Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,931

PAIN SENSITIVITY AS AN INDICATOR OF THE FUNCTIONAL STATE OF THE BODY DURING EMOTIONALLY INTENSE MENTAL ACTIVITY

Medvedev D.S. 1, 2 Churganov O.A. 1 Schurov A.G. 1 Bondarev S.A. 1, 3
1 North-Western State Medical University named after I.I. Mechnikov
2 Scientific research institute of hygiene, professional pathology and ecology of the person Federal medical and biologic agency of Russia
3 Saint-Petersburg State Pediatric Medical University
В работе обоснованы необходимость проведения и сроки мероприятий, направленных на профилактику неблагоприятного влияния факторов профессиональной деятельности на организм специалистов операторского профиля. Выявлено, что с восьмого месяца годового рабочего цикла сохранение должного качества профессиональной деятельности у специалистов операторского профиля достигается за счет повышения физиологической стоимости деятельности, появляются начальные признаки хронического утомления, что обусловливает необходимость проведения мероприятий коррекции функционального состояния организма и восстановления работоспособности. Выявлено, что порог температурно-болевой чувствительности, определяемый с помощью модифицированного термочувствительного теста, и коэффициент асимметрии между средними значениями порогов боли пальцев кистей и пальцев стоп, оцениваемые на протяжении годового рабочего цикла, являются интегральными показателями функционального состояния организма и работоспособности. Степень относительного изменения порога болевой чувствительности в различные периоды годового рабочего цикла позволяет прогнозировать динамику функционального состояния организма и работоспособности в дальнейшем, диагностировать хроническое утомление. Повышение порога болевой чувствительности в первом полугодии рабочего цикла позволяет прогнозировать выраженное утомление в конце года. Снижение порога болевой чувствительности позволяет диагностировать начальные проявления хронического утомления. Снижение коэффициента асимметрии между средними значениями порогов болевой чувствительности пальцев кистей и пальцев стоп свидетельствует о развившемся хроническом утомлении.
This work substantiates the need for and timing of interventions aimed at prevention of adverse influence of factors of professional activity on the body specialists of operator profile. It is revealed that from the eighth month of the annual cycle maintaining proper quality of professional activity of specialists of operator profile is achieved by increasing the physiological value of activity, appear early signs of chronic fatigue that necessitates the event of correction of the functional state of the organism and restore health. Revealed that the threshold of temperature pain sensitivity, defined using the modified temperature sensitive test, and the asymmetry factor between the average values of the pain thresholds of fingers and toes, as measured throughout the annual cycle, are integral indicators of the functional state of the body and health. The degree of relative change of pain threshold at different periods of the annual cycle allows to predict the dynamics of the functional state of the organism and efficiency in the future, to diagnose chronic fatigue. The increase in pain threshold in the first half of the working cycle allows to predict a pronounced fatigue at the end of the year. The decrease in pain threshold to diagnose the initial symptoms of chronic fatigue. The reduction of asymmetry between the average values of the pain thresholds of fingers and toes indicates developed chronic fatigue.
sensitivity to pain
occupational stress
a modified temperature sensitive test
functional state of the organism

Разработка методов ранней диагностики нарушений функционального состояния организма, которые впоследствии могут привести к развитию заболеваний, является актуальным направлением восстановительной медицины [1,3,4].

Проблема сохранения здоровья и профилактика заболеваний особенно актуальна для специалистов операторского профиля, деятельность которых сопряжена с высоким нервно-эмоциональным напряжением, являющимся одной из причин развития профессионально обусловленных заболеваний [1,7,8].

Известно, что профессиональный стресс способствует росту общесоматической патологии, в частности, возрастанию заболеваемости и смертности от сердечно-сосудистых заболеваний [1]. Установлена причинно-следственная связь между степенью нервно-эмоционального напряжения и болезнями желудочно-кишечного тракта, иммуноаллергическими заболеваниями, невротическими расстройствами и другими патологическими состояниями, обусловленными реакцией организма на стресс [1,2,6].

Для адекватной оценки динамики функционального состояния организма и профессиональной работоспособности специалистов в период длительного рабочего цикла необходимо осуществление периодических исследований, направленных на выявление начальных явлений хронического утомления и переутомления [3,4,8]. Основными требованиями, предъявляемыми к таким методам, являются высокая информативность, простота и кратковременность их выполнения и интерпретации [3,8].

Перспективной методикой, позволяющей выявлять ранние функциональные нарушения организма при эмоционально-напряженном умственном труде, по-нашему мнению, может явиться методика измерения порога температурно-болевой чувствительности [8,9]. По данным целого ряда исследований, развитие нервно-эмоциональных и вегетативных проявлений стресса тесно взаимосвязано с центральными механизмами регуляции болевой чувствительности [2,5,8,9].

Целью исследования явилось совершенствование диагностики ранних функциональных нарушений организма у специалистов операторского профиля.

Организация и методы исследования

Для достижения поставленной цели было проведено исследование, в котором приняли участие специалисты операторского профиля, в возрасте 38–50 лет, мужского пола, стажем работы 5–10 лет (n=70).

Оценивалась годовая динамика функционального состояния (ФС) организма по основным группам компонентов по В.И. Медведеву [6] и показателям термоалгометрии. Замеры проводились ежемесячно на протяжении годового рабочего цикла.

Для оценки энергетических компонентов ФС организма регистрировали следующие показатели: частоту пульса (ЧСС), систолическое (САД) и диастолическое (ДАД) артериальное давление. Рассчитывали показатель ФС систем кровообращения и внешнего дыхания (ФСкрс), пульсовое давление (ПД), минутный объем кровообращения (МОК), показатель периферического сопротивления сосудов (ППСС), средне-динамическое давление (СДД), индекс Робинсона (ИР), индекс Старра (ИС), индекс Рида (ИРД), вегетативный индекс Кердо (ВИК), индекс функциональных изменений (ИФИ). Проводились нагрузочные пробы с задержкой дыхания на вдохе (проба Штанге) и на выдохе (проба Генча).

Для оценки информационных, активационных и эффекторных компонентов ФС организма применялись корректурная проба с разорванными кольцами, методики «Критическая частота слияния мельканий» (КЧСМ), «Теппинг-тест», исследования статической мышечной выносливости, определения латентного времени простой сенсомоторной реакции (ПСМР), «Красно-черная таблица», «Вербальная память», «Кратковременная зрительная память на числа», «Закономерности».

Для оценки эмоциональных компонентов ФС организма «Самочувствие, активность, настроение» (САН), второй субтест полного теста Люшера, вопросник Спилбергера в модификации Ханина. По второму субтесту полного теста Люшера оценивались вегетативный коэффициент (ВК) и коэффициент суммарного отклонения от аутогенной нормы (СО).

В качестве внешнего критерия использовали результаты экспертной оценки.

Методика оценки болевой чувствительности. Для оценки показателей температурно-болевой чувствительности использовали усовершенствованный вариант метода К. Акабанэ – модифицированный термочувствительный тест (МТТ). МТТ основан на регистрации порога боли (ПБ) при термическом воздействии инфракрасного излучения на области проекций биологически активных точек (БАТ) по Акабанэ, который измеряется количеством импульсов [9]. МТТ проводился с помощью отечественного аппарата «Рефлексомастер». В исследовании использовались области проекций 24 БАТ – 12 парных БАТ, расположенных на пальцах кистей и стоп. Температура контактной поверхности светодиода при проведении теста составляла 70±5 °С. Плотность энергии инфракрасного излучения (длина волны 920 нм, длительность импульса 0,75 с, частота 1 Гц) в импульсе составляла 0,2 Дж/см².

Порог болевой чувствительности при ММТ фиксировался количественно при появлении у пациента ощущения жжения и теплового укола. Датчик имеет ограничитель для обеспечения фиксированного контакта с поверхностью кожи. Перед первым тестированием обследуемому объясняли задачу исследования и необходимость фиксации момента появления вышеуказанных ощущений во время нагревания в области облучаемой точки. Перед основным тестированием проводили подбор плотности энергии инфракрасного излучения в интервале от 1 до 2 Дж/см² в точке VC 24, расположенной в середине подбородочной борозды, так как появление чувства жжения является нежелательным, замедляет обследование [8,9]. Затем проводили основной этап тестирования по определению порога температурно-болевой чувствительности, который оценивался плотностью энергии в джоулях на единицу площади, в момент появления чувства жжения в области каждой БАТ [2,9].

Для оценки динамики показателей температурно-болевой чувствительности изучались среднее значение порога болевой чувствительности, измеряемого по 24 БАТ, и асимметрия между средними значениями порога болевой чувствительности, полученных с 12-ти БАТ пальцев кисти и 12-ти БАТ пальцев стоп [10].

Результаты и их обсуждение

В годовом рабочем цикле обнаружено различие в качественной направленности и количественной выраженности отдельных показателей различных функций организма, что согласуется с результатами многочисленных исследований эмоционально-напряженной умственной деятельности [4,6,7,8].

Статистически значимые (р<0,05) изменения показателей энергетических компонентов ФС организма, свидетельствующие о повышенном, а по некоторым показателям (САД, ИР, ИРД) и высоком напряжении систем кровообращения и внешнего дыхания, обнаружены с 6-го месяца до конца года.

Повышение ИР к 6-му месяцу составило 5,4 %, к 12-му месяцу – 15 %. Повышение ИРД к 6-му месяцу составило 24,6 %, к 12-му – 45,8 %. Прирост значения СДД к 7-му месяцу составил 3 %, 12-му месяцу – 6,3 %. Прирост значения САД к 8-му месяцу составил 3,7 %, к 12-му месяцу – 6,5 %. Прирост значения ЧСС к 9-му месяцу составил 9,2 %, к 12-му – 9,5 %. Прирост значения ДАД к 9-му месяцу составил 5,3 %, к 12-му месяцу – 5,7 %. Прирост значения ПД к 9-му месяцу составил 8,3 %, к 12-му месяцу – 8,7 %. Прирост значения МОК к 9-му месяцу составил 11,6 %, к 12-му месяцу – 9,6 %. Прирост значения ВИК к 11-му месяцу составил 70,5 %.

Статистически значимое (р<0,05) ухудшение показателей информационных, активационных и эффекторных компонентов ФС организма выявлено с 10-го месяца и до конца годового цикла.

К 12-му месяцу обнаружено снижение показателя статической мышечной выносливости на 6,6 %, частоты касаний теппинг-теста – на 8,3 %, КЧСМ – на 3,2 %, пропускной способности зрительного анализатора – на 7,7 %, точности работы по методикам «Кратковременная зрительная память на числа», «Вербальная память», «Закономерности» – на 22,0 %, 7,8 % и 9,3 % соответственно.

Статистически значимое (р<0,05) ухудшение показателей эмоциональных компонентов ФС организма обнаружено с 9-го месяца.

К 12-му месяцу обнаружено повышение реактивной тревоги на 11,6 %, снижение интегрального показателя САН – на 18,5 %, снижение коэффициента ВК и повышение коэффициента СО на 42,7 % и 24,0 % соответственно.

Статистически значимое (р<0,05) снижение ПБ и асимметрии по сравнению с исходным уровнем обнаружено к 11-му месяцу (соответственно на 16,5 % и 29,5 %).

Показатель экспертной оценки статистически значимо (р<0,05) снизился к 11-му месяцу на 9,0 %.

Таким образом, в годовом цикле профессиональной деятельности специалистов операторского профиля оптимальное функциональное состояние сохраняется в течение первого полугодия после отпуска. В последующий период сохранение высокой продуктивности деятельности достигается за счет напряжения функциональных резервов организма, в первую очередь за счет повышения активности систем кровообращения и внешнего дыхания. С 9–10 месяцев наблюдается снижение субъективной оценки эмоционального состояния, выявляются значительное ухудшение показателей основных свойств нервной системы, психических познавательных процессов и снижение показателей температурно-болевой чувствительности.

Для проведения сравнительного анализа на основании результатов экспертной оценки были выделены полярные группы «успешных» и «неуспешных».

Статистически значимо (р<0,05) большее напряжение функциональных резервов в группе специалистов с низкими показателями экспертной оценки по показателям ЧСС, САД, ДАД, СДД, ВИК, ИР, ИРД и МОК указывает на большую физиологическую стоимость профессиональной деятельности военных специалистов данной группы.

В группе «неуспешных» обнаружены статистически значимое (р<0,05) ухудшение показателей статической мышечной выносливости, пропускной способности зрительного анализатора, точности работы по методикам «Вербальная память» и «Закономерности», КЧСМ. Все это свидетельствует о более выраженном утомлении в группе «неуспешных».

Группа «неуспешных» характеризовалась достоверно (р<0,05) более высокими уровнем реактивной тревоги.

При сравнении относительных изменений ПБ определяется весьма существенные различия в их динамике в полярных группах. Статистически значимые (р<0,05) различия обнаружены на 3, 11 и 12 месяцах.

В группе «неуспешных» к 3 месяцу годового цикла ПБ повысился на 11,2±2,5 %; к 11 и 12 месяцам снизился на 13,2±2,8 % и 14,5±2,7 % соответственно. В группе «успешных» к 3 месяцу ПБ повысился на 5,6±2,6 %, к одиннадцатому и двенадцатому снизился на 6,8±2,7 % и 7,5±2,9 % соответственно.

Больший прирост значения ПБ в группе «неуспешных» к 3 месяцу свидетельствует о том, что нарастание профессиональных нагрузок для этой группы оказывает более выраженное стрессогенное воздействие [2,5]. К началу 3 месяца для большинства обследуемых (n=68) начинается отчетный период, который обследуемыми характеризовался как наиболее трудоемкий и сложный. Отмеченное в конце годового цикла большее снижение ПБ в группе «неуспешных» свидетельствует о более выраженном утомлении в данной группе [2,3,4]. При сравнении относительных изменений порога температурно-болевой чувствительности определяется весьма существенные различия в их динамике в полярных группах. Направления относительных изменений показателей порога температурно-болевой чувствительности в обеих группах в целом одинаковы. Статистически значимые различия (р<0,05) по сравнению с исходным уровнем обнаружены на втором-третьем месяцах и, в дальнейшем, начиная с восьмого месяца.

Полученные данные согласуются с результатами исследований температурно-болевой чувствительности при функциональных состояниях, сопряженных с длительным нервно-эмоциональным напряжением [2,5,8]. Выраженное снижение порогов болевой чувствительности некоторые авторы предлагают рассматривать как признак начинающегося истощения естественных стресс-лимитирующих реакций организма и показание для проведения мероприятий коррекции функционального состояния организма [2,5,7].

Для выявления взаимосвязи температурно-болевой чувствительности с функциональным состоянием организма был проведен корреляционный анализ. При этом учитывались значения, полученные на протяжении годового рабочего цикла на всей выборке обследуемых. Взаимосвязь между порогом болевой чувствительности и показателями функционального состояния организма характеризуется наличием различных по направлению и силе связей.

Выявлена отрицательная связь между ПБ и частотой сердечных сокращений (r = - 0,68), систолическим артериальным давлением (r = - 0,67), минутным объемом кровообращения (r = - 0,61), индексами Робинсона (r = - 0,53) и Рида (r = - 0,59), реактивной тревогой (r = - 0,65). Обнаружена положительная связь с показателем качества профессиональной деятельности (r = 0,60) и критической частотой слияния мельканий (r = 0,51). Это указывает на взаимосвязь болевой чувствительности с функциональным состоянием сердечно-сосудистой системы, центральной нервной системы, эмоциональным состоянием и функциональным состоянием организма в целом.

Похожие взаимосвязи выявлены между коэффициентом асимметрии порогов болевой чувствительности и показателями функционального состояния организма. При этом коэффициент асимметрии порогов болевой чувствительности оказался взаимосвязан с большим числом показателей функционального состояния организма. С данным показателем коррелировали: показатель качества профессиональной деятельности (r = 0,67), частота сердечных сокращений (r = - 0,62), систолическое артериальное давление (r = - 0,60), минутный объем кровообращения (r = 0,56), индексы Робинсона (r = -0,65) и Рида (r = - 0,52), критическая частота слияния мельканий (r = 0,63), реактивная тревога (r = - 0,63). Менее тесные связи коэффициента асимметрии порогов болевой чувствительности выявлены с диастолическим артериальным давлением (r = - 0,45), статической мышечной выносливостью (r = 0,47) и частотой касаний теппинг-теста (r = 0,42).

Взаимосвязи показателей температурно-болевой чувствительности с частотой сердечных сокращений, систолическим артериальным давлением, минутным объемом кровообращения, индексами Робинсона и Рида согласуются с установленной зависимостью между болевой чувствительностью в различных областях кожного покрова и состоянием симпатической нервной системы [1,6,9].

Известно, что между центральными механизмами регуляции системы ноцицепции и сердечно-сосудистой системы существуют тесные взаимоотношения, проявляющиеся, в частности, возрастанием порога болевой чувствительности в ответ на стойкое или преходящее повышение артериального давления в эксперименте и клинике [2,5,7,8]. Однако такая взаимозависимость верна только для ситуации острого стресса. В процессе пролонгированного или часто повторяющегося стрессорного воздействия у человека болевая чувствительность кожи претерпевает фазные изменения. Вслед за первоначальным увеличением ПБ, являющегося проявлением известного феномена стресс-вызванной аналгезии, развивается гипералгезия [2,5]. Полученная в нашей работе отрицательная корреляционная связь показателей температурно-болевой чувствительности с частотой сердечных сокращений, систолическим артериальным давлением, минутным объемом кровообращения, индексами Робинсона и Рида отражает закономерности изменений показателей кровообращения и внешнего дыхания в годовом рабочем цикле и фазность изменений температурно-болевой чувствительности.

Обнаруженная взаимосвязь показателей температурно-болевой чувствительности с реактивной тревогой подтверждает данные последних лет, доказывающие связь болевой чувствительности с эмоциональной сферой. В целом ряде исследований установлены корреляции порогов боли с психологической конституцией человека, в частности, с типом стратегии адаптации, уровнем тревожности, склонностью к суициду [2, 5]. Стенические эмоции сопровождаются повышением порога боли. Астенические эмоции, такие как страх, беззащитность, тревожность, сопровождающие стратегию пассивной адаптации и прекращение текущей деятельности, развиваются на фоне снижения порога боли [7,8].

Установленная связь показателей температурно-болевой чувствительности с критической частотой слияния мельканий согласуется с представлениями о зависимости болевой чувствительности от функционального состояния центральной нервной системы в целом. Известно, что в ответной реакции организма на стимуляцию БАТ принимают участие все отделы нервной системы, начиная с рецепторного аппарата и сегментарных отделов спинного мозга, включая центральные отделы головного мозга [2,10].

Выявленная связь показателей температурно-болевой чувствительности с экспертной оценкой качества профессиональной деятельности является, на наш взгляд, закономерной. Как известно, болевая чувствительность является информативным интегральным показателем состояния организма [2,5]. В большинстве определений физиологической боли подчеркивается представление о боли как интегративной реакции организма [2,5,8]. Структуры и биохимические механизмы, составляющие антиноцицептивную систему, участвуют в обеспечении всех важнейших функций организма [2,5].

Выводы:

1. В годовом цикле профессиональной деятельности специалистов операторского профиля оптимальное функциональное состояние организма сохраняется в течение первого полугодия после отпуска. В последующие 3–4 месяца высокая продуктивность деятельности достигается за счет напряжения функциональных резервов организма, к 11-му месяцу наблюдается ухудшение продуктивности деятельности.

2. Порог боли, определяемый с помощью модифицированного термочувствительного теста, и коэффициент асимметрии между средними значениями порогов боли пальцев кистей и пальцев стоп, оцениваемые на протяжении годового рабочего цикла, являются интегральными показателями функционального состояния организма и работоспособности.

3. Достоверное снижение порога боли в годовом рабочем цикле позволяет диагностировать начальные проявления хронического утомления. Достоверное снижение коэффициента асимметрии между средними значениями порогов боли пальцев кистей и пальцев стоп в годовом рабочем цикле свидетельствует о развившемся хроническом утомлении.

4. Прирост значения порога боли, определяемого посредством термоалгометрии, к 3-му месяцу годового цикла на 8,7 % – 13,7 % позволяет сделать прогноз с вероятностью 95,0 % о недостаточных функциональных резервах и развитии выраженного утомления в конце года.