Адаптивно-компенсаторная вариабельность ритма сердца у студентов Текст научной статьи по специальности «Науки о здоровье»

УДК 612.172.2-057.87 + 378.17

АДАПТИВНО-КОМПЕНСАТОРНАЯ ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ РИТМА СЕРДЦА У СТУДЕНТОВ

С.И. Астахов, А.В. Ненашева, А.А. Астахов, Н.В. Столярова, А.Н. Рагозин

Изучена адаптивно-компенсаторная вариабельность ритма сердца у студентов. Представлены результаты, полученные методами кардиоритмографии. В исследовании участвовало 19 практически здоровых юношей на первом этапе (межсессионный период) и 13 здоровых студентов на втором этапе (период экзаменационной сессии). Запись ЭКГ производилась в течение 500 сердечных сокращений, при ровном дыхании, без вздохов. Исследования проводили в обычный учебный день и в период экзаменационной сессии. Методика исследования включала в себя проведение пяти проб в межсессионный период и пяти проб в период экзаменационной сессии. В период сдачи экзаменов проводили пять проб за 30 мин до начала экзамена. В рамках нашего исследования мы получили достоверные различия, свидетельствующие о влиянии рабочей экзаменационной нагрузки на ритм сердца студентов. Рабочая экзаменационная нагрузка способна комплексно оказывать влияние на психофизиологическое состояние студентов во время экзаменационной сессии и, в частности, в день экзамена. Мы получили достоверные данные о том, что индексы симпатической активности во время экзаменационной сессии возрастают.

Ключевые слова: экзамен, стресс, вариабельность, индекс напряжения, контролируемое дыхание, студенты, ортостатическая проба, спектральный анализ.

Тысячи российских студентов ежегодно сталкиваются с проблемой рабочей экзаменационной нагрузки, которая занимает одно из первых мест среди причин, вызывающих психическое напряжение у обучающихся высшей школы [2].

Несмотря на широкий спектр использования термина «психическая нагрузка», на сегодняшний день не существует общепринятого определения. Пытаясь разрешить эту проблему, Международная организация по стандартизации опубликовала в 1991 году стандарт ISO 10075-1:1991 "Ergonomie principles related to mental work-load: General terms and définitions" [8] («Эргономические принципы, относящиеся к нагрузке при умственной деятельности: Общие термины и их определения»), в котором в рамках причинно-следственной модели были выделены два основных понятия «психический стресс» (mental stress) и «психическое напряжение» (mental strain). В последующей редакции стандарта (ISO 10075-1:2000-11) [8] термин «стресс», имеющий негативный эмоциональный оттенок, был заменен термином «рабочая нагрузка» ("workload") по предложению A.H. Ros-coe [10].

В соответствии с классической концепцией Г. Селье [5], в настоящее время рабочая экзаменационная нагрузка может рассматри-

ваться как динамический процесс последовательного развития различных изменений в организме при остром или хроническом экстремальном воздействии. Современная клиническая медицина и прикладная физиология имеют дело с различными функциональными состояниями организма, которые развиваются под воздействием разнообразных стрессовых факторов. Эти состояния обуславливают адаптивную структурно-функциональную перестройку биосистемы и могут служить своеобразными количественными характеристиками рабочей нагрузки. Экзамен является состоянием организма, которое часто используется для изучения реакций различных физиологических систем на рабочую нагрузку. По классификации Леви (1970), экзаменационная ситуация является кратковременной рабочей нагрузкой, но изменения физиологического состояния организма, вызываемого ею, бывают довольно значительными [5].

Одним из простых, высокоинформативных и доступных методов исследования сердечно-сосудистой системы является ортоста-тическая проба. Мы провели ортостатическую пробу на фоне контролируемого дыхания, так как оно способно увеличить вариабельность частоты сердечных сокращений за счет активации влияний со стороны ядра блуждающего нерва. По данным ряда исследователей, при-

менение управляемого дыхания периодом 10 с позволяет контролировать значительную часть информации на входе в систему вегетативной регуляции сердца и изучать собственные свойства 0,1 Гц-механизмов регуляции посредством резонансного отклика в области 0,1 Гц-компоненты спектра ВСР [7].

Показатели гемодинамики являются универсальными индикаторами адаптационных процессов в организме, по которым можно прогнозировать его функциональное состояние и дальнейшее развитие основных функциональных систем [1].

В представленной работе мы используем понятие «функциональное состояние», считая его более точным, чем термин «психическое напряжение», которое мы будем употреблять в своих исследованиях для анализа определенных функциональных состояний.

Важнейшая задача исследований функциональных состояний - это определение тех пороговых значений, за которыми следует ухудшение деятельности человека [9, 11].

В нашем исследовании участвовали 19 практически здоровых юношей, у которых методами кардиоритмографии исследовали вариабельность сердечного ритма в межсессионный и экзаменационный периоды.

Все данные, представленные в работе, получены на отечественном оборудовании фирмы «Микролюкс» г. Челябинск. Для расчета показателей вариабельности сердечного ритма использовалась программа «Биоспектр 2.0» (разработка А.Н. Рагозин, Д.Ю. Кононов). Исследование производилось в отдельном по-

мещении, без посторонних шумов, с постоянной температурой, составляющей 22-23 °С. После предварительной адаптации испытуемых к условиям помещения проводили запись ЭКГ в течение 500 сердечных сокращений при ровном дыхании, без вздохов. Методика исследования включала в себя проведение пяти проб в межсессионный период и пяти проб в период экзаменационной сессии. В период сдачи экзаменов проводили пять проб за 30 мин до экзамена (табл. 1).

Таблица 1

Физиологические пробы, использованные для оценки вариабельности ритма сердца в межсессионный и экзаменационный периоды

Проба Описание методики

1 Положение лежа на спине

2 Положение лежа на спине, с контролируемым дыханием*

3 Положение стоя

4 Положение стоя, с контролируемым дыханием*

5 Положение лежа на спине с ментальной нагрузкой**

Примечание.*- студент выполнял 6 дыхательных движений в минуту (частота 0,1 Гц), что приводит к стимуляции симпатического отдела вегетативной нервной системы; ** - студент последовательно вычитал в уме число 7, начиная от 1000. Данная ментальная нагрузка приводит к стимуляции симпатического отдела вегетативной нервной системы.

Параметры спектрального анализа вариабельности сердечного ритма, использованные в нашем исследовании, представлены в табл. 2.

Таблица 2

Показатели кардиоритмограммы, использованные для оценки вариабельности ритма сердца

Показатель Единица измерения Маркер

ИБ 0,15-0,40 Гц Парасимпатический отдел ВНС

ЬБ 0,04-0,149 Гц Симпатический и парасимпатический отделы ВНС

УЬБ 0,003-0,04 Гц Надсегментарный уровень регуляции

ИБ% % Качественного доминирования парасимпатической нервной системы

% Качественного доминирования симпатической нервной системы

УЬБ% % Качественного доминирования надсегментар-ного уровня регуляции

я-я Мс Длительность интервала

Индекс напряжения Р.М. Баевского у. е. Степень централизации в управлении сердечным ритмом

Общая мощность спектра (ТР мс2) мс2 Суммарная активность вегетативных воздействий на сердечный ритм

Астахов С.И., Ненашева А.В., Астахов А.А. и др.

Исследование проводили в два этапа:

1 этап - за два месяца до наступления экзаменационной сессии;

2 этап - за 30 мин до начала экзамена.

При этом показатели кардиоритмограм-

мы, полученные на первом этапе, служили базовым контролем для показателей, зарегистрированных у того же студента на втором этапе исследования.

Сравнения переменных выполнялись при помощи непараметрического статистического теста Фридмана, используемого для сопоставления показателей, измеренных в условиях (с > 3), и критерия парных сравнений Вилкок-сона. Сравнение групп проводилось с использованием и-критерия Манна-Уитни. Данные представлены в виде медианы (Ме) и значений квартильного диапазона (25, 75 %). Надежность используемых статистических оценок принималась равной не менее 99 %.

Исследование производилось в отдельном помещении без посторонних шумов с постоянной температурой, приблизительно 22-23 °С. После предварительной адаптации испытуемых к условиям помещения проводили запись ЭКГ в течение 500 сердечных сокращений при ровном дыхании без вздохов и сглатываний.

В нашем исследовании мы использовали контролируемое дыхание (6 дыхательных движений в минуту). Оно приводит к значительно большему увеличению вариабельности частоты сердечных сокращений практически у всех испытуемых. Данная частота дыханий, которая контролировалась с помощью электронного секундомера, не вызвала затруднений у наших испытуемых при выполнении тестовых проб. При частоте дыхания 6 в 1 мин в наибольшей степени стимулируется блуждающий нерв, поэтому проба используется для оценки реактивности парасимпатического отдела вегетативной нервной системы.

Как видно из табл. 3, по сравнению с пробой 1 длительность интервалов Я-Я в пробе 3 в межсессионный период уменьшилась на 22,74 %, в период экзаменационной сессии это снижение составило всего 16,14 % (табл. 3). Увеличение УЬБ в количественных единицах составило 50,63 %. ИБ в количественных и качественных единицах снижается на 65,89 и 74,08 % соответственно. В период экзаменационной сессии мы зафиксировали снижение ИБ-волн в качественных единицах на 62,63 %.

Как видно из табл. 4, сокращение длительности интервалов ЯЯ в четвертой пробе по сравнению со второй в межсессионный

Адаптивно-компенсаторная вариабельность ритма сердца у студентов

период составило 19,44 %, в период экзаменационной сессии обнаружили снижение на 24,40 %. ИБ в нашем исследовании снизился в четвертой пробе в количественных и качественных величинах на 64,84 и 56,75 % соответственно. Данная реакция является нормальной. В процессе развития стрессовой ситуации происходит усиление централизации ритма сердца с уменьшением парасимпатических влияний, что отражается на росте ИН. В нашем исследовании ИН повысился на 60,43 %.

Исходя из табл. 5 при проведении пробы с контролируемым дыханием в положении лежа, мы обнаружили наибольшее количество изменений. Снижение индекса напряжения в межсессионный период во второй пробе составило 38,24 %. ЬБ в межсессионный период возросли в количественных и качественных единицах на 530,26 и 104,82 % соответственно, в период экзаменационной сессии увеличение составило 319,06 и 83,44 %, общая мощность спектра (ТР) при этом возросла на 234,14 %. ИБ во второй пробе снизились на 67,18 %. В период экзаменационной сессии вклад парасимпатического отдела ВНС снизился на 62,56 %.

Вклад надсегментарного уровня регуляции (УЬБ) в межсессионный период в качественных единицах снизился во второй пробе на 64,04 %, перед экзаменом наблюдали снижение на 58,57 %.

Достоверные различия мы получили и в пробе с контролируемым дыханием в положении стоя (табл. 6). Так, общая мощность спектра (ТР) в межсессионный период возрастает на 268,22 %, в период экзаменационной сессии зафиксировали увеличение на 222,72 %. ЬБ-волны в межсессионный период возрастают на 38,53 и 445,21 % в качественных и количественных единицах соответственно. В период экзаменационной сессии увеличение составило 83,45 и 319,07 % в качественных и количественных единицах соответственно.

Качественный вклад надсегментарного уровня регуляции снизился на 61,51 %, в период экзаменационной сессии снижение составило 54,22 %. Мощность ИБ в пробе 4 возрастает на 68,26 %.

Исходя из данных, приведенных в табл. 7, можно увидеть, что индекс напряжения в межсессионный период в пробе 5 снизился на 21,27 %. Общая мощность спектра (ТР) в межсессионный период в пробе 5 возросла на 74,89 %, в период экзаменационной сессии

Таблица 3

Показатели математического анализа ритма сердца у студентов (активная ортостатическая проба на фоне спонтанного дыхания)

Показатель Межсессионный период (этап 1) Период экзаменационной сессии (этап 2)

Проба 1 Проба 3 Проба 1 Проба 3

Среднее Я-Я 938,59 (850,57; 1047,11) 725,16 (626,85; 789,16) 1-3 831,38 (765,85; 848,62) 697,15 (580,52; 741,37) 1-3

ИН, у. е. 48,69 (31,71; 66,5) 64,87 (47,62; 77,19) 58,83 (37,13; 97,56) 81,82 (47,07; 106,61)

ТР, мс2 5767,759 (3252,333; 10624,953) 6774,546 (5294,579; 9382,679) 5653,492 (1925,634; 9326,404) 5511,738 (3537,974; 14626,278)

ЬБ, мс2 2343,32 (992,07; 4695,68) 3590,844 (2268,2; 4815,91) 2769,57 (1010,78; 3525,2) 3283,32 (2399,63; 7276,16)

ЬБ, % 38,781 (30,352; 57,623) 59,14 (40,003; 70,487) 44,287 (40,7; 48,502) 61,473 (53,633; 67,044)

УЬБ, мс2 1009,21 (492,65; 1284,23) 1520,15 (875,7; 2668,16) 1-3 1948,53 (475,02; 2659,22) 1466,16 (608,14; 3174,4)

УЬБ, % 18,672 (10,874; 26,175) 25,66 (16,539; 31,512) 24,701 (21,69; 35,283) 27,83 (17,334; 29,435)

ИБ, мс2 1776,51 (725,22; 4967,4) 605,882 (386,59; 1499,1) 1-3 854,31 (512,71; 1981,98) 516,21 (192,29; 848,7)

ИБ, % 36,36 (18,864; 52,059) 9,425 (6,592; 19,591) 1-3 25,78 (20,402; 29,367) 9,633 (4,633; 16,439) 1-3

Примечание. Здесь и в табл. 4-7 значения, выделенные жирным шрифтом, означают достоверность различий Р < 0,01.

Таблица 4

Показатели математического анализа ритма сердца у студентов (активная ортостатическая проба на фоне контролируемого дыхания)

Показатель Межсессионный период (этап 1) Период экзаменационной сессии (этап 2)

Проба 2 Проба 4 Проба 2 Проба 4

Среднее Я-Я 923,53 (829,24; 1021,21) 744,88 (680,68; 796,96) 2-4 870,3 (753,77; 949,39) 658,01 (627,23; 753,14) 2-4

ИН, у. е. 30,07 (22,68; 52,33) 48,24 (34,06; 54,43) 2-4 32,39 (27,45; 62,51) 56,23 (49,8; 72,87)

ТР, мс2 19272,223 (11274,671; 26708,498) 24945,594 (13113,188; 37068,936) 16803,814 (8053,265; 31417,206) 17787,774 (11436,865; 29045,629)

ЬБ, мс2 14769,04 (7874,06; 21896,81) 19577,71 (10587,41; 33127,45) 11606,33 (5354,08; 26665,1) 12827,58 (8533,48; 26400,06)

ЬБ, % 79,433 (70,908; 84,459) 81,928 (74,613; 89,367) 81,239 (69,123; 84,677) 77,894 (74,613; 82,417)

УЬБ, мс2 1316,09 (816,58; 1887,3) 1771,21 (1459,36; 2650,73) 2-4 1408,51 (1056,24; 2504,89) 1933,29 (1483,83; 2597,71)

УЬБ, % 6,714 (4,929; 14,551) 9,877 (4,338; 16,883) 10,234 (5,125; 17,489) 12,738 (8,156; 16,582)

ИБ, мс2 2899,82 (903,55; 4043) 1019,44 (790,21; 2186,57) 2-4 1621,74 (939,01; 3572,21) 996,81 (391,46; 3211,79)

ИБ, % 11,93 (8,472; 15,946) 1-2 5,16 (3,422; 8,472) 2-4 9,651 (7,563; 11,97) 5,197 (3,524; 8,058)

Астахов С.И., Ненашева А.В., Астахов А.А. и др. Адаптивно-компенсаторная вариабельность

ритма сердца у студентов

Таблица 5

Показатели математического анализа ритма сердца у студентов (проба с контролируемым дыханием в положении лежа)

Показатель Межсессионный период (этап 1) Период экзаменационной сессии (этап 2)

Проба 1 Проба 2 Проба 1 Проба 2

Среднее Я-Я 938,59 (850,57; 1047,11) 923,53 (829,24; 1021,21) 831,38 (765,85; 848,62) 870,3 (753,77; 949,39)

ИН, у. е. 48,69 (31,71; 66,5) 30,07 (22,68; 52,33) 1-2 58,83 (37,13; 97,56) 32,39 (27,45; 62,51)

ТР, мс2 5767,759 (3252,333; 10624,953) 19272,223 (11274,671; 26708,498) 1-2 5653,492 (1925,634; 9326,404) 16803,814 (8053,265; 31417,206) 1-2

ЬБ, мс2 2343,32 (992,07; 4695,68) 14769,04 (7874,06; 21896,81) 1-2 2769,57 (1010,78; 3525,2) 11606,33 (5354,08; 26665,1) 1-2

ЬБ, % 38,781 (30,352; 57,623) 79,433 (70,908; 84,459) 1-2 44,287 (40,7; 48,502) 81,239 (69,123; 84,677) 1-2

УЬБ, мс2 1009,21 (492,65; 1284,23) 1316,09 (816,58; 1887,3) 1948,53 (475,02; 2659,22) 1408,51 (1056,24; 2504,89)

УЬБ, % 18,672 (10,874; 26,175) 6,714 (4,929; 14,551) 1-2 24,701 (21,69; 35,283) 10,234 (5,125; 17,489) 1-2

ИБ, мс2 1776,51 (725,22; 4967,4) 2899,82 (903,55; 4043) 854,31 (512,71; 1981,98) 1621,74 (939,01; 3572,21)

ИБ, % 36,36 (18,864; 52,059) 11,93 (8,472; 15,946) 1-2 25,78 (20,402; 29,367) 9,651 (7,563; 11,97) 1-2

Таблица 6

Показатели математического анализа ритма сердца у студентов (проба с контролируемым дыханием в положении стоя)

Показатель Межсессионный период (этап 1) Период экзаменационной сессии (этап 2)

Проба 3 Проба 4 Проба 3 Проба 4

Среднее Я-Я 725,16 (626,85; 789,16) 744,88 (680,68; 796,96) 697,15 (580,52; 741,37) 658,01 (627,23; 753,14)

ИН, у. е. 64,87 (47,62; 77,19) 48,24 (34,06; 54,43) 81,82 (47,07; 106,61) 56,23 (49,8; 72,87)

ТР, мс2 6774,546 (5294,579; 9382,679) 24945,594 (13113,188; 37068,936) 3-4 5511,738 (3537,974; 14626,278) 17787,774 (11436,865; 29045,629) 3-4

ЬБ, мс2 3590,844 (2268,2; 4815,91) 19577,71 (10587,41; 33127,45) 3-4 3283,32 (2399,63; 7276,16) 12827,58 (8533,48; 26400,06)3-4

ЬБ, % 59,14 (40,003; 70,487) 81,928 (74,613; 89,367) 3-4 61,473 (53,633; 67,044) 77,894 (74,613; 82,417) 3-4

УЬБ, мс2 1520,15 (875,7; 2668,16) 1771,21 (1459,36; 2650,73) 1466,16 (608,14; 3174,4) 1933,29 (1483,83; 2597,71)

УЬБ, % 25,66 (16,539; 31,512) 9,877 (4,338; 16,883) 3-4 27,83 (17,334; 29,435) 12,738 (8,156; 16,582) 3-4

ИБ, мс2 605,882 (386,59; 1499,1) 1019,44 (790,21; 2186,57) 2-4 516,21 (192,29; 848,7) 996,81 (391,46; 3211,79)

ИБ, % 9,425 (6,592; 19,591) 5,16 (3,422; 8,472) 2-4 9,633 (4,633; 16,439) 5,197 (3,524; 8,058)

увеличение составило 82,29 %. ЬБ-волны в межсессионный период возросли на 124,56 %, в период экзаменационной сессии увеличение составило 78,65 %. ИБ-волны в межсессионный период возросли на 73,71 %.

Во время кратковременной умственной

нагрузки наблюдаются изменения показателей, свидетельствующих о повышении тонуса сосудистого русла, что, в первую очередь, может определяться психоэмоциональным напряжением и реакцией нейрогуморальных механизмов регуляции при обратном счете [4].

На исходных пробах между этапами по межгрупповому критерию (Манна-Уитни) достоверных различий выявлено не было.

Снижение длительности интервалов в ор-тостатической пробе свидетельствует об усилении симпатических влияний на регуляцию сердечного ритма в период сессии и нарастании влияния стрессового фактора на организм. По данным В.М. Михайлова [3], при переходе из горизонтального положения в вертикальное уменьшается поступление крови к правым отделам сердца; при этом центральный объем крови снижается примерно на 20 %, минутный объем примерно на 1-2,7 л/мин. Как следствие, снижается артериальное давление, что является мощным раздражителем для механорецепторов различных барореф-лекторных зон. Первым из всех механизмов поддержания АД реагирует механизм баро-рефлекторной регуляции. При этом в течение первых 15 сердечных сокращений происходит увеличение ЧСС [3].

Также на примере ортостатической пробы мы видим увеличение УЬБ. Полученный результат говорит нам об активации высших вегетативных центров. Мощность и относительный вклад УЬБ увеличивается в условиях острого и хронического эмоционального стресса [7].

Сравнивая пробы с активной ортостати-

ческой пробой на фоне контролируемого дыхания, мы нашли отличия лишь на первом (межсессионном) этапе нашего исследования. Данное явление может быть объяснено двумя причинами: первая - относительно небольшая выборка на втором этапе нашего исследования (13 человек), вторая - выбранный нами критерий статистической значимости (менее 0,01 %) не позволил обнаружить имеющихся различий в диапазоне от 0,01 до 0,05 %. На ортостаз у здоровых молодых людей в межсессионный период мы зафиксировали паттерн вегетативной регуляции нового функционального состояния, который состоит в абсолютном уменьшении парасимпатических влияний и увеличении эрготропных влияний на ритм сердца, следствием чего является рост централизации в управлении ритма и, как результат, учащение ритма сердца.

На первом этапе исследования в пробе с контролируемым дыханием в положении лежа (табл. 5), средняя продолжительность интервалов ЯЯ не изменялась на фоне уменьшения ИН до нижних границ, характеризующих переход от эутонии к ваготонии. Столь большое увеличение ЬБ и ТР, вероятно, связано с влиянием на него контролируемого дыхания. Таким образом, проба с контролируемым дыханием в положении лежа на этапах исследования была полностью идентичной.

Таблица 7

Показатели математического анализа ритма сердца у студентов (проба с ментальной нагрузкой)

Показатель Межсессионный период (этап 1) Период экзаменационной сессии (этап 2)

Проба 1 Проба 5 Проба 1 Проба 5

Среднее Я-Я 938,59 (850,57; 1047,11) 905,56 (837; 1030,67) 831,38 (765,85; 848,62) 816,91 (767,92; 995,23)

ИН, у. е. 48,69 (31,71; 66,5) 38,33 (25,55; 52,12) 1-5 58,83 (37,13; 97,56) 45,12 (25,86; 55,08)

ТР, мс2 5767,759 (3252,333; 10624,953) 10087,223 (5100,285; 19165,065) 1-5 5653,492 (1925,634; 9326,404) 10305,601 (6361,893; 15497,855) 1-5

ЬБ, мс2 2343,32 (992,07; 4695,68) 5262,34 (2957,59; 9304,64) 1-5 2769,57 (1010,78; 3525,2) 4947,87 (3305,46; 7801,9)1-5

ЬБ, % 38,781 (30,352; 57,623) 50,794 (42,93; 54,333) 44,287 (40,7; 48,502) 51,957 (44,572; 59,413)

УЬБ, мс2 1009,21 (492,65; 1284,23) 2069,84 (885,36; 2681,21) 1-5 1948,53 (475,02; 2659,22) 1510,69 (1120,31; 1817,94)

УЬБ, % 18,672 (10,874; 26,175) 16,499 (12,568; 20,803) 24,701 (21,69; 35,283) 17,827 (9,02; 20,255)

ИБ, мс2 1776,51 (725,22; 4967,4) 3085,99 (1338,89; 8591,36) 1-5 854,31 (512,71; 1981,98) 2629,38 (984,51; 6116,84)

ИБ, % 36,36 (18,864; 52,059) 31,094 (23,607; 37,268) 25,78 (20,402; 29,367) 27,627 (17,85; 34,327)

Астахов С.И., Ненашева А.В., Астахов А.А. и др.

При проведении проб в положении стоя в межсессионный период и в день экзамена дыхание на частоте 0,1 Гц не оказало никакого влияния на продолжительность интервалов ЯЯ и индекс напряжения, однако проведённый спектральный анализ позволил увидеть, что динамика регуляторных модуляций всё же имеет место. Отсутствие различий между этапами пробы с контролируемым дыханием в положении стоя говорит о том, что вегетативное обеспечение деятельности, вероятно, является наиболее стабильным, филогенетически более древним регуляторным механизмом, на который эмоциональный фон или рабочее экзаменационное напряжение не оказывает никакого влияния у здоровых лиц.

Результаты пробы с ментальной нагрузкой позволяют говорить, что данная проба, имея меньшее количество различий, всё-таки указывает на существование особенной вегетативной регуляции в условиях рабочей экзаменационной нагрузки, которая заключаются в снижении реактивности вегетативной нервной системы у здоровых студентов. В обычных условиях ментальная нагрузка проявляется в напряжении как сегментарного, так и надсегментарного уровня регуляции. Ментальный тест в условиях эмоционального напряжения (рабочей экзаменационной нагрузки) приводит к активации исключительно симпатического отдела вегетативной нервной системы.

Эти состояния обуславливают адаптивную структурно-функциональную перестройку биосистемы и могут служить своеобразными количественными характеристиками стресса рабочей нагрузки.

Показатели вариабельности сердечного ритма (ВСР) демонстрировали наибольшую чувствительность к изменениям в рабочей нагрузке, т. е. показатели ВСР наиболее быстро реагируют на кратковременные изменения уровня психического напряжения, которые отражают динамику психической нагрузки. Показатели вариабельности сердечного ритма определены как наиболее практичные для решения этой задачи [7].

Таким образом, активная ортостатическая проба характеризуется уменьшением длительности интервалов Я-Я, снижением вклада парасимпатического отдела ВНС и увеличением вклада надсегментарного уровня регуляции. Активная ортостатическая проба с контролируемым дыханием характеризуется сокращением длительности интервалов Я-Я,

Адаптивно-компенсаторная вариабельность ритма сердца у студентов

уменьшением вклада парасимпатического отдела ВНС и увеличением ИН. Проба с контролируемым дыханием в положении лежа характеризуется снижением ИН, увеличением вклада симпатического отдела ВНС, увеличением общей мощности спектра, снижением надсегментарного уровня регуляции и снижением вклада парасимпатического отдела ВНС. Проба с контролируемым дыханием в положении стоя характеризуется увеличением общей мощности спектра, увеличением вклада симпатического и парасимпатического отдела ВНС и уменьшением надсегментарного уровня регуляции. Проба с ментальной нагрузкой характеризуется снижением ИН, увеличением общей мощности спектра, увеличением вклада симпатического и парасимпатического отдела ВНС.

Таким образом, мы получили адекватную реакцию показателей гемодинамики на активную ортостатическую пробу. Разница этапа 1 и этапа 2 состояла лишь в меньшем снижении длительности интервалов ЯЯ, что свидетельствует о том, что перед экзаменом данный показатель находился в исходно большем значении, соответственно данную реакцию мы рассматриваем как влияние рабочей экзаменационной нагрузки на ритм сердца.

Проведенное нами исследование позволяет говорить о том, что вариабельность сердечного ритма может служить чувствительным индикатором напряженности рабочей экзаменационной нагрузки.

Литература

1. Баевский, Р.М. Оценка и классификация уровня здоровья с точки зрения теории адаптации /Р.М. Баевский // Вестник АМН СССР. -1989. - № 8. - С. 74-78.

2. Кучина, З.Б. Психолого-акмеологиче-ские особенности совладающего поведения студентов вуза на экзаменах разного типа / З.Б. Кучина // Вестник КГУ им. Н.А. Некрасова. - 2010. - С. 3-4.

3. Михайлов, В.М. Вариабельность ритма сердца. Опыт практического применения /

B.М. Михайлов. - Иваново: ИГМА, 2000. - 39 с.

4. Сабирьянов, А.Р. Влияние классического массажа на реакцию кровообращения при кратковременной умственной нагрузке у детей / А.Р. Сабирьянов // Успехи современного естествознания. - 2014. - № 5 (ч. 2). -

C. 52-57.

5. Селье, Г. Стресс без дистресса /Г. Се-лье. - Рига: Виеда, 1992. - 109 с.

6. Тузикова, Р.В. Психофизиологические особенности адаптации к экзаменационному стрессу студентов с разными типами адаптации к экзаменационному стрессу студентов с разными типами поведения по Грею-Уилсону / Р.В. Тузикова // Труды молодых ученых Алтайского государственного университета: материалы науч. конф. - 2012. -Вып. 9. - С. 184-185.

7. Хаспекова, Н. Б. Диагностическая информативность мониторирования вариабельности ритма / Н.Б. Хаспекова // Рос. науч.-практ. журнал. - 2003. - С. 15-23.

8. Nachreiner, F. Normung imBereichder psychischen Belastung - die Normen derReihe-DIN EN ISO 10075 / F. Nachreiner, W. Schulte-

tus. - DINMitteilung+elektronorm. - 2002. -Vol. 81. - Р. 424-519.

9. Reid, G.B. (1988). Critical SWAT values for predicting operator overload / G.B. Reid, H.A. Colle // Proceedings of the Human Factors Society 32nd annual meeting: Santa Monica: Human Factors and Ergonomics Society. - 1988. -Р. 1414-1418.

10. Roscoe, A.H. Stress and workload in pilots / A.H. Roscoe // Aviat Space Environ Med. -1978. - № 49. - Р. 630-636.

11. Verwey, W.B. Detecting short periods of elevated workload: A comparison of nine workload assessment techniques / W.B. Verwey, H.A. Veltman // Journal of Experimental Psychology. - 1966. - Vol. 2(3). - Р. 270-285.

Астахов Сергей Ильич, аспирант кафедры теории и методики физической культуры и спорта, Южно-Уральский государственный университет (Челябинск), astahovserg@mail.ru.

Ненашева Анна Валерьевна, доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой теории и методики физической культуры и спорта, Южно-Уральский государственный университет (Челябинск), isaeva-susu@yandex.ru.

Астахов Алексей Арнольдович, доктор медицинских наук, доцент, заведующий кафедрой анестезиологии и реанимации, Южно-Уральский государственный медицинский университет (Челябинск), aaastakhov@gmail.com.

Столярова Наталья Валерьевна, кандидат биологических наук, заместитель декана по спорту механико-технологического факультета, Южно-Уральский государственный университет (Челябинск), tmfcs@mail.ru.

Рагозин Андрей Николаевич, кандидат технических наук, доцент кафедры инфо-коммуни-кационных технологий, доцент кафедры информационно-измерительной техники, ЮжноУральский государственный университет (Челябинск), tmfcs@mail.ru.

Поступила в редакцию 7 октября 2014 г.

Bulletin of the South Ural State University Series "Education, Healthcare Service, Physical Education" _2014, vol. 14, no. 4 pp. 33-41

ADAPTIVE COMPENSATORY HEART RATE VARIABILITY IN STUDENTS

S.I. Astakhov, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, astahovserg@mail.ru, A.V. Nenasheva, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, isaeva-susu@yandex.ru,

A.A. Astakhov, South Ural State Medical University, Russian Federation, aaastakhov@gmail.com, N.V. Stolyarova, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, tmfcs@mail.ru, A.N. Ragozin, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, tmfcs@mail.ru

Objective: to study adaptive compensatory heart rate variability in students. The paper presents results obtained through cardiorhythmography. Our research involved 19 apparently healthy young males at the first stage (period between examination sessions) and 13 healthy

Астахов С.И., Ненашева А.В., Астахов А.А. и др. Адаптивно-компенсаторная вариабельность

ритма сердца у студентов

students at the second stage (examination session period). ECG was being recorded for 500 heart contractions, even breathing, without occasional sighing respirations. Tests were performed on the regular day of studies and during examination session period. Research technique included five tests within period between sessions and five tests within examination session period. Within period of examinations we performed five tests 30 minutes before the examination. From our research we obtained significant differences that showed the influence of working examination load on the heart rate in students. Working examination load can have complex impact on psychophysiological condition of students during examination session and on the very examination day in particular. According to obtained valid data, sympathetic activity indices are increased during examination session.

Keywords: examination, stress, variability, tension index, controlled breathing, students, orthostatic test, spectral analysis.

References

1. Baevskiy R.M. [Evaluation and Classification of the Level of Health in Terms of the Theory of Adaptation]. Vestnik AMN SSSR [Bulletin of Medical Sciences of the USSR], 1989, no. 8, pp. 74-78. (in Russ.)

2. Kuchina Z.B. [Psycho-Acmeological Features of Coping Behavior of University Students in the Exams of Different Types]. Vestnik KGU im. N.A. Nekrasova [Bulletin of Sh. NA Nekrasov], 2010, pp.3-4.

3. Mikhaylov V.M. Variabel'nost' ritma serdtsa. Opytprakticheskogo primeneniya [Heart Rate Variability. Practical Experience]. Ivanovo, IGMA Publ., 2000. 39 p.

4. Sabir'yanov A.R. [The Influence of Classical Massage on the Circulatory Response in Short-Term Mental Stress in Children]. Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya [The Success of Modern Science], 2014, no. 5, pp. 52-57. (in Russ.)

5. Sel'e G. Stress bez distressa [Stress without Distress]. Riga, Vieda Publ., 1992. 109 p.

6. Tuzikova R.V. [Psychophysiological Features of Adaptation to Examination Stress of Students with Different Types of Adaptation to Examination Stress of Students with Different Types of Behavior on the Grey-Wilson]. Trudy molodykh uchenykh Altayskogo gosudarstvennogo universiteta, materialy nauchnoy konferentsii [Proceedings of Young Scientists, Altai State University, Materials Science Conference], 2012, iss. 9, pp. 184-185. (in Russ.)

7. Khaspekova N. B. [Diagnostic Informative Monitoring Rate Variability]. Rossiyskiy Nauchno-Prakticheskiy retsenziruemyy zhurnal [Russian Scientific and Practical Peer-reviewed Journal], 2003, pp. 15-23. (in Russ.)

8. Nachreiner. F., Schultetus W. Normung imBereichder Psychischen Belastung - die Normen der-ReiheDIN EN ISO 10075. DINMitteilung+elektronorm. 2002, vol. 81, pp. 424-519.

9. Reid G.B., Colle H.A. Critical SWAT Values for Predicting Operator Overload. Proceedings of the Human Factors Society 32nd Annual Meeting: Santa Monica: Human Factors and Ergonomics Society. 1988, pp. 1414-1418.

10. Roscoe A.H. Stress and Workload in Pilots. Aviat Space Environ Med. 1978, no. 49, pp. 630-636.

11. Verwey W.B., Veltman H.A. Detecting Short Periods of Elevated Workload: A Comparison of Nine Workload Assessment Techniques. Journal of Experimental Psychology. 1966, vol. 2(3), pp.270-285.

Received 7 October 2014