Ладарія О.Г., 1Звєрєва Т.С.
ОЦІНКА Й ПРОГНОЗ ФУНКЦІОНАЛЬНОГО СТАНУ ГІРНИКІВ ПРИ ВПЛИВІ ЕКСТРЕМАЛЬНИХ ФАКТОРІВ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА
КЛПУ «Обласна клінічна лікарня профзахворювань», м. Донецьк, 1Донецький національний медичний університет ім. М.Горького
Алгоритм оцінки й прогнозу функціонального стану організм гірників, призначений для визначення оптимальних режимів гіпербаричної оксигенації при лікуванні теплових уражень і для професійного добору контингентів до роботи в умовах нагріваючого мікроклімату глибоких вугільних шахт.
Ключові слова: гірники, нагріваючий мікроклімат, функціональний стан організму, гіпербарична оксигенація.
Algorithm for assessment and prediction of functional state of the miners used to determine the optimal mode of hyperbaric oxygenation in the treatment of thermal injuries and professional selection of contingents to work in a heating microclimate of deep coalmines.
Keywords: mines, heating microclimate, the functional state of the organism, hyperbaric oxygenation.
Рішення виробничих і стратегічних завдань у сучасній вугільній промисловості пов'язане з інтенсивним освоєнням нових обріїв. В умовах глибоких вугільних шахт Донбасу організм людини піддається дії екстремальних умов навколишнього середовища - факторів незвичайної сили або тривалості впливу (недолік кисню, високі температури, підвищений барометричний тиск, важка фізична праця) і випробовує надзвичайні ступені напруги нейроендокринних, регуляційних систем, вегетативних функцій і психо-емоційної сфери [2,10].
Не завжди пристосування індивіда до екстремальних умов нагріваючого мікроклімату розвивається благополучно; часто відбувається зрив або виснаження регуляційних, пристосувальних, адаптивних можливостей організму, виникнення різних патологічних станів [5].
У результаті впливу факторів нагріваючого клімату може виникати гострий або хронічний перегріви, що ускладнюються патологією нервової й серцево-судинної систем. Теплові ураженя (ТУ) у 67 % випадків мають прогресуючий перебіг, у 14 % випадків - несприятливі вихіди у вигляді гострих порушень мозкового кровообігу, гострого інфаркту міокарда, важкого кризового перебігу артеріальної гіпертензії, декомпенсованих гормонально-метаболічних розладів [6,7,10].
Тому необхідність забезпечення здоров'я й працездатності гірників в екстремальних умовах нагріваючого мікроклімату, а також проведення оптимального комплексу реабілітаційних заходів при розвиненому перегріві ставить перед медициною й наукою важливі проблеми оцінки функціонального стану організму (ФСО), прогнозу цього стану із цілями відбору контингентів: 1) осіб, придатних для роботи в умовах нагріваючого мікроклімату; 2) осіб, що потребують раціонального працевлаштування в нормальних температурних умовах; 3) осіб, що підлягають експертизі у зв'язку зі стійкою втратою працездатності. Оцінка ФСО пацієнтів необхідна також для підбору індивідуального режиму гіпербаричної оксигенації (ГБО), що входить у лікувально-реабілітаційний комплекс при ТУ [6,7]. Схема ГБО, що базується на моніторингу стану різних систем організму, дозволяє досягати найкращих клінічних результатів у кожного конкретного пацієнта, а також запобігти токсичну дію кисню на доклінічній стадії.
На шляху рішення цих проблем випробувані системи оцінки функціональних резервів за допомогою стандартних функціональних проб і навантажень [1,9], використовуються принципи розподілу людей на групи із досконалими й недосконалими механізмами адаптації [5,11]. Однак, ці й подібні їм методи страждають однобічністю підходів, розроблені вони в основному для коротких строків перебування в екстремальних умовах середовища й не завжди задовольняють вимогам масового добору або не придатні для швидкої оцінки стану організму, що зазнав впливу стрес-факторів, у тому числі впливу гіпербаричного кисню.
У зв'язку із цим, метою дослідження була розробка інформативного алгоритму оцінки й прогнозу ФСО, що органічно поєднує переваги багатьох випробуваних раніше тестів, придатного для масового обстеження при доборі контингентів до роботи в умовах нагріваючого мікроклімату і визначення безпечних та ефективних режимів ГБО.
Об’єкти та методи досліджень. Для досягнення мети вирішувалися наступні завдання із застосуванням аналітичних, клініко-функціональних, біохімічних, статистичних методів:
- аналіз медичної документаціі (відомості з амбулаторних карт, історій хвороби та іншої медичної документації, санітарно-гігієнічних характеристик умов праці) та обстеження 310 гірників глибоких вугільних шахт, що працюють в умовах нагріваючого мікроклімату віком 20-50 років зі стажем роботи 0-25 років;
- оцінка прогностичних можливостей окремих функціональних проб (велоергометрія, інтегральна реографія, спірографія, реоенцефалографія, електроенцефалографія, оцінка стану вестибулярного аналізатора, та ін.), біохімічних показників (терморезистентність еритроцитів, оцінка оксидантної системи - дієнові кон’югати, малоновий діальдегід, перекісний гемоліз еритроцитів, позаеритроцитарний гемоглобін, шиффові основання, оцінка антиоксидантної системи - сульфгідрильні групи, альфа-токоферол, каталаза, пероксидаза, тироксин) [3,6];
- аналіз варіабельності серцевого ритму (ВСР) як основи створення стандарту моніторингу функціонального стану пацієнту під час сеансів ГБО за допомогою комп'ютерного діагностичного комплексу «Кардіо+», (НВП «Метекол», м.Ніжин, Україна), ряду показників стану вегетативної нервової системи (ВНС) (ортостатична проба, проба Даньїні-Ашнера, вегетативний індекс Кердо, фармакологічні вегетативні проби та ін.) [8];
- дослідження психоемоційного стану гірників за тестовими методиками [13]: характерологічний опитувальник К.Леонгарда (акцентуація особистості); шкала самооцінки Ч.Д.Спілбергера-Ю.Л.Ханіна (рівень ситуативної та особистісної тривожності); методика дослідження тривожності і депресії (ТіД); методика діагностики оперативної оцінки самопочуття, активності та настрою (САН).
- комплексна оцінка й прогностичний взаємозв'язок використаних методів і тестів за допомогою методів варіаційної статистики [12];
- створення, на основі цих досліджень, комплексного методу оцінки вихідних і прогнозування майбутніх ФСО в умовах нового середовища, у тому числі в умовах гіпербаричної кисневої барокамери [4];
- використання комплексного методу оцінки й прогнозу ФСО для добору придатних контингентів до роботи у несприятливих умовах нагріваючого мікроклімату [3,4].
Інформаційна значимість і прогностична цінність комплексного методу, окремих його елементів і різні комбінації цих елементів (тестів, проб) вивчені нами на групі з 310 гірників глибоких вугільних шахт (230 осіб - з ТУ, 80 осіб з іншою професійною патологією). Дослідження проводилися при надходженні в клініку, до початку курсу ГБО, на фоні курсу ГБО до й після сеансів, після закінчення курсу ГБО, проспективно при кожній наступній госпіталізації в КЛПУ «Обласна клінічна лікарня профзахворювань». Протягом досліджуваного 10-річного періоду повторні госпіталізації відбувалися через 1-12 місяців, іноді раз в 2 роки.
Результати дослідження. Встановлено, що прогностична значимість окремих тестів, проб, параметрів однієї з функціональних систем організму невелика, оскільки «слабкі» пристосувальні можливості, виявлені за допомогою однієї проби, сполучаються з «сильними» адаптивними резервами, що реєструються іншими тестами. Це пояснюється, по-перше, тим, що різні проби виявляють якість функціональної відповіді різних систем організму, які мають різні рівні адаптивних резервів; по-друге, на результат впливає відповідність (адекватність) тої або іншої проби динамічному й адаптаційному стереотипу індивіда або її адекватність поставленому завданню. Таким чином, необхідно застосовувати комплексний підхід до прогнозування ФСО в екстремальних умовах середовища - аналізувати комбінацію проб, тестів і параметрів, здатних указати на якість інтегральної пристосувальної відповіді організму.
Вплив факторів нагріваючого мікроклімату викликає зміни у діяльності серцево-судинної системи. Відсутність зрушень у хвилинному об'ємі крові при дії високої температури середовища говорить про несприятливу реакцію організму на умови спекотного клімату [11]. За данними інтегральної реографії ми спостерігали 3 типи реакції серцево-судинної системи на дію нагріваючого мікроклімату. Для I типу характерно збільшення систолічного об'єму крові без почастішання пульсу або з незначним його почастішанням; для II типу – збереження хвилинного об'єму без значного почастішання пульсу (в цьому випадку теплорегуляція здійснюється, очевидно, в результаті перерозподілу крові) і для III типу – збільшення хвилинного об'єму крові тільки за рахунок почастішання пульсу. Перший тип реакції є найбільш вигідним енергетичним шляхом, другий – найменш вигідним.
Наши дослідження показали, що при проведенні ортостатичної проби необхідно вимірювати серцевий викид, а також індекси кровообігу й периферичного опору судин. Динаміку вегетативного індексу Кердо для більше надійної прогностичної цінності, доцільно сполучити з дослідженням ВСР.
Комбінація проб прогностично досить надійна, оскільки особи з негативною реакцією на 3-4 проби всі без винятку мали прогресуючий перебіг хвороби, випадки повторних теплових ударів зі среднєважким перебігом, швидкі несприятливі вихіди хронічних перегрівів. Пацієнти цієї групи позитивно реагували тільки на мінімізовану баротерапію [6].
Проведені дослідження показали, що розроблена нами й уперше застосована в осіб з перегрівами методика мінімізована баротерапія (МБТ) є безпечним і ефективним патогенетично виправданим лікуванням ТУ і дозволяє ліквідувати стійкий патологічний стан різних органів і систем. На фоні курсу МБТ (кількість сеансів - 3-10, тиск у барокамері - 1,1-1,3 ата, експозиція ізопресії - 20-30 хвилин) і у відстроченому періоді після закінчення лікування відбувається відновлення змінених фізіологічних реакцій ВНС й системи кровообігу, нормалізація обмінних процесів у міокарді й мозку.
Під час сеансів і після курсу МБТ спостерігалася активація парасимпатичного впливу, особливо у хворих з вихідною симпатотонією. У пацієнтів відзначалося посилення зв'язку (негативна кореляція) індексу Кердо з показниками артеріального тиску і витратою енергії міокарда на викид крові. Виявлено позитивну залежність між отриманими величинами хвилинного обсягу, часом вигнання крові, показниками ВСР й індексом Кердо. Одночасно виявлено негативний зв'язок індексу з потужністю серцевого скорочення. Загальний периферичний артеріальний судинний опір знизився. Подібна перебудова кардіогемодинаміки свідчить, що ГБО як метаболічний регулятор, оптимізує вплив ВНС на систему кровообігу.
На підставі отриманих даних можна зробити висновок, що під впливом МБТ відбувається тонке регулювання симпатичних і парасимпатичних впливів на скорочувальну здатність міокарда й гемодинаміку в гірників із ТУ.
При режимах ГБО з тиском більше 1,5 ата спостерігалося превалювання збуджуючих впливів у діяльністі ВНС - небажане посилення симпатичного тонусу, що супроводжувалося клінічно головним болем, пітливістю, тахікардією, підвищенням АД (особливо діастоличного), збільшення індексу Кердо та хвилинного обсягу кровообіга. Аналіз ВСР також виявляв симпатотонію та зниження загальної потужності нейрогуморальної регуляції: знижалися значення SDNN, RMSSD, PNN50, TP; інтегральний показник активності регуляторних систем свідчив про помірне функціональне напруження у 18 % пацієнтів, про виражене функціональне напруження у 32 %, про різке функціональне напруження у 11%, про зрив адаптації у 0,5 %. Якщо до 3-го сеансу залишали режим ГБО 1,5-1,7 ата, то спостерігався сплеск продуктів ПОЛ на фоні підвищеної активності антиоксидантної системи.
Поділ обстежуваних гірників за допомогою комплексу тестів на групи зі «слабкими» і «сильними» пристосувальними можливостями дозволив виявити деякі загальні ознаки реагування їхнього організму на проби й тести. Група «слабких» практично на всі функціональні проби реагувала неоднорідно, що проявлялося у високих значеннях дисперсійних коефіцієнтів, тоді як група «сильних» характеризувалася відносною стабільністю й однорідністю відповідних реакцій і малих значень коефіцієнтів дисперсії. Тому дисперсійний коефіцієнт варто розглядати як активний критерій прогнозу якості адаптаційних можливостей організму при екстремальних впливах середовища.
Крім того, проведеними дослідженнями встановлена диференціація у швидкості й характері зміни діяльності різних органів і систем організму в умовах адаптації до гіпероксії й на підставі цього запропонована концепція про ієрархію включення окремих фізіологічних систем у процес адаптації. Нами був визначений і представлений у концептуальному виді фізіологічний механізм, що лімітує функціональні можливості й працездатність людини в умовах поєднаного впливу гіпоксії, нагріваючого мікроклімату й фізичних навантажень. Зокрема, показаний шлях виникнення ефекту «порочного кола», коли один або кілька несприятливих факторів породжують за принципом синергізму каскад негативних явищ, що становлять функціональну основу розвитку дезадаптаційних станів і формування патології. Більше того, показано, що в умовах нагріваючого мікроклімату глибоких вугільних шахт Донбасу в осіб зі зниженою неспецифічною резистентністю стабільної фази не настає, а процес іде по шляху виснаження фізіологічних резервів і формування стійких дезадаптаційних і патологічних станів. Тому таким особам протипоказано застосування схем ГБО з тиском більше 1,5 ата, при яких є вірогідність ще більшого виснаження фізіологічних резервів.
Висновки. Практичним результатом висунутої концепції стали розроблені методи й способи прогнозу, що дозволяють при перебуванні у звичайному середовищі визначати ступінь стійкості і ймовірний рівень працездатності індивіду в умовах глибоких шахт, відповідь організму на ГБО. Активними критеріями прогнозу якості адаптаційних можливостей організму при впливах екстремальних факторів є: динаміка показників інтегральної реографії, варіабельністі серцевого ритму, вегетативного індексу Кердо, терморезистентності еритроцитів, оцінка психоемоційного стану (акцентуація особистості, рівні тривожності і депресії, самопочуття, активності та настрою).
Метод експрес-прогностичної оцінки адаптаційних можливостей організму дозволяє диференційовано визначати різну стійкість осіб до недоліку й надлишку кисню, що має важливе значення в рішенні питань експертизи працездатності, прогнозування розвитку патології. Прогноз зміни стану здоров'я гірників дозволить поводити адекватний комплекс лікувально-реабілітаційних заходів з використанням ГБО.
Література:
1. Афанасьєва О.В., Євдокімов Є.І. Застосування індексу Кердо в практиці фізичного реабілітолога // Педагогіка, психологiя та медико-бiологiчнi проблеми фізичного виховання і спорту. - 2011. - №4. – С. 23-26.
2. Аникеева Н.А., Токарев Г.Н. Особенности профессиональной заболеваемости в Донецкой области и пути ее профилактики // Гигиена труда. – 2000. - Вып.31. – С.382-386.
3. Валуцина В.М., Кобялко В.Н., Акимова О.В. Особенности трудовой деятельности шахтеров и проблемы профессионального отбора в угольной промышленности // Гигиена труда. – 2003. - Вып.34, Т.2. – С.601-610.
4. Гладчук Е.А., Ладария Е.Г., Аникеева Н.А. Экспресс-алгоритм выбора индивидуального режима гипербарической оксигенации при массовом поступлении горнорабочих, пострадавших в техногенных авариях на шахтах // Актуальные проблемы транспортной медицины. – 2010. - №3 (21) – С. 48-51.
5. Горецкий О.С. Проблема реактивности организма человека в условиях интенсивных производственных нагрузок // Гигиена труда. – 2001. – Вып.32. – С.19-23.
6. Ладарія О.Г., Бондаренко Г.О., Мазур Б.Б. Комплексна реабілітація гірників з тепловими ураженнями з використанням гіпербаричної оксигенації // Вісник гігієни та епідеміології. - 2009. – Т.13, №1. – С.156-158.
7. Ладария Е.Г., Валуцина В.М. Основные направления профилактики отрицательного влияния нагревающего микроклимата на здоровье горнорабочих глубоких угольных шахт // Вісник гігієни та епідеміології. - 2011. – Т.15, №1 (Додаток). – С. 112-117.
8. Ладария Е.Г. Совершенствование специализированной медпомощи методом ГБО на основе технологии оценки функционального состояния пациента на этапах ГБО в баросистеме БЛКС-303 МК с помощью ресурсов компьютерного диагностического комплекса «Кардио+». Часть 1 // Вопросы гипербарической медицины. – 2011. – №1, вып. 16. – С. 7-18.
9. Минвалеева Р.С. Вегетативный Индекс Кердо: индекс для оценки вегетативного тонуса, вычисляемый из данных кровообращения // Спортивна медицина. - 2009. - № 1-2. - С. 33-44.
10. Передерий Г.С., Ткаченко Л.Н. Оценка и моделирование профессионального старения горнорабочих угольных шахт // Гигиена труда. – 2001. – Вып.32. – С.24-33.
11. Максимович В.О., Солдак І.І., Горецький О.С. Контроль та поліпшення теплового стану людини: Монографія / Під ред. І.І. Солдака. – Донецьк, 1997. – 158 с.
12. Лапач С.Н., Чубенко А.В., Бабич П.Н. Статистические методы в медико-биологических исследованиях с использованием Excel. – Киев: МОРИОН, 2001. – 408 с.
13. Столяренко Л.Д. Основы психологии. Практикум Изд. 6-ое, переработанное. - Ростов-на-Дону : Феникс, 2005. – 704 с.