты в течение последующего года после профилактических процедур вели дневник, в котором оценивали свой самочувствием по тесту САН, отмечали массу своего тела и проводили измерение артериального давления. Кроме того, у них оценивалась успеваемость и уровень здоровья по длительности срока временной нетрудоспособности. У части добровольцев (186 человек, что составило 64 % от всех студентов, принимавших участие в настоящем исследовании) через 12 месяцев повторно проводили биохимические и эндокринные исследования, а также нагрузочные пробы для оценки резервных возможностей организма.

Математический анализ результатов проведенных исследований выполнен на персональном компьютере с использованием методов параметрической и непараметрической вариационной статистики, включавшей парную линейную (Пирсон) и ранговую (Спирмен) корреляцию. Для оценки достоверности различия показателей в сравниваемых группах использовались: критерий Стьюдента (оценка средних значений), критерий Фишера (оценка степени варьирования и достоверности коэффициентов линейной корреляции), критерий хи-квадрат (для оценки формы распределения показателя). Использовался программный комплекс Stastica for Windows v. 6. Изучение возможности применения природных и физических факторов для укрепления здоровья студентов проводилось в несколько этапов. Первый из них включал исследование механизмов влияния этих факторов на различные гормональные и биохимические показатели, характеризующие состояние метаболических реакций. На втором этапе была предпринята попытка проследить эффективность применения монофактора как у здоровых студентов, так и с абдоминальным ожирением. И, наконец, на третьем этапе изучалась эффективность применения некоторых комбинаций природных и физических факторов.

Несмотря на то что в основном эти исследования были нами уже проведены в условиях эксперимента, проблема соответствия реакции лабораторных животных и человека на то или иное воздействие по-прежнему актуальна. Кроме того, если в эксперименте мы постарались максимально подробно исследовать механизмы влияния изучаемых факторов, то в клинических наблюдениях мы ограничились некоторым минимумом показателей, позволяющих интегрально оценить возможный потенциал лечебно-профилактических воздействий. Изучение влияния внутреннего приема минеральных вод у здоровых студентов и с абдоминальным ожирением мы начали с анализа реакций, которые развиваются в организме человека в ответ на однократное воздействие - внутренний прием 200-250 мл минеральной воды. Как показали исследования Н.Д. Полушиной с соавт., этот тест позволяет выявить способность минеральной воды оказать влияние на секрецию гормонов, гликемию и артериальное давление, тогда как параметры липидного обмена были не столь лабильными. В связи с этим мы ограничились минимально разумным набором параметров.

Установлено, что минеральная вода с большей минерализацией «Ессентуки № 17» (М=11,8 г/л) оказывала вполне значимое влияние практически на все показатели, при этом у студентов с ожирением эти эффекты были выражены сильнее (табл. 2).

Таблица 2 Влияние однократного приема минеральной воды «Ессентуки № 17» на некоторые лабораторные показатели у студентов

Это проявилось как в числе достоверных изменений (у здоровых студентов их было 3, а у пациентов с абдоминальном ожирением - 7), так и в изменении абсолютных значений. Так, при абдоминальном ожирении в большей степени выявлялось гипогликемическое действие минераль- ной воды (уровень глюкозы падал на 14 % через 60 минут после при- ема воды) и ее гипотензивное действие (параметры АД уменьшались на 6-16 мм рт. ст.).

Вместе с тем, инсулинстимулирующее действие минеральной воды «Ессентуки № 17» у здоровых добровольцев проявлялось раньше (уже к 10 минуте), тогда как при ожирении максимум этой реакции был в интервале от 30 до 60 минут после приема воды. Также подчеркнем, что под влиянием воды «Ессентуки № 17» отмечалось некоторое усиление активности глюкокортикоидов, и хотя по величине оно было незначительным (4-7 %), однако сам факт этого сдвига был достоверен, поскольку повышение уровня кортизола в крови выше исходного уровня в ответ на прием минеральной воды наблюдалось у 16 из 18 студентов (здоровых и с ожирением).

Аналогичные реакции при приеме воды «Машук № 19» (минерализация 6,8 г/л) были выражены несколько слабее, хотя по-прежнему у студентов с абдоминальным ожирением эффективность минеральной воды была несколько выше. Также как и в предыдущем случае отчетливо видно, что под влияние минеральной воды реакции развиваются несколько быстрее у здоровых добровольцев и особо заметно это проявилось в изменении секреции инсулина. Также заметно и легкое стимулирующее влияние воды «Машук № 19» на секрецию кортизола, хотя этот факт выявлялся только по критерию знаков - повышение кортизолемии отмечалось у 14 из 17 студентов. Менее минерализованные воды - «Кисловодский нарзан» (М=5,2 г/л) и «Славяновская» (М=3,6 г/л) оказали минимальное влияние на исследуемые показатели. В первом случае достоверные изменения проявились только в уменьшении артериального давления, а во втором, дополнительно наблюдалось небольшое увеличение продукции инсулина к 60 минуте теста.

Таблица 3 Влияние однократного приема минеральной воды «Машук № 19» на некоторые лабораторные показатели у студентов

Таблица 4 Влияние однократного приема минеральной воды «Кисловодский нарзан» на некоторые лабораторные показатели у студентов

Таблица 5 Влияние однократного приема минеральной воды «Славяновская» на некоторые лабораторные показатели у студентов

Таким образом, можно сделать вывод о том, что даже однократный прием минеральных вод может оказывать значимое влияние на некоторые параметры, характеризующие метаболические процессы и деятельность сердечно-сосудистой системы. Несмотря на различные по величине динамические сдвиги отдельных параметров, отчетливо прослеживаются следующие факты. Во-первых, минеральные воды активизируют секрецию инсулина, и эта реакция развивается достаточно быстро. Во-вторых, для минеральных вод характерен слабый стимулирующий эффект на продукцию кортизола - одного из гормонов стресса и адаптивной перестройки организма. В-третьих, достаточно отчетливо и значимо снижается артериальное давление. И, наконец, в-четвертых, при абдоминальном ожирении эффективность питьевого воздействия в плане воздействия на исследуемые параметры была более выраженной.

Особо следует выделить факт более раннего развития реакций на прием минеральной воды у здоровых студентов по сравнению с пациентами, имеющими излишнюю массу тела. Для верификации этого феномена мы применили специальный подход. Мы разделили всех студентов только по массе тела (с нормальной - практические здоровые, и с абдоминальным ожирением - с наличием метаболического синдрома), но не учитывали, какую минеральную воду они получали 6. Далее по каждому показателю рассчитали время наступления максимальных изменений. То есть, таким образом, мы оценивали реактивность динамических процессов на внутренний прием минеральных вод. Полученные данные представлены на рисунке 1.

Рис. 1. Время наступления максимальной реакции на внутренний прием минеральных вод у здоровых студентов и с абдоминальным ожирением

Отчетливо видно, что гормональные показатели были более динамичными и ожирение лимитировало эту реакцию. Другими словами, наличие метаболического синдрома (предболезненного состояния) ограничивало темпы развития ответных реакций организма на питьевое воздействие в на 5-12 минут. А это лишний раз доказывает то обстоятельство, что преморбидном состоянии резервные возможности организма снижаются.

В заключение отметим еще один важный, на наш взгляд, факт: повышение секреции инсулина при приеме минеральных вод коррелировало со снижением артериального давления (r) = -0,53; p<0,01). На первый взгляд, такую зависимость объяснить достаточно сложно, однако необходимо учитывать тот факт, что повышение продукции инсулина при пероральных нагрузках является результатом кооперативной деятельности гормонов желудка и кишечника, обладающих инсулинотропным действием и среди которых встречаются факторы, имеющие прямое отношение к деятельности сердечно-сосудистой системы.

Во-первых, это вазоактивный интестинальный полипептид (ВИП), который обладает системным влиянием на тонус кровеносных сосудов и известно, что минеральные воды активизируют его секрецию.

Во-вторых, это глюкагон, обладающий инотропным влиянием на мышцу сердца, и изменение его секреции при приеме внутрь минеральной воды отмечали различные исследователи.

В-третьих, это альдостерон (либо интестинального происхождения, либо из коры надпочечников), который через изменение водно-солевого обмена также способен оказать влияние на деятельность сердечно-сосудистой системы. При этом стимулирующее влияние минеральных вод на его продукцию при однократном приеме и тормозящее влияние при курсовом воздействии ранее отмечали 8.

Поэтому становится ясным, что ранняя фаза секреции инсулина в пищеварительный период является параметром, интегрирующим различные и не только метаболические эффекты гастроинтестинальных гормонов. Таким образом, внутренний прием минеральных вод инициирует многочисленные процессы в организме человека и гормональные факторы, принимающие участие в этих реакциях, могут оказывать достаточно значимое влияние на течение обмена веществ и деятельность сердечно-сосудистой системы.

Все это свидетельствует о перспективности применения минеральных вод для повышения резервных возможностей организма человека.

В следующей серии наших исследований изучались эффекты курсового приема минеральных вод, при этом мы решили ограничиться двумя водами - «Ессентуки № 17» и «Славяновская», которые по многим показателям (минерализации, составу, силе воздействия), отличались достаточно сильно и представляли минеральные воды средней и малой минерализации.

Поэтому 40 студентов с нормальной массой тела (т.е. практически здоровые) и 40 - с абдоминальным ожирением (т.е. наличием метаболического синдрома) были разделены на 2 группы, которые в течение 4-х недель получали эти минеральные воды в дозе 200-250 г комнатной температуры 3 раза в день за 15-20 минут до приема пищи. Выбор такого режима был обусловлен результатами исследований 8. Анализ состояния здоровья у студентов, принимавших участие в этих исследованиях, проводился сразу после окончания курса приема минеральной воды и затем в течение года отслеживались отдаленные результаты такого воздействия.

Установлено, что применение минеральных вод в виде одного курса оказало не очень значительное влияние на динамику контролируемых нами параметров у здоровых студентов, тогда как при абдоминальном ожирении были выявлены более существенные сдвиги. При этом более минерализованная вода «Ессентуки № 17» имела некоторое преимущество перед маломинерализованной водой «Славяновская». Так, у здоровых студентов после курсового приема воды «Ессентуки № 17» отмечалось небольшое, хотя и достоверное, снижение индекса массы тела на 2,3 %, что реально соответствует снижению веса испытуемых на 1,5-2 кг (табл. 9). По-видимому, это связано со снижением уровня инсулина в крови на 19 % и повышением продукции кортизола на 12 %. Учитывая тот факт, что инсулин это гормон запасов, а кортизол эффективно их использует для получения дополнительных энергетических ресурсов, то становится ясно, что под влиянием курсового приема минеральной воды «Ессентуки № 17» происходит усиление процессов катаболизма. Примечательно, что одновременно, за счет небольшого снижения гликемии, достоверно уменьшились (в среднем на 27 %) значения коэффициента НОМА - одного из показателей инсулинорезистентности, что однозначно свидетельствует о повышении эффективности действия инсулина у студентов этой группы. Также некоторые благоприятные тенденции отмечены и в системе регуляции липидного обмена, но они не были статистически достоверными.

Таблица 6 Динамика состояния основных клинических и лабораторных показателей у здоровых студентов после курсового приема воды «Ессентуки № 17»

Также не выявлялось сколько-нибудь значимых различий в процессе курсового приема воды «Ессентуки № 17» у здоровых студентов в самооценке своего состояния, хотя динамика в целом была благоприятной - абсолютные значения каждого из показателей качества жизни выросли по величине (табл. 7).

Таблица 7 Динамика состояния САН и качества жизни у здоровых студентов после курсового приема воды «Ессентуки № 17»

Также практически не изменились параметры, интегрально описывающие состояние сердечно-сосудистой системы и физическую работоспособность у здоровых студентов, получавших в течение курса минеральную воду «Ессентуки № 17». Можно лишь отметить в качестве тенденций небольшое увеличение коэффициента физической адаптации мощности пороговой нагрузки на фоне меньших величин артериального давления, однако эта динамика все-таки находилась в пределах обычного варьирования показателей. Естественно, что и через год после окончания курсового приема минеральной воды все эти параметры оставались на исходном уровне.

Таблица 8 Динамика состояния физической работоспособности и сердечно-сосудистой деятельности при проведении нагрузочных проб у здоровых студентов после курсового приема минеральной воды «Ессентуки № 17»

Не отмечалось серьезных сдвигов у здоровых студентов и таких параметров, как число дней временной нетрудоспособности в течение 1 года после окончания курсовых воздействий (2,10,43 дня до воздействия и 1,90,40 дня после), а также успеваемость на экзаменационной сессии (4,00,08 и 4,10,09 соответственно).

У студентов с абдоминальным ожирением курсовой прием минеральной воды «Ессентуки № 17» оказывал более заметное влияние, что проявилось в благоприятных изменениях клинических и лабораторных показателей (табл. 9). У студентов с метаболическим синдромом незначительно, но все-таки достоверно уменьшился индекс массы тела, уменьшились показатели артериального давления, снизился на 20 % коэффициент атерогенности.

Таблица 9 Динамика состояния основных клинических и лабораторных показателе у студентов с абдоминальным ожирением после курсового приема воды «Ессентуки № 17»

Существенно уменьшилась повышенная ранее базальная секреция инсулина, что наряду с небольшим снижением гликемии привело к достоверному падению абсолютных значений показателя инсулинорезистентности. Обращает на себя внимание факт повышения продукции глюкокортикоидов: уровень кортизола в крови вырос в среднем на 9 %, что хорошо согласуется с нашими экспериментальными данными о важной роли кортизола в процессах приспособления организма к питьевому воздействию.

Следует, впрочем, отметить, что в течение года наблюдений после окончания курсового приема этой минеральной воды практически все параметры вернулись к своим исходным значениям.

Столь же малоподвижной оказалась и динамика различных параметров самооценки студентов с ожирением своего состояния и качества жизни в процессе курсового приема минеральной воды «Ессентуки № 17» (табл. 10).

Как и у здоровых студентов при абдоминальном ожирении не удалось доказать достоверность уменьшения числа дней временной нетрудоспособности, хотя снижение этого показателя было более существенным (с 4,00,39 до 3,50,31 дня, т.е. на 12,5 %).

Не фиксировалось также улучшение успеваемости в группе студентов с абдоминальным ожирением, получавших минеральную воду «Ессентуки № 17».

Таблица 10 Динамика состояния САН и качества жизни у студентов с абдоминальным ожирением после курсового приема воды «Ессентуки № 17»

Вместе с тем, при оценке динамики физической работоспособности после курсового приема минеральной воды «Ессентуки № 17» было выявлено, что некоторые параметры деятельности сердечно-сосудистой системы у студентов с абдоминальным ожирением менялись достоверно (табл. 11).

Таблица 11 Динамика состояния физической работоспособности и сердечно-сосудистой деятельности при проведении нагрузочных проб у студентов с абдоминальным ожирением после курсового приема минеральной воды «Ессентуки № 17»

В частности, при проведении теста приседаний уменьшилась величина сердечного нагрузочного индекса (на 8,8 %) и увеличился на 16,2 % коэффициент физической адаптации, снизилась величина «двойного произведения» на велоэргометрической пробе на 11,6 %. Все это свидетельствует о том, что курсовое воздействие среднеминерализованной водой «Ессентуки № 17» способствовало некоторой экономизации деятельности сердечно-сосудистой системы и повысило ее резервные возможности.

Курсовой прием маломинерализованной воды «Славяновская» оказал еще меньшее влияние на изучаемые нами показатели. Так, в группе у здоровых студентов (таб. 12 и 13) мы не отметили ни одного достоверного изменения параметров ни в системе гормональной регуляции углеводного и липидного обмена, ни в изменении качества жизни.

Таблица 12 Динамика состояния основных клинических и лабораторных показателей у здоровых студентов после курсового приема воды «Славяновская»

Таблица 13 Динамика состояния САН и качества жизни у здоровых студентов после курсового приема воды «Славяновская»

Также стабильными были и параметры деятельности сердечно-сосу-дистой системы при проведении нагрузочных проб у здоровых студентов, получавших курс минеральной воды «Славяновская», никаких значимых и достоверных изменений нами не фиксировалось, хотя благоприятные тенденции имели место (табл. 14).

Таблица 14 Динамика состояния физической работоспособности и сердечно-сосудистой деятельности при проведении нагрузочных проб у здоровых студентов после курсового приема минеральной воды «Славяновская»