CC BY
68
УДК 612.13:378.172
ЧЕсноковА валентина николаевна, кандидат биологических наук, доцент, заведующая кафедрой физической культуры Северного (Арктического) федерального университета. Автор 104 научных публикаций, в т. ч. одной монографии
сезонные изменения кардиогемодинамики у студентов с различными типами кровообращения в условиях приполярья
Исследованы сезонные особенности адаптивных изменений гемодинамики у трех групп студентов, различающихся по типу кардиогемодинамики. Комплексная оценка основных показателей проводилась четыре раза в год методом интегральной реографии по методике М.И. Тищенко. Выявлено напряжение адаптивных механизмов сердечно-сосудистой системы вне зависимости от типа кровообращения в зимний период года. Полученные данные указывают, что молодые люди с гиперкинетическим типом кардиогемодинамики обладают наибольшей реактивностью сердечно-сосудистой системы на изменения внешней среды.
Студенты, периоды года, гемодинамика, типы кровообращения
Развитие биоритмологии показывает, что существует специальный механизм биологических часов, обеспечивающих проявление циклических изменений в организме. Врожденным элементом этого механизма является способность живой системы концентрировать во времени деятельность и покой, различные уровни и проявления жизнедеятельности [1]. Наряду с циркадными ритмами [2] поведение живых систем организмов подчинено также сезонным колебаниям окружающей среды [3], где главными факторами являются режим освещения и температуры. Естественно, что в приполярном районе, в силу определенных климатогеографических особенностей, сезонная контрастность имеет особо выраженный характер [4], а давление окружающей среды на
© Чеснокова В.Н., 2011
биологические системы возросло настолько, что оно может превысить адаптивные возможности живых систем [5]. В данных условиях значительно возрос интерес к проблеме изучения индивидуально-типологических различий в устойчивости к экстремальным факторам среды, будь то природной или социальной [6]. Известно, что сердечно-сосудистая система одной из первых подвергается нагрузке при воздействии любых стрессирующих факторов - негативного влияния окружающей среды, физических или психоэмоциональных нагрузок [7]. Тем не менее новые исследования показали, что типы системного кровообращения являются объективным критерием специфических различий системной организации центральной гемодинамики у здоровых
людей [8]. Учитывая, что уровень функциональных возможностей сердечно-сосудистой системы определяет общие возможности всего организма при адаптации, то можно предположить, что люди с разными типами системного кровообращения будут отличаться и по диапазону приспособительных реакций.
Цель исследования - определить сезонные особенности адаптации сердечно-сосудитой системы у студентов с различным типом кровообращения в условиях Приполярья.
Материалы и методы. С помощью медицинского диагностического автоматизированного комбинированного комплекса «Сфера-4» проводили определение гемодинамических показателей в первой половине дня с 09.00 до 12.00 в специально оборудованном кабинете с комфортным температурным режимом (2021°). Синхронно с реографией проводилась регистрация ЭКГ во II стандартном отведении. На основании интегральной реограммы по методике М.И. Тищенко были исследованы характеристики центральной гемодинамики на одной и той же группе студентов (70 чел., возраст 19,26±0,18 лет, рост 177,69±1,35 см, масса тела 71,11±1,62 кг), родившихся и проживающих на территории г. Архангельска и Архангельской области. На момент исследования молодые люди не предъявляли никаких жалоб и считались здоровыми. Исследование проходило в 4 этапа: осенью (октябрь), зимой (декабрь), весной (апрель), летом (июнь). С целью исключения дополнительных стресси-рующих факторов исследования в зимний и летний периоды были проведены за три недели до начала сессионного периода. Оценивались следующие показатели - частота сердечных сокращений (ЧСС, уд-1); периферическое сопротивление сосудов (ПСС, дин*с-1см-5); ударный объем крови (УОК, мл); ударный индекс (УИ, мл/мин2); минутный объем кровообращения (МОК, л/мин); сердечный индекс (СИ, л/мин*м2); мощность левого желудочка (МЛЖ, Вт); индекс минутной работы сердца (ИМРС, г*м/мин/м2); индекс ударной работы сердца (ИУРС, кг*м/м/м2); общая скорость изгнания (ОСИ, мл/с); период изгнания
(ПИ, с). Артериальное давление измеряли сфигмоманометром по среднему значению трех измерений. Фиксировалось систолическое артериальное давление (АДс) и диастолическое артериальное давление (АДд). Рассчитывалось пульсовое артериальное давление (АДп) как разница между АДс и АДд, среднединамическое давление (АДср) по формуле Хикема. Определение типа кровообращения проводили по формуле УМОК=(МОК/ДМОК)*100%, при 90110% - эукинетический тип кровообращения; менее 90% - гипотонический тип; более 110% -гипертонический тип. Все молодые люди выполняли физическую нагрузку (20 приседаний за 30 с) и на основании измерения артериального давления и частоты сердечных сокращений (ЧСС) до и после физической нагрузки рассчитывались индекс хронотропного резерва сердца как ИХР=ЧССн/ЧССп*100, %, где ЧССн - частота сердечных сокращений после нагрузки, уд-1, ЧССп - частота сердечных сокращений в покое, уд-1, и индекс инотропного резерва сердца как ИИР=АДс2/АДс1*100, %, где АДс1 - систолическое артериальное давление в покое, мм рт. ст., АДс2 - систолическое артериальное давление после нагрузки, мм рт. ст.
Статистическая обработка материала проведена с помощью пакета прикладных программ SPSS 15.0. При статистической обработке материала использовали критерий Уилкоксона для связных трех и более выборок в случае скошенного распределения. Критический уровень значимости (р) был равен
0,0510.
Результаты и их обсуждение. Анализ параметров системной гемодинамики у студентов с эукинетическим типом показал наличие определенных изменений в сезонной динамике (рис. 1), которые можно проследить относительно осеннего периода, где функциональное состояние сердечно-сосудистой системы более стабильно. Хронотропная функция сердца (ЧСС) у студентов с эукинетическим типом в состоянии покоя снижена в весенний период года, тогда как значения АДс в это время достигают максимальных сезонных величин (р<0,05). К зимнему сезону значительно
Рис. 1. Сезонные изменения гемодинамических показателей у студентов с эукинетическим типом кровообращения (здесь и далее: за 100% приняты показатели, полученные в осенний сезон года)
увеличиваются величины АДд, АДср и ПСС (р<0,01), снижаясь к весенне-летнему сезону на 15% (р<0,05). В динамике от осени к зиме АДп снижается на 17% (р<0,05), затем его значений вновь нарастают, достигая к лету своего годового пика (р<0,05).
Таким образом, анализ системного артериального давления указывает на снижение резистентности сосудов и усиление функции кровообращения, а следовательно, и напряжение компенсаторно-приспособительных механизмов сердечно-сосудистой системы в зимний период [11]. Вместе с тем, на фоне изменений, наблюдающихся в структуре артериального давления к периоду «полярных сумерек», которые характерны для зимнего сезона в При-полярье, у студентов с эукинетическим типом до максимальных сезонных значений возрастает УОК (р<0,05), УИ (р<0,05), МОК (р<0,05), ИМРС (р<0,05), тогда как в весенний период они снижаются до минимальных (р<0,05).
Аналогичные изменения в сезонной динамике наблюдаются в показателях, характеризующих мощность сердечных сокращений: зимой наблюдается рост МЛЖ (р<0,05) и ИУРС (р<0,05), значения которых вновь снижаются к весенне-летнему периоду года (р<0,05). К холодному периоду года повышаются показатели, информирующие о сократимости миокарда -максимальны величины объемной скорости изгнания (ОСИ) (р<0,05) и периода изгнания
(ПИ) (р<0,05). Все эти изменения указывают на тот факт, что у юношей с эукинетическим типом кровообращения в зимний период сердечная мышца функционирует с повышенной интенсивностью, что возможно связано с компенсаторной реакцией сердечно-сосудистой системы на холодовой стресс [12]. Так как в данное время года наблюдается значительное нарастание вклада как сердечного, так и сосудистого компонентов в обеспечении деятельности сердечно-сосудистой системы, возможно истощение ее функциональных резервов [13]. Снижение практически всех вышеперечисленных показателей на фоне высоких значений АДср к весеннему периоду года может косвенно свидетельствовать о развитии утомления у молодых людей в данной группе в это время. Этот факт подтверждается увеличение значений ИХР в динамике от осени к весне (р<0,05), которые вновь снижаются летом (р<0,05).
Таким образом, следует отметить, что у студентов с эукинетическим типом центральной гемодинамики наблюдается напряжение компенсаторно-приспособительных механизмов сердечно-сосудистой системы в зимне-весенний период года.
В группе студентов с гиперкинетическим типом центральной гемодинамики отмечается аналогичная первой группе динамика системного артериального давления (рис. 2). В зимний период максимально АДс (р<0,05), АДд
Рис. 2. Сезонные изменения гемодинамических показателей у студентов с гиперкинетическим типом кровообращения
(р<0,05), АДср (р<0,05) при минимальных значениях АДп (р<0,05) на фоне максимальных величин ПСС (р<0,05), указывающих на возрастание противодействия кровотоку в транспортно-демпферном звене. Увеличение вклада сосудистого компонента в обеспечение компенсаторно-приспособительных реакций сердечно-сосудистой системы во время «биологических сумерек» происходит на фоне снижения насосной функции сердца (МОК) (р<0,05) и увеличения мощности сердечных сокращений (МЛЖ, р<0,05; ИМРС, р<0,05; ИУРС, р<0,05).
Данные изменения свидетельствуют о негативных тенденциях, имеющих место в сердечно-сосудистой системе в зимний период года у лиц с гиперкинетическим типом кровообращения. В то же время отметим, что к весеннему сезону наблюдается начальный процесс стабилизации адаптивных процессов в системе сердца и сосудов - снижается АДд (р<0,05), АДср (р<0,05), МЛЖ (р<0,05), ИУРС (р<0,05) и повышается АДп (р<0,05). Таким образом, для данного контингента юношей характерно функциональное напряжение церебральной гемодинамики в зимний период, выраженное за счет увеличения вклада сосудистого компонента в обеспечение деятельности сердечно-сосудистой системы.
У юношей с гипокинетическим типом кровообращения сезонные адаптивные процессы
церебральной гемодинамики имеют колебательную структуру (рис. 3). Значения АДс, линейно увеличиваясь, весной достигают своего сезонного максимума (р<0,05), вновь снижаясь к летнему сезону (р<0,05). Величины АДд и АДср максимальны зимой (р<0,05) на фоне низких значений АДп (р<0,05). В холодное время года у данной группы молодых людей наблюдается нарастание вклада сердечной составляющей в обеспечение деятельности сердечно-сосудистой системы. Имеет место рост показателей, характеризующих инотропную функцию сердца - УОК (р<0,05) и УИ (р<0,05), насосную функцию сердца -МОК (р<0,05) и СИ (р<0,05), увеличивается мощность сердечных сокращений - МЛЖ (р<0,05) и ИУРС (р<0,05) и контрактильность миокарда - ОСИ (р<0,05). Данные изменения свидетельствуют о нарастающем напряжении адаптивных механизмов центральной гемодинамики к периоду «полярных сумерек». Полученные данные в весенний сезон показывают, что процесса стабилизации в деятельности сердечно-сосудистой системы не наступает - наблюдается только тенденция к снижению значений МЛЖ, ИУРС, ОСИ, а величина ИМРС даже возрастает. На увеличение функционального напряжения в группе юношей с гипокинетическим типом гемодинамики указывает рост показателя ИХР до максимальных годовых значений (р<0,05).
Рис. 3. Сезонные изменения гемодинамических показателей у студентов с гипокинетическим типом кровообращения
Снижение вклада сосудистого (снижается АДс, при р<0,05; АДср, при р<0,05; АДп, при р<0,05) и сердечного (ИМРС, при р<0,05) компонентов в летний период года указывает на начальный процесс стабилизации адаптивных механизмов у данной группы лиц. Эти изменения происходят на фоне снижения ИХР (р<0,05) и увеличения ИИР (р<0,05), что информирует о росте миокардиального резерва и повышении сократительной функции миокарда, что можно расценить как положительный процесс в компенсаторно-приспособительной деятельности сердечно-сосудистой системы у студентов с гипокинетическим типом центральной гемодинамики.
Таким образом, вне зависимости от типа кардиогемодинамики, у молодых людей - жителей приполярного региона России наблюдается напряжение адаптивных механизмов сердечно-сосудистой системы в зимний период года. Отмечается активное структурирование необ-
ходимых компенсаторно-приспособительных механизмов (к весеннему периоду) у юношей с гиперкинетическим типом кровообращения как ответной реакции на воздействие стресс-фактора (период «биологической тьмы», сопровождающийся термальными стрессами). В группах с эукинетическим и гипокинетическим типами стабилизация в системе кардиогемодинамики наступает в период «белых ночей» (к летнему времени года). Следовательно, юноши с гиперкинетическим типом кардиогемодинамики обладают наибольшей реактивностью сердечно-сосудистой системы.
Тем не менее у студентов - жителей приполярного региона необходимо проводить упреждающую, текущую и восстановительную коррекцию функционального состояния в зимне-весенний период с целью предупреждения развития донозологических состояний и улучшения качества жизни в стохастической среде.
Список литературы
1. Батуев А.С. Физиология высшей нервной деятельности и сенсорных систем: учебник для вузов. СПб., 2009.
2. Бобко Н.А. Влияние стресса на работу сердечно-сосудистой системы операторов преимущественно умственного труда в разное время суток и рабочей недели // Физиология человека. 2007. Т. 33, № 3. С. 55-62.
3. Чеснокова В.Н., Мосягин И.Г. Сезонные особенности регуляции сердца у юношей призывного возраста в приполярном регионе России // Военно-медицинский журнал. 2009. № 2. С. 40-44.
4. Гудков А.Б., Небученных А.А., Попова О.Н. Показатели деятельности сердечно-сосудистой системы у военнослужащих учебного центра военно-морского флота России в условиях Европейского севера // Экология человека. 2008. № 8. С. 39-43.
5. Спицин В.А. Экологическая генетика человека. М., 2008.
6. Свидерская Н.Е., Антонов А.Г. Влияние индивидуально-психологических характеристик на пространственную организацию при невербально-дивергентном мышлении // Физиология человека. 2008. Т. 34, № 5. С. 34-43.
7. Зарипов В.Н., Баринова М.О. Изменение показателей кардиоинтервалографии и вариабельности ритма сердца у студентов с разным уровнем психоэмоционального напряжения и типом темперамента во время зачетной сессии // Физиология человека. 2008. Т. 34, № 4. С. 73-79.
8. Суханова И.В., Соколов А.Я. Взаимосвязь морфофункциональных показателей и типов гемодинамики у юношей Северо-Востока России // Экология человека. 2008. № 5. С. 36-39.
9. Дембо А.Г., Земцовский Э.В. Руководство для врачей. Л., 1989.
10. НаследовА.Д. SPSS 15: профессиональный статистический анализ данных. СПб., 2008.
11. Евдокимов В.Г. Функциональное состояние сердечно-сосудистой и дыхательной систем человека на Европейском Севере: автореф. дис. ... д-ра биол. наук. Сыктывкар, 2004.
12. Бартош О.П., Соколов А.Я. Региональные особенности внешнего дыхания в экологических условиях северо-востока России // Физиология человека. 2006. Т. 32, № 3. С. 70-78.
13. Иванов В.Д. Физиологические реакции сердечно-сосудистой системы у военнослужащих учебного центра военно-морского флота в условиях Европейского Севера: автореф. дис. ... канд. мед. наук. Архангельск. 2006.
Chesnokova Valentina
seasonal changes of cardiohaemodynamics in students with different types of blood circulation in conditions of the circumpolar region
Seasonal peculiarities of haemodynamics adaptive changes in three groups of students differing in cardiohaemodynamics type have been investigated. Complex evaluation of the main indices was carried out four times a year by the integrated rheography method according to the methodology of Tishenko M.I. The tension of the cardiovascular system adaptive responses irrespective of the type of blood circulation in the winter period of time has been revealed. The data obtained show that young people with a hyperkinetic type of haemodynamics have the greatest responsiveness of the cardiovascular system to the environmental changes.
Контактная информация: e-mail: v.chesnokova@narfu.ru
Рецензент - Гудков А.Б., доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой гигиены и медицинской экологии Северного государственного медицинского университета
