Проблема профилактики утомления обучающихся актуальна для любого возраста и разного учебного заведения. Предложена экспрессная оценка состояния здоровья - ферментативное биолюминесцентное тестирование слюнной жидкости. Фиксируется изменение интенсивности свечения в сине-зеленой области спектра, обусловленное угнетением ферментативной реакции при воздействии биохимического состава слюны на субстраты биолюминесцентных реакций и активность ферментов светящихся бактерий: NADH:FMN-оксидоредуктаза и люцифераза. Важной характеристикой биотеста является неинвазивность и экспрессность, позволяющие безболезненно и быстро контролировать состояние организма по изменению уровня свечения при появлении нагрузок на организм. Выявление реакции организма при помощи интегрального биолюминесцентного показателя слюны может быть представлено как надежный инструмент для определения утомления организма.

Цель работы – оценка степени утомления организма обучающихся и выявление причины ее возникновение после учебной нагрузки.

В исследовании участвовали три группы обследуемых из г. Красноярска: 1 группа – учащиеся 8 класса МАОУ Гимназия № 13 "Академ" (n=15), 2 группа - учащиеся 10 класса МАОУ Лицей № 1 (n=22), 3 группа – студенты 1 курса ФГБОУ ВО КрасГМУ им. проф. В.Ф.Войно-Ясенецкого (n=30). Среди обследуемых было девушки и юноши, которые имели разную академическую успеваемость.

Функциональное состояние организма участников обследовали при помощи биоимпедансного анализа состава тела (Tanita BC-587, Япония), обследование физического развития организма проводили сотрудники лаборатории спорта и туризма СФУ, остроту зрения - сотрудники Глазного центра г. Красноярска.

Всех участников тестировали до и после учебной нагрузки, т.е. для школьников – в один из учебных дней, для студентов – в один семестровый экзамен. Материалом исследования служила слюнная жидкость, которую собирали путем самостоятельного сплевывания.

Биолюминесцентное тестирование проводили с использованием авторской платформенной технологии биолюминесцентного ферментативного биотестирования (патент РФ № 2017106705). Тестирование проводили на планшетном люминометре (TriStar LB 941, Германия) с использованием комплекса реагентов «КРАБ» (ИБФ СО РАН, Красноярск).

Реакцию биотеста определяли по уровню тушения биолюминесцентного свечения по сравнению с контролем - интегрального биолюминесцентного показателя. Показатель до учебной нагрузки считали как норма, после учебной нагрузки – показатель с нагрузкой. Биолюминесцентные показатели слюны до и после учебной нагрузки сравнивали и определяли разницу биолюминесцентного показателя слюны (вычитали показатели после и до учебной нагрузки). Величина разницы биолюминесцентного показателя слюны показывала степень перегрузки (утомление) организма. Малая величина разницы биолюминесцентного показателя указывала на меньшее утомление организм обучающихся.

Статистическая обработка данных произведена в программе Statistica. Достоверность различий рассчитывали по критерию Вилкоксона, корреляцию – по критерию Спирмена.

Результаты биолюминесцентного тестирования показали, что биолюминесцентный показатель слюны всех обучающихся после учебной нагрузки достоверно ниже, чем в начале (p>0,05), т.е. общее состояние обучающих изменилось. Чем выше академический статус учреждения, тем ниже биолюминесцентный показатель слюны обучающихся

Обучающиеся (независимо от пола) с низкой академической успеваемостью имели пониженный биолюминесцентный показатель после учебной нагрузки и повышенный – для обучающихся с высокой успеваемостью.

Анализируя величины разницы биолюминесцентного показателя слюны после и до учебной нагрузки, выявлены две группы обучающих с разной степенью утомления.

В первую группу вошли обучающихся с положительной разницей (когда биолюминесцентный показатель после учебной нагрузки выше до нагрузки) или отрицательной разницей (когда биолюминесцентный показатель после учебной нагрузки ниже до нагрузки), где величина разницы показывала перегрузку организма. Вторую группу составили обучающиеся с нулевой разницей биолюминесцентного показателя, которая указывала об отсутствии утомления организма.

Выявлено, что величина разницы биолюминесцентного показателя слюны взаимосвязана с физиологическими данными организма. Разница биолюминесцентного показателя слюны отсутствует для обучающихся с физиологическими и функциональными показателями в пределах нормы. Положительная разница свойственна для обучающихся, которые имели низкое содержание жировой массы (r=-0,5; p<0,05), нормальный показатель динамической силы (r=0,5; p<0,05) и низкую остроту зрения (r=0,5; p<0,05). Отрицательная разница свойственна обучающим с дефицитом мышечной массы (r=0,4; p<0,05), повышенным артериальным давлением (r=-0,5; p<0,05) и низкой остротой зрения (r=0,5; p<0,05).

Таким образом, показано, что положительная или отрицательная разница биолюминесцентного показателя слюны обучающихся, определяемая сравнением после и до учебной нагрузки, позволила выявить наличие перегрузки в организме, а величина разницы биолюминесцентного показателя слюны указывала о степени утомления организма. Степень утомления организма обучающихся зависела от состояния функционирования организма. Учебная нагрузка в школе или в вузе не утомляла вовсе или утомляла меньше всего обучающихся, которые имели нормальное функциональное и физическое развитие.

1. Патент РФ № 2017106705. Способ определения уровня стрессоустойчивости человека. Кратасюк В.А., Жукова Г.В., Коленчукова О.А., Сутормин О.С., Есимбекова Е.Н., Гульнов Д.В., Степанова Л.В. Опубл. 28.08 2018.

The problem of preventing fatigue of students is relevant for any age and different educational institutions. An express assessment of the state of health is proposed - enzymatic bioluminescent testing of salivary fluid. A change in the intensity of luminescence in the blue-green region of the spectrum is recorded due to the inhibition of the enzymatic reaction when the biochemical composition of saliva is exposed to the substrates of bioluminescent reactions and the activity of enzymes of luminous bacteria: NADH:FMN-oxidoreductase and luciferase. An important characteristic of the biotest is noninvasiveness and expressiveness, which allow painlessly and quickly monitoring the state of the body by changing the level of luminescence when loads appear on the body. Detection of the body's reaction using an integral bioluminescent saliva indicator can be presented as a reliable tool for determining the fatigue of the body.

The purpose of the work is to assess the degree of fatigue of the body of students and to identify the causes of its occurrence after the training load.

The study involved three groups of subjects from Krasnoyarsk: Group 1 – students of the 8th grade of Gymnasium No. 13 "Akadem" (n=15), group 2 - students of the 10th grade of Lyceum No. 1 (n=22), group 3 – students of the 1st year of the Federal State Educational Institution named after Prof. V.F. Voino-Yasenetsky (n=30). Among the subjects there were girls and boys who had different academic performance.

The functional state of the body of the participants was examined using bioimpedance analysis of body composition (Tanita BC-587, Japan), the physical development of the body was examined by employees of the Laboratory of Sports and Tourism of the Siberian Federal University, visual acuity - by employees of the Eye Center of Krasnoyarsk.

All participants were tested before and after the academic load, i.e. for schoolchildren – on one of the school days, for students – in one semester exam. The material of the study was salivary fluid, which was collected by self-spitting.

Bioluminescent testing was carried out using the author's platform technology of bioluminescent enzymatic biotesting (RF Patent No. 2017106705). Testing was carried out on a flatbed luminometer (TriStar LB 941, Germany) using a complex of reagents "CRAB" (IBF SB RAS, Krasnoyarsk).

The biotest reaction was determined by the level of quenching of the bioluminescent glow in comparison with the control - an integral bioluminescent indicator. The indicator before the training load was considered as the norm, after the training load – the indicator with the load. Bioluminescent saliva indicators before and after the training load were compared and the difference in the bioluminescent saliva index was determined (the indicators after and before the training load were subtracted). The magnitude of the difference in the bioluminescent saliva index showed the degree of overload (fatigue) of the body. A small difference in the bioluminescent index indicated less fatigue in the body of students.

Statistical data processing was performed in the Statistic program. The reliability of the differences was calculated by the Wilcoxon criterion, the correlation was calculated by the Spearman criterion.

The results of bioluminescent testing showed that the bioluminescent saliva index of all students after the training load is significantly lower than at the beginning (p>0.05), i.e. the general condition of the students has changed. The higher the academic status of the institution, the lower the bioluminescent saliva index of students

Students (regardless of gender) with low academic performance had a reduced bioluminescent indicator after the academic load and an increased one for students with high academic performance.

Analyzing the difference in the bioluminescent saliva index after and before the training load, two groups of trainees with varying degrees of fatigue were identified.

The first group included students with a positive difference (when the bioluminescent indicator is higher after the training load, than before the load) or a negative difference (when the bioluminescent indicator is lower after the training load, than before the load), where the magnitude of the difference showed the overload of the body. The second group consisted of students with a zero difference in the bioluminescent index, which indicated the absence of fatigue of the body.

It was revealed that the difference in the bioluminescent saliva index is interrelated with the physiological data of the body. There is no difference in the bioluminescent saliva index for students with physiological and functional indicators within the normal limit. The positive difference is characteristic of the students who had a low fat content (r=-0.5; p<0.05), a normal dynamic strength index (r=0.5; p<0.05) and low visual acuity (r=0.5; p<0.05). The negative difference is characteristic of students with a lack of muscle mass (r= 0.4; p<0.05), high blood pressure (r=-0.5; p<0.05) and low visual acuity (r=0.5; p<0.05).

Thus, it is shown that a positive or negative difference in the bioluminescent saliva index of students, determined by a comparison after and before the training load, revealed the presence of overload in the body, and the magnitude of the difference in the bioluminescent saliva index indicated the degree of fatigue of the body. The degree of fatigue of the students' body depended on the state of functioning of the body. The academic load at school or university did not tire at all or tired least of all the students who had normal functional and physical development.

1. RF Patent No. 2017106705. A method for determining the level of stress resistance of a person. Kratasyuk V.A., Zhukova G.V., Kolenchukova O.A., Sutormin O.S., Esimbekova E.N., Gulnov D.V., Stepanova L.V. Publ. 28.08 2018.