Background: The development of the Arctic region is connected with extreme and strenuous work conditions and transmeridian shifts. The resulting stress changes the functional state of involved professionals irrespective of their age. Successful performance of job tasks depends on individual adaptation, which is an urgent issue to be studied with modern research methods.
Aims: The study was a complex research project on adaptation and changes of cardiovascular and psychophysiological functioning in response to long-term stress associated with rapid climate changes and transmeridian shifts experienced by the participants of the Arctic World Oceanic International Flight «Sever Vash».
Materials and methods: The participants of Sever Vash expedition, which took place in July and August 2018, were examined. According to the design of the study, they underwent a complex laboratory and instrumental assessment before the start and immediately on the finish. Blood parameters, level of DNA damage in blood cells, cardiovascular parameters (heart rate, brachial and aortic blood pressure (BP), subendocardial blood flow etc.), allostatic load index (ALI), and data of psychophysiological tests with work capacity assessment were analyzed.
Results: All participants (7 males, 39−69 y.o.) completed the planned route. The actual duration of the flight was 43 days. Comparative pairwise analysis on the finish revealed an increase of total blood protein (p<0.000), creatinine (p<0.000), bilirubine (p=0.038) and AcAT (p=0.031), and glucose (p<0.000) levels, and shifts in peripheral blood parameters, which are typical for the process of adaptation to the Polar conditions and transmeridian shifts. An increase of DNA damage in white blood cells was found. Average values of hemodynamic parameters were in a normal range; heart rate increased (p<0.000); mean brachial BP (p=0.003) and systolic aortic BP (p=0.001) decreased. Average values of pulse BP and subendocardial blood flow did not change (p<0.05). ALI increased in four pilots; in others, no ALI dynamic was observed. Psychophysiological potential decreased after the flight. The number of errors and omissions of target signal (р≤0.000) increased, attention span and emotional stability deteriorated. Along with this, the mood parameter increased to a maximum level, and risk tolerance level decreased (р<0.001).
Conclusions: Working in Arctic conditions is connected with stress factors and leads to multiple and deep changes required for urgent adaptation. Allostatic load index, which is an integral parameter of strained functioning in extreme conditions, can be a marker of individual adaptation. The achieved functional stability of body systems, particularly the cardiovascular system, ensures an acceptable level of work capacity in the considered conditions.
Обоснование. Освоение Арктики подразумевает экстремальные, напряженные условия работы, трансмеридиональные перемещения и, как следствие, стресс, приводящий к изменениям функционального состояния у привлеченных специалистов разных возрастов. Успешность выполнения работы зависит от адаптации, которая является условием для выполнения операций трудового процесса. Исходя из этого, необходимо изучение на современном научно-методическом уровне проблемы индивидуальной адаптации человека.
Цель исследования ― комплексное изучение адаптации, направленности изменений функционального состояния сердечно-сосудистой системы и психофизиологических кондиций в ответ на долгосрочный стресс при резкой смене климатических условий и трансмеридиональных перемещениях у участников кругосветного арктического авиаперелета «Север Ваш».
Методы. Согласно дизайну этого наблюдательного исследования, участники авиаперелета «Север Ваш», выполненного в июле-августе 2018 г., проходили комплексное лабораторно-инструментальное обследование на старте и сразу после финиша. Изучали показатели анализов крови, функционирования сердечно-сосудистой системы (ЧСС, параметры брахиального и аортального АД, эффективность субэндокардиального кровотока и др.); индекс аллостатической нагрузки (ИАН), а также данные психофизиологических тестов с оценкой работоспособности.
Результаты. Все участники (7 мужчин в возрасте от 39 до 69 лет) полностью прошли запланированный маршрут. Фактическая продолжительность перелета составила 43 дня. На финише выявлено увеличение общего белка крови (p<0,001), креатинина (p<0,001), билирубина (p=0,038), аспартатаминотрансферазы (p=0,031) и глюкозы (p<0,05), а также сдвиги значений показателей периферической крови, характерные для процесса адаптации организма к полярным условиям и трансмеридиональным перемещениям. Обнаружено увеличение числа разрывов ДНК в лимфоцитах крови. Средние значения показателей гемодинамики оставались в нормальном диапазоне, но увеличилась ЧСС (p<0,001), снизилось среднее брахиальное АД (p=0,003), систолическое аортальное АД (p=0,001). Средние значения пульсового АД, эффективности субэндокардиального кровотока не изменились (p>0,05). Увеличение ИАН отмечено у 4 пилотов, у остальных динамика ИАН отсутствовала. Психофизиологический потенциал после перелета снизился. Выросло количество ошибок и пропусков целевого сигнала (р≤0,001), ухудшились устойчивость внимания и эмоциональная устойчивость. Вместе с этим показатель настроения увеличился до максимума, снизился уровень склонности к риску (р<0,001).
Заключение. Работа в условиях Арктики в летнее время при наличии факторов, вызывающих стресс, приводит к множественным изменениям в рамках срочной адаптации. Маркером индивидуальной адаптации может служить индекс аллостатической нагрузки как интегративный показатель напряженного функционирования в экстремальных условиях. Достигнутое сохранение устойчивости работы систем организма, в том числе сердечно-сосудистой, обеспечивает работоспособность в описанных условиях на приемлемом уровне.