CC BY
18
АДАПТАЦИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ И НЕЙРОЭНДОКРИННОЙ СИСТЕМ К НАГРУЗКАМ РАЗНОГО ВИДА У ПОДРОСТКОВ 12-14 ЛЕТ
А.Н. Шарапов, В.Н. Безобразова, С.Б. Догадкина1, Г.В. Кмить, Л.В. Рублева, И.В. Ермакова ФГБНУ «Институт возрастной физиологии Российской академии образования», Россия, Москва
С целью оценки характера адаптации у подростков 12-14 лет проведен анализ реакций сердечно-сосудистой системы на нагрузки разного вида (динамическую физическую нагрузку, ортостатическое воздействие, умственную нагрузку). Показано, что наиболее высокими адаптационными возможностями обладают девочки, а также все подростки 14 лет с нормотоническим и парасимпатическим типом автономной нервной регуляции. Основными критериями успешности адаптации организма являются: тип автономной нервной регуляции сердечного ритма, высокая вариабельность сердечного ритма с преобладанием высокочастотного компонента, адекватная реакция вариабельности сердечного ритма на ортостатическое воздействие
Динамическая физическая нагрузка вызывает у детей 12-14 лет изменения биоэлектрической активности миокарда, существенное снижение длительности сердечного цикла, что связано со снижением тонуса блуждающих нервов и увеличением симпатических влияний на сердце при нагрузке. Однако, в возрасте 12 лет снижение длительности сердечного цикла происходило за счет уменьшения периода напряжения, а в 13-14 лет - не только за счет уменьшения периода напряжения, но и сокращения времени всех составляющих систолы.
Срочная адаптация кровообращения головного мозга к умственной нагрузке у большинства подростков 12-14 лет не сопровождалась напряжением механизмов регуляции мозгового кровообращения и носила благоприятный характер.
Утренняя концентрация ДГЭА в слюне зависит пола и биологического возраста испытуемых. Реакция мальчиков и девочек 12-14 лет на экспериментальную ситуацию (ортостаз+умственная нагрузка) не различается.
Ключевые слова: адаптация, подростковый возраст, сердечо-сосудистая система вегетативная нервная система, ДГЭА.
Adaptation of cardiovascular and neuroendocrine systems to loads of different types in 12-14-year-old adolescents. To assess the nature of adaptation in adolescents at the age of 12-14 years old there was held the analysis of reactions of the cardiovascular system to work loads of different types (dynamic exercises, orthostatic effects, mental workload). It is shown that girls have the highest adaptation capabilities, as well as all the adolescents aged 14 years old with normotensive type and parasympathetic nervous regulation. The main criteria for successful adaptation are the type of heart rate autonomic regulation, high heart rate variability with the predominance of high-
Контакты:1 Догадкина С.Б. - E-mail: <almanac@mail.ru>
frequency component, adequate variability of heart rate response towards orthostatic effects.
Dynamic exercises performed by 12-14-year-old children caused changes in the bioelectric activity of the myocardium and significant cardiac cycle reduction, which is associated with decreased vagal tone and increased sympathetic effects on the heart during the exercise. At age of 12 cardiac cycle reduction results from the reduction of the stress period, whereas at the age of 13-14 it results not only from the reduced stress period, but also from the reduced systole.
Urgent adaptation of brain circulation to mental stress in most 12-14-year-old adolescents was not associated with tension of the regulation mechanisms of cerebral circulation.
Morning concentration of DHEA in saliva depends on gender and the biological age of the subjects. The reaction of the boys and girls aged 12-14 years old on to the experimental situation (orthostasis + mental load) does not differ.
Key words: adaptation, adolescence, cordial-vascular system, autonomic nervous system, DHEA.
Изучение адаптационных процессов у школьников подросткового возраста занимает важное место в физиологических и гигиенических исследованиях.
Подростковый возраст отличается повышенной восприимчивостью организма школьников к воздействию внешних факторов и разного вида нагрузок. Основным гормоном реакции на стрессовую ситуацию является кортизол, а дегидроэпи-андростерон противостоит его разрушительному воздействию. Соотношение ДГЭА/кортизол позволяет оценить успешность адаптации.
Сердечный ритм является индикатором состояния процесса адаптации у школьников, в связи с чем исследование вариабельности сердечного ритма имеет важное прогностическое значение при проведении профилактических здоро-вьесберегающих мероприятий в школе, а знание возрастно-половых особенностей вариабельности сердечного ритма, адаптационных возможностей ребенка является важнейшим направлением фундаментальных исследований в области здоровья и обучения детей.
В настоящее время большое значение приобретает изучение особенностей адаптации центрального отдела сердечно-сосудистой системы и кровообращения головного мозга школьников-подростков, поскольку этот возрастной период связан с процессами полового созревания, обуславливающим интенсивные изменения морфологии сердца, сосудов, структурные преобразования коры больших полушарий головного мозга и других мозговых структур.
В задачи исследований входило: комплексное изучение адаптационных реакций автономной нервной системы, центрального, мозгового кровообращения, кортизола и эпидегидростерона к нагрузкам разного вида у подростков 12-14 лет.
ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Проведено комплексное обследование 40 детей 12-14 лет - учащихся школы №27 г.Москвы, Все обследованные дети, согласно данным медицинских карт, относились к I-II группам здоровья и имели физическое развитие, соответствую-
щее возрастным нормам. Исследование проводили в 3 учебной четверти в первой половине дня.
Оценивали биоэлектрические и сократительную функции миокарда, состояние сосудов головного мозга, определяли тип автономной (вегетативной) нервной регуляции сердечного ритма.
Функциональное состояние автономной (вегетативной) нервной системы (ВНС) оценивали с помощью методов временного и спектрального анализа вариабельности сердечного ритма.
Для оценки симпато-парасимпатического баланса использовали отношение мощностей низкочастотного и высокочастотного диапазонов спектра (коэффициент LF/HF) [15, 29].
Для оценки адаптационных возможностей организма проводили ортостатическую пробу [15].
Возбудимость и проводимость миокарда изучались с помощью метода электрокардиографии. Амплитуда и длительность зубцов ЭКГ определялись в 12 общепринятых отведениях, длительность интервалов ЭКГ определялась по данным II стандартного отведения. Для изучения сократительной функции миокарда был применен метод поликардиографии. Запись поликардиограммы осуществлялась в положении исследуемого лежа, при задержке дыхания, после предварительного отдыха в течение 10 минут. Анализ поликардиограммы базировался на сопоставлении элементов записанных кривых во времени по методике В.Л. Карпмана [10].
Изучение мозгового кровообращения проводилось в положении испытуемого лежа. Использовался метод биполярной реоэнцефалографии [26]. Регистрация реоэнцефалограмм проводилась при помощи компьютерного реографа "Реоспектр" в бифронтальном (F-F) отведении, что позволяло получать информацию о кровообращении лобных областей больших полушарий головного мозга. В качестве функциональной пробы использовалась умственная нагрузка, которая заключалась в выполнении испытуемыми устного счета в течение 10 минут: давалось задание от 200 вычитать 7. Регистрация изучаемых параметров проводилась на следующих этапах эксперимента: в состоянии покоя, на 10-й минуте выполнения задания.
Для оценки реакции подростков на экспериментальную ситуацию (ортостаз + умственная нагрузка) определяли концентрацию кортизола и дегидроэпиандро-стерона (ДГЭА) в слюне в состоянии относительного покоя и сразу после завершения теста. Пробы слюны до проведения анализа хранили в морозильной камере при температуре -20°С. Концентрацию кортизола (нг/мл) и ДГЭА (пг/мл) определяли иммуноферментным методом с помощью стандартных диагностических наборов фирмы DRG International, Inc. на ИФА-анализаторе «Stat Fax 2100».
Все результаты были подвергнуты статистической обработке с помощью пакета программ «Статистика 6». Достоверность различий оценивали по критерию Стьюдента и непараметрическому критерию Вилкоксона.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Подростки 12-14 лет по своему биологическому возрасту не являются однородной группой. Так, 40,00 % мальчиков и 6,67% девочек находились в начале
полового созревания (II-III стадии), 40,00 % мальчиков и 30,00 % девочек - на IV стадии и 63,33 % девочек - на V стадии пубертата. Уровень дегидроэпиандросте-рона (ДГЭА) - предшественника половых стероидов (тестостерона и эстрадиола) увеличивается по мере полового развития подростков [33, 38]. Среднее значение его базовой концентрации в утренней слюне в целом по группе составило 293,57±28,43 пг/мл и колебалось от 79,27 пг/мл до 984,30 пг/мл. Сравнительный анализ показал, что у девочек концентрация ДГЭА значимо выше, чем у мальчиков (348,98±28,58 пг/мл против 240,61±27,83 пг/мл; р<0,05). Большую индивидуальную вариабельность этого стероида и связь его уровня с биологическим возрастом подтверждают результаты других исследователей [30, 31, 33, 34]. По нашим данным эта закономерность наиболее ярко проявляется у девочек: на V стадии пубертата концентрация ДГЭА была в 1,84 раза выше, чем на IV стадии. С помощью корреляционного анализа в целом по группе была выявлена взаимосвязь между уровнем ДГЭА и стадией пубертата (r=0,30; р<0,05), а также содержанием жировой массы тела (r=0,32; р<0,05). Широко известен антистрессовый эффект этого стероида, что позволяет организму противостоять разрушительному действию кортизола. Как видно из таблицы 1, испытуемые достоверно не различались по уровню ДГЭА до и после регистрации R-R- интервалов в покое и после ортостатического воздействия, хотя у девочек среднее значение этого показателя было выше, чем у мальчиков. Вероятно, более высокий уровень ДГЭА до и после влияния экспериментальной ситуации у девочек связан с биологическим возрастом. Реакция на экспериментальную ситуацию у подростков 12-14 лет по данным соотношения ДГЭА/кортизол примерно одинаковая.
Таблица 1
Концентрация ДГЭА у подростков 12-14 лет (M±m)
ДГЭА (пг/мл) мальчики девочки
утром 240,61±27,83 348,98±28,58*
до обследования 165,20±13,29 199,11±23,64
после обследования 171,92±14,02 212,72±26,62
ДГЭА/кортизол 0,11±0,02 0,13±0,03
Примечание: * - достоверность различий между показателями у мальчиков и девочек.
Спектральный анализ ВРС выявил половые различия в значениях показателей спектрального анализа у детей начиная с 11 лет. В возрасте 14 лет отмечены достоверно более высокие значения низко- и высокочастотных показателей (LF мс2, ОТмс2) и ТР (мс2) у девочек по сравнению с мальчиками. Не выявлено половых различий в показателях очень высоких колебаний ВРС, выраженных в абсолютных и нормализованных единицах.
У мальчиков от 13 к 14 годам значимых изменений в показателях спектрального и временного анализа вариабельности сердечного ритма не произошло. Возможно сохранилось некоторое напряжение вегетативной нервной регуляции в этот период, связанное с усилением гормональных влияний на ВН, наблюдаемое с 13-летнего возраста (табл. 2). Наибольшее напряжение вегетативной нервной регуляции у девочек отмечено в 12-летнем возрасте, когда усиливается симпатическая активность и наибольший вклад в регуляцию сердечного ритма оказывают гормональные влияния.
У девочек 14 лет в сравнении с 13-летним возрастом существенно увеличились показатели общей мощности плотности ВРС, за счет низко- и высокочастотных колебаний. Достоверно увеличились все показатели временного анализа ВРС.
Таким образом, исследование вариабельности сердечного ритма детей 12-14 лет в состоянии относительного покоя показало, что значения спектральных и временных показателей ВРС соответствуют таковым, приводимым в ряде исследований [6, 15 и др.] и указанным в международных стандартах [29]. У них выявлены достоверные половые различия в значениях частотных и временных показателей вариабельности сердечного ритма (ВРС). Более высокая суммарная активность нейрогуморальных влияний на сердечный ритм за счет достоверно более высоких величин показателей высокочастотных колебаний ВРС, у девочек 14 лет свидетельствуют о большей устойчивости девочек данного возраста к стрессиру-ющим факторам в сравнении с мальчиками этого же возраста.
Ортостатическая проба является одним из наиболее простых и безопасных функциональных тестов, который позволяет оценить резервные возможности системы регуляции кровообращения. Исследование вариабельности сердечного ритма при ортостатической пробе позволяет получить информацию о состоянии различных звеньев регуляторного механизма и об общей адаптационной реакции организма.
Временной анализ ВСР выявил снижение показателей RMSSD и pNN50, отражающих активность парасимпатического звена автономной нервной системы и у мальчиков 14 лет, и снижение р№Ы50 у девочек 14-летнего возраста.
Более детальная оценка состояния отдельных звеньев регуляторного механизма была получена при анализе спектральных характеристик сердечного ритма (табл.2). У девочек 14 лет в ответ на ортостатическую пробу отмечено существенное увеличение общей мощности ВРС, очень низкочастотного, низкочастотного и высокочастотного компонентов спектра ВРС (в абсолютных, относительных единицах и в процентах). У мальчиков 14 лет ортостатическая проба приводит к незначительному повышению общей мощности ВРС и низкочастотных колебаний и снижению высокочастотных колебаний ВРС, как в абсолютных, так и в относительных единицах, т.е. у мальчиков 14 лет, в отличие от девочек, реакция вариабельности сердечного ритма на ортостатическое воздействие не отличается от таковой у 13-летних.
Показатель отношения абсолютных значений LF и HF (LF/ HF) при ортопробе достоверно повышался и у мальчиков, и у девочек, только у девочек это происходило только за счет значительного повышения низкочастотных колебаний и меньшего увеличения высокочастотных колебаний, а у мальчиков - за счет достоверного повышения низкочастотных колебаний ВРС, свидетельствующих о по-
вышении активности симпатического звена ВНС, и снижения парасимпатических влияний.
Таблица 2
Показатели спектрального анализа вариабельности сердечного ритма у учащихся 12 - 14 лет в покое и в ответ на ортостатическую пробу (Ы±т)
Воз- Пол Со- ТР, мс2 УЬБ, ЬБ, ОТ, мс2 ЬБ п.и. НБ п.и. ЬБ/НБ %УЬБ %ЬБ %НБ
раст стоя ние 2 мс2 2 мс2 п.и.
12 М по- 5050& 1475 1137.6 2437.2& 38,5 61,5 0,830 33,5& 24,7 41.7
лет кои ±619,1 ±366.6 ±276 ±416.0 ±3,1 ±3,1 ±0,13 ±2,67 ±2,1 ±3,2
орто- 2711# 873.6* 1208.2 629.5* 67,1* 32.3* 2.7* 26.9 43.8*± 22.1*
стаз ±419.6 ±130.6 ±233.0 ±151.9 ±2,8 ±2,82 ±0,25 ±0.48 2,3 ±1,9
Д по- 4858 2128.1* & 1105.7 1624.5* & 41.5 58.5 0.804& 37.6& 24.5 37,9
±1059 ±279,1 ±187.1 ±360.9 ±3,8 ±4,1 ±0,13 ±3,7 ±2,6 ±4,8
орто- 2619.3* 1049.1* 1105.18 464,4* 70.3* 29.8* 2.9* 38.0 43.0*± 18,9*
стаз ±430,1 ±268,7 ±196,5 ±118,3 ±4.5 ±2,8 ±0,43 ±2,9 1,7 ±2,4
13 М по- 2644,0& 1370,0 870,0 1055,0& 45,4 54,6 0,833 18,2 27,4 40,6
лет кой ±523,3 ±283,1 ±170,1 ±268,0 ±3,6 ±3,6 ±0,2 ±5,0 ±3,3 ±3,5
орто- 3451,0 1353,0 1416,0* 440,0*± 76,4* 23,6* 3,2* 40,9* 45,0* 13,9*
стаз ±478,0 ±270,3 ±303,2 96,2 ±2,0 ±2,0 ±0,3 ±5,0 ±3,4 ±1,5
Д по- 4100,51* 1119,5& 881,0 1724,0 38,6* 61,4 0,628 27,0* 27,3 43,2
кой ±493,3 ±157,6 ±177,3 ±287,2 ±3,5 ±3,5 ±0,1 ±1,8 ±2,7 ±2,7
ОРТО- 2862,0* 1377,5 989,5 531,0* 70,6* 29,4* 2,4* 41,0* 43,1* 15,7*
СТАЗ ±570,8 ±188,2 ±251,1 ±89,1 ±2,4 ±2,4 ±0,18 ±2,5 ±2,2 ±1,5
14 М по- 3696,8 1535,2 846,4 1315,0 39,2 60,7 0,71 38,3& 24,6± 37,0±
кой ±488,4 ±223,3 ±189,6 ±169,4 ±3,0 ±3,1 ±0.20 ±3,3 2.4 1,8
орто- 4153,1 2028,7* 1307,2 817 65,9* 34,1* 2,8* 42,4 38,6* 18,9*
стаз ±490,2 ±264,3 ±238,6 ±106,8 ±2,7 ±2,7 ±0,34 ±2,9 ±2.5 ±3,1
Д по- 7144,4&* 1095,7 2196&* 3852,5&* 37,8 62,2 0,730 16,3*& 31* 52,6*
кой ±483,4 ±279,0 ±197,4 ±260.7 ±3,5 ±2,9 ±0.33 ±2,8 ±2,0 ±2,7
орто- 15957,8* 3616,4* 4764,5* 7576,1* 61,6* 38,3* 2,7* 40,6* 34,9 24,5*
стаз ±570,8 ±286,9 ±210,6 ±290,5 ±4,3 ±3,2 ±0,23 ±3,6 ±1,8 ±2,1
Примечание: М - мальчики, Д - девочки; * - достоверность различий между показателями у мальчиков и девочек; # - достоверность различий между показателями в покое и во время ортостаза; & - достоверность различий между показателями у детей 12, 13 и 14 лет.
У детей обоего пола выявлен существенный сдвиг автономной нервной регуляции в сторону симпатических влияний, что свидетельствует об адекватной реакции АНС на ортостатическое воздействие [4, 15, 19; 36 и др.).
По мнению Берсеневой с соавт. [4] в механизме поддержания сердечнососудистого гомеостаза при ортопробе могут наблюдаться два типа управляющих воздействий. Один из них связан с активацией вазомоторного (сосудистого) центра, другой с более высокими уровнями управления. Второй тип характерен для более старшей возрастной группы (мальчиков и девочек 13 -14 лет).
По показателю ЬБ/НБ, характеризующему соотношение симпатических и парасимпатических влияний, все обследуемые дети были разделены на 3 группы. Дети с ЬБ/НБ>1,0 составили 1-группу (с преобладанием симпатических влияний в
регуляции сердечного ритма), дети с LF/HF от 0.5 до 0.9 составили 2 группу (со сбалансированной регуляцией сердечного ритма) и дети с LF/HF<0.5 составили 3 группу (с преобладанием парасимпатических влияний в регуляции сердечного ритма).
На основании значений показателя LF/HF, характеризующего симпато-парасимпатический баланс, [31, 36, 38 и др.] все обследуемые школьники 14 лет без учета пола были разделены на 3 группы. Дети с LF/HF >1,0 составили 1-группу (с преобладанием симпатических влияний в регуляции сердечного ритма), дети с LF/HF от 0.5 до 0.9 составили 2 группу (со сбалансированной регуляцией сердечного ритма) и дети с LF/HF<0.5 составили 3 группу (с преобладанием парасимпатических влияний в регуляции сердечного ритма). Около 80 процентов девочек и мальчиков имеют сбалансированную или с преобладанием парасимпатических влияний регуляцию сердечного ритма (табл.3).
Наиболее высокая суммарная активность нейрогуморальных влияний и парасимпатического звена вегетативной регуляции отмечается у детей 14 лет со сбалансированной регуляцией сердечного ритма.
Преобладание парасимпатического компонента в структуре ВРС 14-летних школьников (табл. 2) согласуется с представлением об адаптационно-трофическом действии блуждающих нервов на сердце и является показателем индивидуальной устойчивости здорового организма к стрессирующим факторам [1, 2, 5, 15].
В таблице 3 приведены показатели спектрального анализа ВРС у детей 12-14 лет с разным типом регуляции сердечного ритма.
У детей 14 лет с преобладанием симпатической активности в регуляции сердечного ритма отмечены низкие значения общей мощности вариабельности СР с более низкой мощностью высокочастотного компонента ВРС (ОТ) в сравнении с нормотониками и парасимпатотниками. У детей с преобладанием симпатических влияний в сравнении с детьми с преобладанием парасимпатических влияний структура симпатико-парасимпатического воздействия на сердечный ритм характеризуется большим вкладом в регуляцию СР центральных эрготропных и симпатических влияний. Показатели временного анализа ВРС у детей 1 -ой группы характеризуются достоверно более низкими значениями SDNN, свидетельствующими о сниженной вариабельности сердечного ритма и низкими значениями показателя RMSSD, что говорит о низкой активности высокочастотных колебаний у детей 1 -ой группы.
Реакция сердечного ритма на ортостатическую пробу у 14-летних детей характеризуется значительным увеличением очень низкочастотного и низкочастотного компонента вариабельности СР и общей мощности спектра и существенным снижением высокочастотных колебаний в большей степени выраженное у детей с сбалансированным типом регуляции (табл. 3). У 14-летних детей 2-ой группы отмечена адекватная реакция сердечного ритма на ортостаз со снижением высокочастотных компонентов (59 %) и увеличением низкочастотных колебаний (рис. 1), а также оптимальным снижением показателей временного анализа ВРС, характеризующих парасимпатическую активность. неадекватной реакцией на ортостатическое воздействие.
Показатели спектрального анализа вариабельности сердечного ритма у учащихся 12- 14 лет с разным типом автономной нервной регуляции (M±m)
Воз тип Состо- ТР мс2 мс2 LF мс2 ОТ мс2 ЬЕ/ОТ
рас АН яние п.и.
т Р
12 1 покой 4769,2 3094,2 1246,8 620,4 3,1
±419,6 ±130,5 ±425,6 ±126,6 ±0,08
орто- 2661,5* 1148,8* 935,4 576,7 2,9
стаз ±733,9 ±445,2 ±212,3 ±285,4 ±0,99
2 покой 3186,2* 979,4* 908,0 1298,5* 0,667*
±787,6 ±228,7 ±283,1 ±381,9 ±0,04
орто- 2343,9 753,7 1178,0 412,1* 2,9*
стаз ±408,6 ±121,8 ±237,4 ±74,6 ±0,31
3 покой 5050,2 1475,0* 1137,6 2437,2* 0,830*
±619,9 ±355,6 ±276,0 ±316,9 0,256
орто- 2711,3# 873,5* 1208,2 629,5* 2,6*
стаз ±419,6 ±130,5 ±223,0 ±151,9 ±0,477
13 1 4593,7 1283,2 1903,5 1399.5 1,3
покой ±564,5 ±229,5 ±435,6 ±376,4 ±0,121
орто- 3884,3 1653,2 1688,3 542,3 3,12
стаз ±756,3 ±283,5 ±195,4 ±150,3 ±0,355
2 покой 3627,5 1099,1 1049,5 1479,2 0,75
±576,4 ±153,5 ±264,3 ±358,9 ±0,297
орто- 4505,0 1929,4 1958,5 616,3 3,2
стаз ±586,4 ±301.4 ±419,0 ±167,9 ±0,368
3 покой 6223,3 1172,3 1321.0 3729,8 0,30
±478,4 ±187,3 ±203,1 ±359,4 ±0,168
орто- 3003,2 1187,9 1291,2 520,4 2,5
стаз ±548,1 ±196,3 ±264,1 ±159,0 ±0,35
14 1 покой 3086,7 871,7 1315,7 899,3 1,44
±563,2 ±365,5 ±364,5 ±267,1 ±0,12
орто- 5000* 2489* 2024,7 486 4,7*
стаз ±476,2 ±386,9 ±240,4 ±362,6 ±0,31
2 покой 8412,4* 1738* 2594,2* 4080,2* 0,717*
±436,8 ±195,7 ±257,9 ±284,8 ±0,21
орто- 17909,6* 2604 5384 9921* 2,43*
стаз ±598,3 ±240,1 ±378,1 ±475,1 ±0,15
3 покой 4094,5 1185,3 729,8** 2179* 0,362*
±456,7 ±256,2 ±145,5 ±378,5 ±0,12
орто- 6038,16* 3171,5* 1584,8* 1281,5* 2,042*
стаз ±486,1 ±329,0 ±297,6 ±359,0 ±0,164
Примечание: 1 группа - симпатотоники; 2 группа - нормотоники; 3 группа ваготоники; * - достоверность различий между показателями группами с разным типом АНС; # - достоверность различий между показателями в покое и во время ортостаза
1?%
1 1 ■ ИР0%
V_У
Рис. 1. Изменение показателей спектрального анализа ВРС на ортопробу у детей 14 лет с разными типами автономной нервной регуляции в процентах к исходному уровню. Примечание: 1 -симпатический тип АНР; 2 - сбалансированный тип АНР; 3 -парасимпатический тип АНР
Таким образом, оценка изменений показателей временного и спектрального анализа ВРС в ответ на ортостатическое воздействие у детей с разным типом автономной нервной регуляции выявила относительный рост LF у детей с сбалансированным типом автономной нервной регуляции сердечного ритма, что указывает на активное включение вазомоторного центра в процесс регуляции сосудистого тонуса. Указанный характер изменений автономной нервной регуляции при проведении активной ортостатической пробы связан с совершенствованием автономной нервной регуляции сердечного ритма у детей с возрастом [15].
Итак, при ортостатическом воздействии у детей 14 лет независимо от пола, существенно изменяется симпато-парасимпатический баланс: усиливается преобладание парасимпатических влияний на сердечный ритм. Структура реакции показателей ВРС на ортостатическое воздействие определяется типом вегетативной нервной регуляции. У детей с сбалансированным и парасимпатическим типом автономной нервной регуляции сердечного ритма выявлен относительный рост низкочастотного и снижение высокочастотного показателей спектра ВРС, что указывает на активное включение вазомоторного центра в процесс регуляции сосудистого тонуса. У детей с симпатическим типом регуляции СР не отмечено существенных изменений низко- и высокочастотных колебания.
В ходе исследования были проанализированы данные электрокардиограмм детей 12-14 лет. Проведенный анализ ЭКГ показал, что абсолютные значения большинства показателей ЭКГ обследованных детей в целом соответствуют возрастным нормативам, представленным в литературе [12, 13, 18, 24]. Данные о длительности интервалов и амплитуде зубцов ЭКГ представлены в таблицах 4,5.
Временные характеристики основных зубцов и интервалов ЭКГ детей 12-14-летнего возраста в покое и при нагрузке (M±m)
Показатели
Возр., пол Состояние Я-Я, с Р^, с QRS, с QT, с Р, с Q, с Я, с
12 м покой 0,853± 0,135± 0,095± 0,367± 0,104± 0,013± 0,056±
0,0531 0,0034 0, 0013 0,0174 0,0023 0,0027 0,0057
нагр 0,797±* 0,129± 0,093± 0,344±* 0,104± 0,013± 0,051±
0,0371 0,0033 0,0013 0,0135 0,0013 0,0027 0,0047
12 д покой 0,841± 0,129± 0,094± 0,361± 0,098± 0,011± 0,053±
0.0531 0,0034 0, 0014 0,0173 0,0023 0,0027 0,0042
нагр 0,789±* 0,124± 0,092± 0,349±* 0,097± 0,011± 0,050±
0,0371 0,0033 0,0013 0,0135 0,0013 0,0028 0,0047
13 м покой 0,823± 0,131± 0,095± 0,352± 0,103± 0,013± 0,053±
0,0531 0,0034 0, 0013 0,0174 0,0023 0,0027 0,0057
нагр 0,787±* 0,128± 0,093± 0,331±* 0,102± 0,013± 0,051±
0,0371 0,0033 0,0013 0,0135 0,0013 0,0027 0,0047
13 д покой 0,891± 0,131± 0,095± 0,369± 0,098± 0,011± 0,054±
0.0531 0,0034 0, 0014 0,0173 0,0023 0,0027 0,0042
нагр 0,797±* 0,125± 0,092± 0,351±* 0,097± 0,011± 0,051±
0,0371 0,0033 0,0013 0,0135 0,0013 0,0028 0,0047
14 м покой 0,893± 0,132± 0,095± 0,359± 0,104± 0,014± 0,055±
0,0531 0,0034 0, 0013 0,0174 0,0023 0,0027 0,0057
нагр 0,798±* 0,127± 0,094± 0,342±* 0,100± 0,013± 0,053±
0,0371 0,0033 0,0013 0,0135 0,0013 0,0027 0,0047
14 д покой 0,911± 0,133± 0,096± 0,369± 0,105± 0,012± 0,055±
0,0531 0,0034 0, 0014 0,0173 0,0023 0,0027 0,0042
нагр 0,808±* 0,128± 0,094± 0,355±* 0,099± 0,012± 0,052±
0,0371 0,0033 0,0013 0,0135 0,0013 0,0028 0,0047
Примечания: интервалы представлены по данным II стандартного отведения, * - достоверность различий по сравнению с покоем.
Амплитудные характеристики основных зубцов ЭКГ детей 12-14-летнего возраста в покое и при нагрузке (M±m)
Возр Сост Отвед. Показатели
лет P, мм Q, мм R, мм | S, мм ^ мм
12 м покой II 0,868 -0,256 10,216 -1,400 4,213
±0,046 ±0,062 ±0,514 ±0,184 ±0,174
У5 0,583 -0,526 14,715 -3,770 5,847
±0,024 ±0,114 ±0,543 ±0,244 ±0,184
У6 0,550 -0,670 12,333 -1,510 4,626
±0,044 ±0,144 ±0,444 ±0,168 ±0,249
нагр II 1,048* -0,284 10,115 -1,827* 3,943*
±0,073 ±0,063 ±0,318 ±0,130 ±0,131
У5 0,591 -0,679 14,584 -3,260* 5,726
±0,033 ±0,123 ±0,632 ±0,321 ±0,330
У6 0,561 -0,811 11,752 -1,310* 4,126*
±0,036 ±0,103 ±0,350 ±0,149 ±0,230
12 д покой II 1,090 -0,311 9,637 -1,489 3,757
±0,066 ±0,062 ±0,417 ±0,145 ±0,154
У5 0,666 -0,587 12,333 -1,922 4,559
±0,024 ±0,114 ±0,574 ±0,246 ±0,125
У6 0,616 -0,632 10,783 -1,038 4,122
±0,023 ±0,143 ±0,436 ±0,123 ±0,223
нагр II 1,294* -0,312 9,324 -1,666 3,383*
±0,071 ±0,062 ±0,518 ±0,190 ±0,171
У5 0,663 -0,564 12,829 -2,594* 4,476
±0,033 ±0,133 ±0,693 ±0,313 ±0,230
У6 0,612 -0,665 10,942 -1,270* 3,598*
±0,033 ±0,103 ±0,430 ±0,193 ±0,220
13 м покой II 0,898 -0,266 10,336 -1,420 4,483
±0,046 ±0,062 ±0,514 ±0,184 ±0,174
У5 0,613 -0,516 14,785 -3,670 5,917
±0,024 ±0,114 ±0,543 ±0,244 ±0,184
У6 0,560 -0,679 12,833 -1,532 4,726
±0,044 ±0,144 ±0,444 ±0,168 ±0,249
нагр II 1,048* -0,284 10,115 -1,827* 3,939*
±0,073 ±0,063 ±0,318 ±0,130 ±0,131
У5 0,591 -0,679 14,584 -3,260* 5,731
±0,033 ±0,123 ±0,632 ±0,321 ±0,330
У6 0,561 -0,811 11,752 -1,310* 4,132*
±0,036 ±0,103 ±0,350 ±0,149 ±0,230
13 д покой II 0,971 -0,321 9,237 -1,476 3,657
±0,066 ±0,062 ±0,417 ±0,145 ±0,154
У5 0,616 -0,577 11,813 -1,911 4,499
±0,024 ±0,114 ±0,574 ±0,246 ±0,125
У6 0,593 -0,612 9,813 -1,029 4,082
±0,023 ±0,143 ±0,436 ±0,123 ±0,223
нагр II 1,234* -0,312 8,984 -1,658 3,293*
Возр лет Сост Отвед. Показатели
P, мм О, мм R, мм | S, мм Т, мм
±0,071 ±0,062 ±0,518 ±0,190 ±0,171
У5 0,б33 ±0,033 -0,5б4 ±0,133 11,129 ±0,693 -2,344* ±0,313 4,39б ±0,230
Уб 0,б13 ±0,033 -0,бб5 ±0,103 9,542 ±0,430 -1,190* ±0,193 3,488* ±0,220
14 м покой II 0,888 ±0,046 -0,25б ±0,060 9,83б ±0,510 -1,310 ±0,174 4,183 ±0,178
У5 0,593 ±0,025 -0,48б ±0,112 12,б85 ±0,540 -3,270 ±0,246 5,117 ±0,174
Уб 0,550 ±0,054 -0,599 ±0,124 10,б33 ±0,448 -1,232 ±0,166 4,22б ±0,247
нагр II 1,038* ±0,073 -0,274 ±0,062 9,515 ±0,317 -1,327 ±0,134 3,б39* ±0,129
У5 0,595 ±0,034 -0,бб9 ±0,122 11,884 ±0,634 -3,2б0 ±0,324 4,531* ±0,320
Уб 0,5б1 ±0,034 -0,810 ±0,102 10,252 ±0,354 -1,190 ±0,144 3,982* ±0,210
14 д покой II 0,951 ±0,066 -0,281 ±0,061 8,837 ±0,420 -1,37б ±0,141 3,557 ±0,154
У5 0,59б ±0,014 -0,578 ±0,111 10,713 ±0,564 -1,711 ±0,241 4,299 ±0,145
Уб 0,583 ±0,021 -0,592 ±0,141 9,513 ±0,456 -1,027 ±0,121 4,082 ±0,243
нагр II 1,174* ±0,071 -0,311 ±0,061 8,284* ±0,515 -1,358 ±0,191 3,133* ±0,174
У5 0,б13 ±0,031 -0,5б9 ±0,123 9,929 ±0,695* -1,704 ±0,303 3,89б* ±0,234
Уб 0,б10 ±0,032 -0,бб4 ±0,102 9,142 ±0,434 -1,090 ±0,194 3,444* ±0,224
Примечания: * - достоверность различий по сравнению с покоем.
Исследование показало, что длительность сердечного цикла, время предсерд-но-желудочковой проводимости и электрической систолы от 12 к 14 годам увеличивается как у девочек, так и у мальчиков. Амплитуда зубцов R и Т к 14-летнему возрасту уменьшается у детей обоего пола.
Увеличение длительности сердечного цикла, времени предсердно-желудочковой проводимости и электрической систолы является общей возрастной тенденцией и связано, главным образом, с повышением тонической активности центров блуждающего нерва, или, возможно, не с абсолютным повышением тонуса вагуса, а лишь с его преобладанием вследствие понижения тонуса симпатической нервной системы.
Изменение амплитуды зубцов ЭКГ обусловлено как влияниями со стороны симпатической нервной системы, так и гетерохронным развитием сердечной мышцы. Снижение возбудимости миокарда может быть связано с усилением влияний из центров блуждающих нервов, обладающих отрицательным батмотроп-ным эффектом. Уменьшение амплитуды показателей возбудимости в грудных
отведениях может объясняться также увеличением массы, утолщением стенки грудной клетки с возрастом.
Следует отметить, что у 13-летних мальчиков наблюдается некоторое уменьшение длительности сердечного цикла, времени предсердно-желудочковой проводимости и электрической систолы и увеличение амплитуды зубцов Р, R и Т. Это обусловлено, вероятно, их интенсивным половым развитием на этом отрезке онтогенеза. В период интенсивного полового созревания помимо воздействий на сердце со стороны нервной системы, существенное значение приобретают гормональные влияния, в особенности катехоламины (адреналин и норадреналин), экскреция которых в пубертатный период значительно возрастает.
Динамическая нагрузка вызывала у детей 12-14-летнего возраста следующие изменения ЭКГ (табл. 4, 5). У всех обследованных детей укорачивалась общая длительность сердечного цикла и электрическая систола, у большинства детей уменьшалось время предсердно-желудочковой проводимости. У всех детей 12-14 лет в ответ на нагрузку происходило достоверное увеличение зубца PII. В 14-летнем возрасте, как у мальчиков, так и у девочек, отмечено достоверное снижение амплитуды зубцов R и Т во II стандартном и левых грудных отведениях.
Уменьшение общей длительности сердечного цикла, времени предсердно -желудочковой проводимости и электрической систолы в ответ на нагрузку свидетельствует об усилении влияний на миокард со стороны симпатического отдела автономной нервной системы. Увеличение амплитуды зубца Р связано, вероятно, с интенсификацией деятельности предсердий в ответ на нагрузку. Исходя из полученных данных, можно предположить, что при нагрузке отмечается интенсификация деятельности обоих предсердий, на что указывает увеличение амплитуды зубца Р во II стандартном и левых грудных отведениях и некоторое увеличение второй отрицательной фазы зубца Р в V1-V2 грудных отведениях. Уменьшение амплитуды зубца R в левых грудных отведениях свидетельствует об уменьшении полости левого желудочка в ответ на нагрузку и адекватном адаптационном ответе, хорошей тренированности сердечной мышцы к нагрузке.
Индивидуальный анализ электрокардиограмм детей 12-14 лет позволил выявить частоту встречаемости некоторых функциональных изменений ЭКГ на данном отрезке онтогенеза. Как показало исследование, наиболее частыми в данном возрасте являются различные нарушения хронотропной функции миокарда, а также распространены нарушения внутрижелудочковой проводимости. Такие функциональные изменения миокарда, как нарушения проведения в предсердиях, электрическая альтернация, нарушения процессов реполяризации миокарда, встречались крайне редко.
Нарушения сердечного ритма могут быть связаны с процессами формирования механизмов вегетативной регуляции сердца. В частности, тахикардия возможно обусловлена положительным хронотропным эффектом со стороны симпатических нервов. Нарушения внутрижелудочковой проводимости связаны, вероятно, с морфологическим и функциональным созреванием сердечной мышцы на данном этапе онтогенеза, а также с гетерохронностью процессов роста и развития сердца. В целом, к 14-летнему возрасту частота возникновения указанных изменений существенно уменьшается по сравнению с младшими школьниками.
Изучение сократительной функции миокарда детей 12-14- летнего возраста показало, что у мальчиков 13 лет по сравнению с 12-летним возрастом время из-
гнания крови, общая и механическая систолы значительно короче (табл.6). У девочек 13 лет по сравнению с 12-летним возрастом (табл. 6) напротив, время изгнания крови, общая и механическая систолы значимо продолжительнее. Отмечено, что абсолютные величины ряда параметров сократительной функции миокарда значимо не отличались у мальчиков и девочек 12 лет, однако у девочек время изгнания крови, а также общая и механическая систолы были существенно короче, чем у мальчиков. Таким образом, к 13 годам различий показателей, характеризующих сократительную функцию миокарда, между детьми разного пола не отмечено. В 14-летнем возрасте существенных отличий параметров, характеризующих сократительную функцию миокарда, у подростков разного пола не выявлено.
Таблица 6
Длительность фаз сердечного цикла у подростков 12-14 лет в состоянии относительного покоя (М±п)
П А Р А М Е Т Р Ы
Воз/ Я-Я, ФАС, ФИС, Т, Е, Бш, Бо, Бэ, Д,
пол мс мс мс мс мс мс Мс мс мс
12 7б4.4 54.б 29.б 84.2 2бб.б 29б.2 350.8 345.8 414.5
М +21.2 +2.4 +2.3 +3.8 +9.4 +5.3 +4.7 +5.6 +24.3
13 7б2.4 48.2 34.4 82.7 233.7 2б8.1 316.4 336.6 448.3
М +28.2 +2.1 +2.08 +2.3 +5.87* +б.1* +5.4* +8.7 +36.2
14 782.1 49.2 34.2 83.4 243.7 278.1 326.2 346.6 458.3
М +22.2 +2.1 +2.1 +2.3 +5.27 +5.1 +5.7 +7.7 +26.2
12 788.1 53.4 32.0 85.4 217.7 250.0 303.7 347.2 484.4
Д +35.2 +2.1 +1.2 +2.7 +12Л +6.7л +10.9Л +8.4 +34.9
13 778.7 48.5 32.б 81.1 252.2 284.8 353.3 357 446.2
Д +30.2 +1.8 +1.9 +2.1 +10.8* +10.6* +10.1* +13.5 +34.8
14 791.5 49.9 33.б 83.5 258.2 294.8 350.3 360 456.3
Д +31.2 +1.9 +1.8 +2.4 +11.8 +11.1 +12.1 +12.5 +33.8
Примечание: * - различия показателей по возрасту у мальчиков 12-14 лет и девочек 12-14 лет; Л - различия показателей между мальчиками и девочками.
Для более полной оценки функционального состояния сердечно-сосудистой системы и характеристики сократительной функции миокарда подростков 12-14 лет было проведено изучение реакции центрального звена системы кровообращения на дозированную физическую нагрузку (табл. 7).
При изучении реакции сократительной функции миокарда на физическую динамическую нагрузку было показано, что у подростков 12-14 лет происходят существенные перестройки фазовой структуры сердечного цикла (табл. 7). Анализ результатов показал, что динамическая физическая нагрузка в 12 лет у детей обоего пола вызывала существенное снижение длительности сердечного цикла, фазы асинхронного и изометрического сокращения, периода напряжения, электрической систолы. Поскольку длительность сердечного цикла определяет и длительность диастолического интервала отмечено некоторое снижение времени диасто-
лы у всех мальчиков 12 лет и 73% девочек этого возраста на нагрузку. У 27% девочек длительность диастолического интервала уменьшалась достоверно.
Таблица 7
Изменение длительности фаз сердечного цикла при физической динамической нагрузке у подростков12-14 лет (М±п)
Момент исслед. Воз/пол ФАС ФИС Т Е Бш Бо Бэ Д
Покой 12М 764.4 +21.2 54.6 +2.4 29.6 +1.3 84.2 +3.8 266.6 +9.4 296.2 +5.3 350.8 +4.7 345.8 +5.6 414.5 +24.3
Сразу после нагрузки 702.8 +20.6* 49.0 +2.3* 25.8 +1.4* 75.8 +3.5* 279.8 +10.2 311.5 +2.4 361.3 +2.4 319.8 +3.4* 324.0 +20.4
Покой 12Д 788.1 +35.2 53.4 +2.1 32.0 +1.2 85.4 +2.7 217.7 +12.1 250.0 +6.7 303.7 +10.9 347.2 +8.4 484.4 +34.9
Сразу после нагрузки 599.5 +33.3* 47.5 +2.1* 27.0 +1.5* 75.2 +2.8* 222.0 +13.3 245.9 +8.4 293.5 +12.4 289.6 +11.1* 306.0 +33.5*
Покой 13М 762.4 +28.2 48.3 +1.1 34.4 +2.1 82.7 +2.2 233.7 +5.8 268.1 +6.1 316.4 +5.4* 336.6 +8.7 448.3 +36.2
Сразу после нагрузки 632.1 +22.6* 47.1 +1.8 28.7 +1.7* 75.8 +2.2* 218.0 +7.1* 248.1 +6.7* 293.4 +4.6* 308.2 +3.5* 381.7 +31.2
Покой 13Д 778.7 +30.2 48.5 +1.8 32.6 +1.9 81.1 +2.1 252.2 +10.8 284.8 +10.6 333.3 +10.1 357.0 +13.5 446.2 +30.8
Сразу после нагрузки 606.9 +28.4* 46.8 +2.1 27.0 +1.9* 73.4 +2.8* 213.7 +6.1* 245.9 +8.4* 240.7 +7.4* 287.5 +7.5* 326.9 +23.5*
Покой 14М 782.1 +22.2 49.2 +2.1 34.2 +2.1 83.4 +2.3 243.7 +5.27 278.1 +5.1 326.2 +5.7 346.6 +7.7 458.3 +26.2
Сразу после нагрузки 642.2 +21.6* 46.1 +1.9 27.3 +1.8* 73.4 +2.1* 217.0 +6.1* 241.1 +6.5* 291.4 +4.4* 307.2 +3.6* 398.7 +30.2
Покой 14Д 791.5 +31.2 49.9 +1.9 33.6 +1.8 83.5 +2.4 258.2 +11.8 294.8 +11.1 350.3 +12.1 360 +12.5 456.3 +33.8
Сразу после нагрузки 626.8 +21.4* 47.9 +2.2 27.3 +1.7* 75.2 +2.0* 219.7 +6.0* 243.9 +8.1* 240.7 +4.4* 307.5 +8.5* 396.9 +23.5
Примечание: * - достоверность различий показателей между исходным состоянием и нагрузкой.
В 13-14 летнем возрасте у подростков обоего пола при динамической физической нагрузке выявлено существенное уменьшение практически всех изученных параметров: длительности сердечного цикла, фазы изометрического сокращения, периода напряжения, электрической, механической и общей систол, а также времени изгнания крови. Необходимо отметить, что снижение длительности сердечного цикла приводило к некоторому уменьшению времени диастолы у всех маль-
чиков 13-14 лет, у 75% девочек 13 лет и у всех девочек 14 лет. У 25% девочек 13 лет выявлено достоверное укорочение диастолической паузы.
Основным механизмом уменьшения длительности сердечного цикла при физической работе считают снижение тонуса блуждающих нервов и увеличение симпатических влияний на сердце. Выявленное снижение длительности сердечного цикла у подростков 12-14 лет, происходящее за счет уменьшения продолжительности периода напряжения без существенного изменения времени диастолы, свидетельствует о благоприятной реакции сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку, поскольку период расслабления является одним из ведущих факторов саморегуляции сокращения миокарда и восстановления энергетических запасов в мышечных клетках. Выявленное уменьшение продолжительности сердечного цикла без существенного изменения времени диастолы не нарушает восстановление энергетических ресурсов миокарда и обуславливает эффективность последующей систолы [8, 9, 14, 21, 22].
У 27 - 25% девочек 12-13 лет снижение длительности сердечного цикла происходило за счет уменьшения продолжительности периода напряжения и существенного укорочения времени диастолы, что свидетельствует о более напряженной реакции сократительной функции миокарда на физическую нагрузку.
Результаты изучения кровообращения головного мозга показали достоверные изменения ряда параметров РЭГ от 12 лет к 13 годам и от 13 к 14 годам: повышение значений параметров а и а/Т (табл. 8). Выявленные изменения свидетельствуют о возрастании тонуса мозговых артерий крупного и среднего калибра, что соответствует возрастной динамике мозгового кровообращения [22].
Исследование не показало достоверных различий изученных показателей между мальчиками и девочками в 12, 13 и 14 лет. Все испытуемые одного возраста были объединены в единую группу.
Таблица 8
Показатели мозгового кровообращения у детей 12 -14лет в состоянии покоя (М±т)
Возраст Пол Показатели
А,Ом а, с % а/Т, %
12 Д 0,220±0,009 0,130±0,006 64,4±2,84 20,4±1,66
13 0,228±0,012 0,142±0,008* 64,1±2,64 24,2±1,86*
14 0,232±0,018 0,151±0,011* 65,8±2,81 26,4±1326*
12 М 0,222±0,007 0,138±0,009 66,82±1,12 19,5±1,27
13 0,226±0,009 0,144±0,009* 65,7±1,17 23,2±1,29*
14 0,230±0,012 0,154±0,010* 66,1±1,19 25,1±1,19*
Примечание * - достоверные отличия показателей по сравнению с предыдущим возрастом
Для характеристики функционального состояния мозгового кровообращения детей 12-14 лет нами использована умственная нагрузка (табл. 9)
Таблица 9
Динамика показателей мозгового кровообращения детей 12-14 лет 4при действии умственной нагрузки (М±т)
Груп Показатели
па А,Ом АЧП,у.е. ш, % а/T,% ЧСС,уд/м
ИС Н ИС Н ИС Н ИС Н ИС Н
12 лет
Общая 0,220 0,230 3,41 3,32 65,1 57,2 19,5 20,2 93,8 97,4
± ± ± ± ± ± ± ± ± ±
0,011 0,012 0,17 0,19 1,60 1,31* 0,93 0,60 2,61 3,27
1 0,220 0,241 3,30 3,89 65,5 60,1 19,8 18,4 94,1 95,6
± ± ± ± ± ± ± ± ± ±
0,009 0,007 0,15 0,17* 1,36 1,45* 0,59 0,52* 2,87 2,49
2 0,220 0,21 3,45 3,00 66,1 56,5 19,2 23,1 85,2 98,3
± ± ± ± ± ± ± ± ± ±
0,010 0,008 0,12 0,14* 1,26 1,36* 0,83 0,91* 2,16 2,21*
13 лет
Общая 0,229 0,231 2,7 3,12 65,3 54,9 23,2 20,2 84.5 85,7
± ± ± ± ± ± ± ± ± ±
0,011 0,012 0,18 0,19 1,23 1,34* 0,74 0,79 2,48 3,11
1 0,212 0,208 2,76 3,33 61,1 51,8 21,3 17,8 86,6 87,9
± ± ± ± ± ± ± ± ± ±
0,011 0,010 0,17 0,14* 1,19 1,37* 0,32 0,29* 2,67 2,64
2 0,246 0,222 3,16 2,50 66,0 61,4 21,0 22,7 83,7 89,6
± ± ± ± ± ± ± ± ± ±
0,012 0,011 0,16 0,12* 1,21 1,28* 0,28 0,19* 2,61 2,56*
14 лет
Общая 0,234 0,231 2,9 3,12 65,0 54,9 25,2 20,2 86.5 87,3
± ± ± ± ± ± ± ± ± ±
0,014 0,018 0,14 0,19 1,20 1,36* 0,72 0,76 2,45 3,17
1 0,214 0,210 2,78 3,35 62,4 52,6 24,1 19,7 86,1 87,7
± ± ± ± ± ± ± ± ± ±
0,016 0,018 0,16 0,17* 1,17 1,33* 0,30 0,32* 2,62 2,65
2 0,236 0,228 3,18 2,54 65,0 62,3 23,8 22,4 83,2 89,4
± ± ± ± ± ± ± ± ± ±
0,016 0,018 0,14 0,15* 1,41 1,24* 0,26 0,13* 2,52 2,51
Примечание И. С. - исходное состояние; Н - умственная нагрузка; * - достоверные отличия показателей по сравнению с исходным состоянием; 1 группа -дети с увеличением АЧП; 2 группа - дети со снижением АЧП
У всех испытуемых 12-14 лет умственная нагрузка сопровождалась достоверным снижением дикротического индекса (&) (табл. 9). Следовательно, кратко-
срочная адаптация мозгового кровообращения к умственной нагрузке характеризовалась существенным снижением тонуса мозговых артерий малого калибра, что соответствует результатам изучения мозгового кровообращения у детей школьного возраста при различных видах умственной деятельности [3, 11, 17]. Результаты нашего исследования согласуются с данными комплексных электро- и реоэнцефа-лографических исследований при различных видах умственной деятельности у детей и взрослых испытуемых показавших, что повышение функциональной активности отдельных областей головного мозга сопровождается развитием регионарной функциональной гиперемии [11, 35].
Таким образом, выявленное у детей 12-14 лет снижение тонического напряжения церебральных артерий малого калибра является проявлением ауторегуля-ции мозгового кровотока, направленной на поддержание адекватного кровоснабжения нервной ткани при повышении ее функциональной активности во время умственной деятельности.
Разнонаправленные изменения остальных показателей РЭГ обусловили проведение индивидуального анализа в соответствии с динамикой показателя АЧП. Все испытуемые были разделены на 2 группы. В группу 1 вошли дети с увеличением АЧП (в 12 лет 70,0 % мальчиков и 80,0 % девочек; в 13 лет - 80,0 % мальчиков и 78,0 % девочек; в 14 лет - 77.0 % мальчиков и 76.0 % девочек). Группу 2 составили испытуемые со снижением АЧП (в 12 лет 30,0 % мальчиков и 29,0 % девочек; в 13 лет - 20,0 % мальчиков и 22,0 % девочек; в 14 лет - 23,0 % мальчиков и 24,0 % девочек).
Умственная нагрузка вызывала у всех испытуемых 1 группы (табл. 2) достоверное (1-2,2-2,3) повышение показателя АЧП, снижение дикротического индекса и а/Т (1-2,2-2,4). Следовательно, реакция мозгового кровообращения характеризовалась существенным увеличением артериального притока, снижением тонуса мозговых артерий крупного, среднего и малого калибра в лобных областях головного мозга. Выявленные изменения кровообращения головного мозга согласуются с результатами исследований у школьников разного возраста, показавших возрастание пульсового кровенаполнения, объемного мозгового кровотока и снижение тонического напряжения церебральных артерий при деятельности [3, 17]. Выявленные у детей 12-13 лет изменения мозгового кровообращения при умственной деятельности (возрастание артериального притока и снижение тонуса церебральных артерий в лобных областях головного мозга) свидетельствуют о том, что данная реакция системы мозгового кровообращения на умственную деятельность не сопровождается существенным напряжением механизмов адаптации [3, 7, 17].
У всех детей 2 группы наблюдалось достоверное снижение АЧП, дикротиче-ского индекса (1-2,3-2,4) и возрастание а/Т (1-2,6), а также достоверное (1-2,2-2,6) увеличение ЧСС (табл. 9). Следовательно, реакция мозгового кровообращения характеризовалась снижением артериального притока, повышением тонуса крупных и средних мозговых артерий в лобных областях головного мозга на фоне значительного возрастания ЧСС.
Отмеченное снижение артериального притока и повышение тонуса церебральных артерий крупного калибра можно характеризовать как проявление реакции ауторегуляции мозгового кровообращения, обусловленное изменениями параметров центральной гемодинамики [16; 27; 28]. Выявленное повышение тонического напряжения церебральных артерий характеризует напряжение меха-
низмов регуляции мозгового кровообращения при умственной деятельности, что соответствует результатам исследований, проведённых у взрослых людей и школьников [3, 23].
Выявленные изменения изученных параметров мозгового кровообращения указывают на генерализованный характер реакции сердечно-сосудистой системы, что в условиях умственной деятельности характеризует напряжение механизмов адаптации системы кровообращения [3, 23, 25].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, утренняя концентрация ДГЭА в слюне зависит от пола и биологического возраста испытуемых. Реакция мальчиков и девочек 12-14 лет на экспериментальную ситуацию (ортостаз+умственная нагрузка) не различается.
У детей 14 лет сохраняются достоверные половые различия в значениях частотных и временных показателей вариабельности сердечного ритма. У девочек отмечена более высокая активность парасимпатического отдела автономной нервной системы в сравнении с мальчиками, что свидетельствует об их лучших адаптационных возможностях в данном возрасте.
Наиболее высокими адаптационными возможностями обладают девочки, а также все подростки 14 лет с нормотоническим и парасимпатическим типом автономной нервной регуляции, у них же отмечены наиболее высокие показатели функционального состояния организма. У детей 12-14 лет с преобладанием симпатических влияний структура симпатико-парасимпатического воздействия на сердечный ритм характеризуется большим вкладом в регуляцию СР центральных эрготропных и гормональных влияний.
Основными критериями успешности адаптации организма являются: тип автономной нервной регуляции сердечного ритма, высокая вариабельность сердечного ритма с преобладанием высокочастотного компонента, адекватная реакция вариабельности сердечного ритма на ортостатическое воздействие
Установлено, что абсолютные значения большинства показателей ЭКГ детей 12-14 лет в целом соответствуют возрастным нормативам. С возрастом происходит увеличение длительности сердечного цикла и электрической систолы, связанное с усилением влияний на миокард со стороны парасимпатического отдела автономной нервной системы, а также возрастание продолжительности внутриже-лудочковой проводимости, обусловленное увеличением массы миокарда и размеров полостей желудочков сердца.
Динамическая физическая нагрузка вызывает у детей 12-14 лет изменения биоэлектрической активности миокарда, обусловленные активизацией симпатического отдела автономной нервной системы, и свидетельствующие об адекватном адаптационном ответе, хорошей тренированности сердечной мышцы к нагрузке.
У 12-14-летних подростков встречаются различные изменения ритма и проведения возбуждения, нарушений процессов реполяризации и метаболизма в миокарде. Данные изменения связаны как с морфологическим и функциональным созреванием сердечной мышцы на данном этапе онтогенеза, так и с процессами
формирования механизмов вегетативной регуляции сердечной деятельности и выявляются значительно реже, чем у младших школьников.
Показано, что у мальчиков 12 лет по сравнению с 13-летним возрастом время изгнания крови, общая и механическая систолы значительно продолжительнее. У девочек 12 лет по сравнению с 13-летним возрастом напротив, время изгнания крови, общая и механическая систолы значимо короче. Выявлены половые различия сократительной функции миокарда в12 лет: у девочек время изгнания крови, а также общая и механическая систолы были существенно короче, чем у мальчиков. В возрасте 13-14 лет не выявлено возрастных и половых различий в фазовой структуре сердечного цикла.
Динамическая физическая нагрузка в 12-14 лет у подростков обоего пола вызывала существенное снижение длительности сердечного цикла, что связано со снижением тонуса блуждающих нервов и увеличением симпатических влияний на сердце при нагрузке. Однако, в возрасте 12 лет снижение длительности сердечного цикла происходило за счет уменьшения периода напряжения, а в 13-14 лет - не только за счет уменьшения периода напряжения, но и сокращения времени всех составляющих систолы.
Выявленное снижение длительности сердечного цикла у большинства подростков 12-14 лет, не сопровождающееся существенным изменением времени диастолы, свидетельствует о благоприятной адаптации сердечно-сосудистой системы к физической нагрузке. У 27-25% девочек 12-13 лет снижение длительности сердечного цикла сопровождалось существенным укорочением времени диастолы, что свидетельствует о более напряженной адаптации сократительной функции миокарда к физической нагрузке.
Изучение кровообращения головного мозга показало достоверное повышение значений параметров а и а/Т от 12 к 13-14 годам, что свидетельствуют о возрастании тонуса мозговых артерий крупного и среднего калибра и соответствует возрастной динамике мозгового кровообращения.
Срочная адаптация кровообращения головного мозга к умственной нагрузке у большинства подростков 12-14 лет не сопровождалась напряжением механизмов регуляции мозгового кровообращения и носила благоприятный характер. Умственная нагрузка вызывала существенное увеличение артериального притока, снижение тонуса мозговых артерий в лобных областях головного мозга. У части (20,0-24,0%) испытуемых 12-14 лет адаптация имела неблагоприятный характер и характеризовалась напряжением механизмов регуляции. Умственная деятельность сопровождалась снижением артериального притока, повышением тонуса мозговых артерий крупного и среднего калибра при существенном возрастании частоты сердечных сокращений.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Баевский Р.М. Вариабельность сердечного ритма. Медико-физиологические аспекты / ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ СЕРДЕЧНОГО РИТМА: Теоретические аспекты и практическое применение // Тезисы докладов IV всероссийского симпозиума с международным участием, 19-21 ноября 2008 г., посвященного юбилею заслуженного деятеля науки РФ, профессора Романа Марковича Баев-ского. - Ижевск, 2008.
2. Баевский, Р.М. Оценка адаптационных возможностей организма и риск развития заболеваний. - М.: Медицина, 1997. - 236 с.
3. Безобразова В.Н., Догадкина С.Б., Пономарева Т.А. Возрастное развитие периферического отдела сердечно-сосудистой системы // Физиология развития ребёнка: руководство по возрастной физиологии / под ред. М.М. Безруких, Д.А. Фарбер. - М.-Воронеж: МПСИ, 2010. - 767 с.
4. Берсенева И.А Оценка адаптационных возможностей организма у школьников на основе анализа вариабельности сердечного ритма в покое и при ортостатической пробе: Автореф. дис. канд. биол. наук.- 2000.- С. 17 с.
5. Вейн А.М., Вознесенская Т.Г. Вегетативные расстройства. - М.: Медицинское информационное агентство, 2003. - 352 с.
6. Галеев А.Р. Взаимосвязь типа вегетативной регуляции и потребности в двигательной активности. - 2002.
URL: http://www.ortoplus.da.ru/; ortoplus@mail.ru
7. Зиненко Е.С. Срочная адаптация центральной гемодинамики и кровообращения головного мозга детей дошкольного возраста к умственной нагрузке: автореф. дис... канд. биол. наук. - М., 2010. - 19 с
8. Индивидуальные особенности развития системы кровообращения школьников / Под ред. И.О. Тупицына. - М, 1995. - 64 с.
9. Калюжная Р.А. Физиология и патология сердечно-сосудистой системы детей и подростков. - М., 1973. - 325 с.
10. Карпман В.Л. Фазовый анализ сердечной деятельности. - М: Медицина, 1965. - 159 с.
11. Князева М.Г., Тупицын И.О. Взаимосвязь возрастных характеристик биоэлектрической активности и мозгового кровотока // Физиология человека. - 1984. - Т. 10, № 3. - С. 411-416.
12. Макаров Л. М., Киселева И. И., Долгих В. В. и др. Нормативные параметры ЭКГ у детей // Педиатрия. - 2006. - № 2. - C. 4-10.
13. Макаров Л.М. ЭКГ в педиатрии. - 2002. - 274 с.
14. Меерсон Ф.З. Адаптация сердца к большой нагрузке и сердечная недостаточность. - М: Наука, 1975. - 263 с.
15. Михайлов В.М. Вариабельность ритма сердца: опыт практического применения. - Иваново: Иван. Гос. Мед. академия, 2002. - 290 с.
16. Мчедлишвили Г.И. Регуляция мозгового кровообращения. - Тбилиси: «Мецниереба», 1980. - 158 с.
17. Пономарёва Т.А. Срочная адаптация системы кровообращения детей младшего школьного возраста к работе на компьютере: автореф. дис. ... канд. биол. наук. - М., 2005. - 20 с.
18. Рублева Л.В. Развитие основных функций миокарда детей 7-15 лет, проживающих в различных экологических условиях: Дисс. ... канд. биол. наук. - М., 1999. -188 с.
19. Рябыкина Г.В., Соболев А.В. Вриабельность ритма сердца. - 2001. -200 с.
20. Справочник педиатра-кардиоревматолога / Под ред. Р.Э. Мазо. - Минск: Наука и техника, 1982. - 342 с.
21. Трегубова М.В. Особенности сократительной деятельности сердца дзюдоистов 16 - 20 лет массовых разрядов при различной интенсивности физических нагрузок: автореф. дис. ... канд. биол. наук. - Челябинск, 2008. - 22 с.
22. Тупицын И.О., Андреева И.Г., Безобразова В.Н. с соавт. Развитие системы кровообращения//Физиология развития ребенка / Под ред. М.М. Безруких, Д.А. Фарбер, 2000. - С. 148-166.
23. Фёдоров Б.М. Стресс и система кровообращения. - М.: Медицина, 1991. -319 с.
24. Хомич М.М. Возрастные изменения временных показателей электрокардиограммы у детей // Вопр. соврем. педиатрии. - 2006. - № 2. - C. 17-19.
25. Шварков С.Б. Синдром вегетативной дистонии у детей и подростков: автореф. дис.... докт. мед. Наук. - М., 1993. - 70 с.
26. Яруллин Х.Х. Клиническая реоэнцефалография. - М.:Медицина, 1983. -217 с.
27. Aaslid R., Lash S.R., Bardy G.H. et all. Dinamic pressure - flow velocity relationships in the human cerebral circulation // Stroke. - 2003. - Vol. 34. - Р. 326-341.
28. Hamner J.W., Michael A.C., Seiji M. Spectral indices of human cerebral blood flow control: responses to augmented blood pressure oscillations // J. Physiol. - 2004. -Vol. 559. - Р. 965-973.
29. Heart rate variability. Standards of Measurement, Physiological interpretation and clinical use // Circulation. - 1996.- 93. - P. 1043-1065.
30. Kushnir, M.M. Liquid chromatography-tandem mass spectrometry assay for androstenedione, dehydroepiandrosterone, and testosterone with pediatric and adult reference intervals / M.M. Kushnir, T. Blamires, A.L. Rockwood [et al.] // Clin. Chem.
- 2010. - V. 56, № 7. - P. 1138-1147.
31. Mouritsen, A. The pubertal transition in 179 healthy Danish children: associations between pubarche, adrenarche, gonadarche, and body composition / A. Mouritsen, L. Aksglaede, K. Soerensen // Eur. J. Endocrinol. - 2012. - V. 168, № 2. - P. 129-136.
32. Pagani M. Power spectral analysis of heart rate and arterial pressure variabilities as a marker of sympatho-vagal interaction in man and conscious dog. / Pagani M, Lombardi F, Guzzetti S // COT Res. - 1986; 59: 178-193.
33. Saczawa, M.E. Methodological considerations in use of the cortisol/DHEA(S) ratio in adolescent populations / M.E. Saczawa, J.A. Graber, J. Brooks-Gunn [et al.] // Psychoneuroendocrinology. - 2013. - V. 15.
34. Thankamony, A. Higher levels of IGF-I and adrenal androgens at age 8 years are associated with earlier age at menarche in girls / A. Thankamony, K.K. Ong, M.L. Ahmed // J. Clin. Endocrinol. Metab. - 2012. - V. 97, No 5. - P. 786-790.
35. Tolonen U., Sulg I.A. Comparison of quantitative EEG parameters from four different analysis teclmiques in evaluation of relationships between EEG and CBF in brain infarction // Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. - 1981. - Vol. 51. - P. 177185.
36. Topcu B Akalin The autonomic nervous system dysregulation in response to orthostatic stress in children with neurocardiogenic syncope. // Cardiol Young. - 2010.
- Apr; 20(2):165-72. Ep 2010 Mar 22.
37. Ubiria I. Relation between Heart Rate Variability and Peak Expiratory Flow in Healthy Schoolchildren / Ubiria I., Telia A., Abuladze G. // Bull. Of the Georgian Academy of Sciences. - 2003. - 167, № 3. - P. 546-548 (2003).
38. Van Hulle, C.A. Genetic and environmental contributions to covariation between DHEA and testosterone in adolescent twins / C.A. Van Hulle, M.N. Moore, E.A. Shirtcliff [et al.] // Behav. Genet. - 2015. - V. 45, No 3. - P. 324-340.
39. Yamamoto Y. Autonomic control of heart rate during exercise studied by heart rate variability / Yamamoto Y., Hughson RL, Peterson JC // J. Appl. Physiol. - 1991. -71. - P. 1143-1150.
