CC BY
29
ФОРМИРОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ РЕГУЛЯЦИИ СЕРДЦА И СОСУДОВ У ДЕТЕЙ ДОШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА
О.А. Гурова1
Российский университет дружбы народов, Москва
Особенности вариабельности сердечного ритма и кожной микроциркуляции изучены у 70 детей в возрасте от 4 до 7 лет. Применяли методы лазерной до-пплеровской флоуметрии (ЛДФ) и кардиоинтервалографии. В регуляции сердца в период от 4 до 7 лет наблюдается увеличение уровня активности регуляторных систем и рост показателя централизации управления ритмом сердца. Наибольшие изменения, связанные с усилением симпатических влияний, происходят у детей в возрасте 6 лет. В состоянии микроциркуляции отмечается уменьшение ее интенсивности и изменение реакции на умеренную нагрузку, что также особенно заметно у детей 6 лет. Таким образом, в период от 4 до 7 лет именно 6-летний возраст является переломным в плане формирования механизмов регуляции сердца и сосудов.
Ключевые слова: дети 4-7 лет, вариабельность сердечного ритма, микроциркуляция крови.
Development of heart and vessels regulation mechanisms in children of preschool age. The paper presents the study of heart rate variability and skin microcirculation in 70 children at the age of 4-7 years old. The methods of laser Doppler flowmetry (LDF) and cardiointervalography were used. Heart regulation in the period from 4 to 7 years demonstrates an increase of the regulatory systems activity level and an increase in the index of centralization of heart rate control. The greatest changes associated with the increased sympathetic effects occur in children at the age of 6. The decrease in the microcirculation intensity and the change in the reaction to moderate load is particularly noticeable in children aged 6 years old. Consequently, within the period from 4 to 7 years old, it is the age of 6 that is a turning point in the formation of the heart and blood vessels regulation mechanisms.
Key words: 4-7-year-old children, heart rate variability, blood microcirculation.
Дошкольный возраст, особенно в плане подготовки к началу обучения в школе, требует тщательного изучения функциональных возможностей организма ребенка и его готовности к увеличению нагрузок. Состояние сердечно-сосудистой системы ребенка может служить одним из главных индикаторов этой готовности. Изучение состояния сердечно-сосудистой системы на разных уровнях ее функционирования у детей позволяет раскрыть закономерности формирования в онтогенезе механизмов регуляции как центральной гемодинамики, так и микроциркуляции [1; 2; 6; 9]. Определение вариабельности сердечного ритма (ВСР) является информативным методом оценки состояния вегетативной регуляции сердца [8], а метод лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ) позволяет оценивать уровень микроциркуляции крови в тканях и реактивность микрососудов [7]. Сосудистое
Контакты: 1 Гурова О.А. - E-mail: <oagur@list.ru>
русло кожи представляет собой доступный объект для изучения микроциркуляции крови у детей с помощью метода ЛДФ [4,6,7].
Цель настоящего исследования - на основе изучения возрастных особенностей вариабельности сердечного ритма и кожной микроциркуляции у детей 4 - 7 лет выявить период, наиболее значимый для формирования регуляторных механизмов сердца и сосудов у дошкольников.
ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследование проведено у 70 практически здоровых детей в возрасте от 4 до 7 лет: 11 детей 4 лет, 22 - 5 лет, 19 - 6 лет, 18 детей - 7 лет. Состояние микроциркуляции крови исследовалось методом ЛДФ в коже дистальной фаланги 4-го пальца кисти детей с помощью аппарата «Лакк-01» (НПО «Лазма», Москва) по существующей методике [7]. Автоматически рассчитывались параметр микроциркуляции (ПМ) - средняя величина перфузии единицы объема ткани за единицу времени, и среднее квадратичное отклонение (СКО) - средняя амплитуда колебаний кровотока, в условных перфузионных единицах (пф. ед.). При анализе амплитудно-частотного спектра (АЧС) вычислялась амплитуда (А, в пф. ед.) физиологически наиболее значимых колебаний кровотока и вклад каждого из них в мощность всего спектра колебаний (в %). Выделяют очень низкочастотные колебания (УЬБ), связанные с состоянием гуморально-метаболических факторов; низкочастотные колебания (ЬБ), обусловленные нейрогенной и миогенной активностью самих сосудов - вазомоциями; высокочастотные колебания (ИР), обусловленные периодическими изменениями давления в венозном отделе сосудистого русла при дыхании; пульсовые колебания (СБ), синхронизированные с сердечным ритмом. УЬБ и ЬБ-колебания характеризуют активные механизмы модуляции кровотока, ИБ и СБ - пассивные. Соотношение активных и пассивных модуляций кожного кровотока рассчитывается как индекс флаксмоций (ИФМ).
Регистрация показателей вариабельности сердечного ритма производилась методом кардиоинтервалографии по Р.М.Баевскому на аппарате «Варикард» («Рамена», Рязань) [8]. Рассчитывались частота сердечных сокращений (ЧСС), индекс напряжения регуляторных систем (стресс-индекс, 81), индекс централизации (1С). Вклад отдельных механизмов регуляции (парасимпатических - ИБ, симпатических - ЬБ и гуморально-метаболических - УЬБ) в суммарный уровень активности регуляторных систем (ТР) оценивался по мощности их спектра, в %.
Измерения проводили в состоянии покоя (сидя) и сразу после умеренной физической нагрузки, в качестве которой дети выполняли 20 приседаний в быстром темпе. Полученные данные обработаны методами вариационной статистики.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
При изучении вариабельности ритма сердца у детей 4-7 лет самые высокие значения ЧСС зафиксированы у 4-летних: 106 ± 3, самые низкие - у детей 6 и 7 лет: 98 ± 2 в мин, что соответствует возрастным тенденциям развития [9].
В таблице 1 представлена динамика показателей активности регуляторных систем, влияющих на вариабельность сердечного ритма.
Таблица 1
Показатели активности регуляторных систем, влияющих на вариабельность сердечного ритма, у детей 4-7 лет
Возраст, лет ТР, мс2 х 1000 Соотношение различных колебаний, %
НР ЬР УЬР
4 1,77±0,54 48,5±4,4 31,9±3,3 19,6±3,6
5 1,91±0,4 41,4±2,8 37,7±2,3 20,8±2,1
6 4,16±2,07 45,5±3,2 37,1±2,4 17,4±1,8
7 4,37±1,94 39,5±4,1 41,7±2,5 18,8±2,4
С возрастом наблюдается увеличения суммарного уровня активности регуляторных систем (ТР), влияющих на вариабельность сердечного ритма, скачкообразный прирост которого в 2,2 раза отмечается от 5 к 6 годам. Происходит это преимущественно за счет увеличения уже у 5-летних мощности вазомоторных низкочастотных волн (ЬБ) и их относительного преобладания над высокочастотной составляющей спектра, что в целом характеризует рост активности симпатического контура регуляции. Мощность вклада парасимпатического контура (НБ) от 4 к 7 годам проявляет тенденцию к снижению, но происходит это неравномерно, с некоторым подъемом у детей 6 лет. Влияние гуморально-метаболического компонента регуляции сердечного ритма меняется от 4 к 7 годам незначительно, с тенденцией к снижению в 6-7 лет.
Степень напряжения регуляторных систем, показателем которой является индекс напряжения регуляторных систем, или стресс-индекс (81), у детей 4-7 лет превышает дефинитивные значения в несколько раз. У детей 6 лет величина 81 наименьшая среди всех обследованных: 265,3±38,8, у детей 5 лет - наибольшая: 465,4±114,3 усл.ед. У детей 7 лет этот показатель составляет 357,7±87,6. У взрослых величина 81 в покое колеблется в пределах 80-150 усл.ед., а увеличение показателя наблюдается при значительных нагрузках [5]. Высокие значения 81 у обследуемых детей свидетельствуют о незрелости механизмов регуляции сердечного ритма.
Показатель централизации управления ритмом сердца - индекс централизации (1С), у обследованных детей в 2-3 раза ниже дефинитивных величин. На рассматриваемом отрезке онтогенеза 1С достоверно увеличивается от 1,25±0,22 в 4 года до 2,28±0,57 усл. ед. в 7 лет. Скачкообразный прирост происходит в период от 6 (1,43±0,22 усл. ед.) до 7 лет. Это подтверждает значение возраста 6 лет как важнейшего в формировании механизмов регуляции сердца и сосудов.
Изменения с возрастом показателей ЛДФ-грамм у детей 4-7 лет представлены в таблице 2. Снижение ПМ на 23-37 % и СКО на 17-21% у детей на этом отрезке онтогенеза свидетельствует об уменьшении интенсивности кожной микроциркуляции, что наиболее заметно в период от 5 до 6 лет.
В АЧС у обследованных детей преобладают активные механизмы регуляции, связанные с низкочастотными УЬБ- и ЬБ-колебаниями. Их совокупный вклад в
общую мощность спектра колебаний доходит до 86-89%. Прослеживается тенденция к снижению амплитуды всех типов колебаний, особенно от 5 к 6 годам. Вклад вазомоторных колебаний (LF), обусловленных преимущественно ростом симпатических воздействий на сосуды, в этот период возрастает с 40 до 45 %.
Таблица 2
Параметры ЛДФ-граммы в коже пальца кисти у детей 4-7 лет (М± m)
Показатели микроциркуляции Возраст, лет
4 5 6 7
ПМ, пф. ед. 34,3±2,1 35,0±1,3 26,3±2,1* 21,7±2,4**
СКО, пф. ед. 2,3±0,2 2,0±0,1 1,9±0,2 1,8±0,1*
Соотношение ритмических составляющих кожного кровотока
А, пф. ед. 3,5±0,4 3,3±0,4 2,7±0,2 3,0±0,2
Вклад, % 47,1 48,4 41,9 49,3
я о з LF А, пф. ед. 3,2±0,4 3,0±0,3 2,8±0,2 2,7±0,3
С я и Вклад, % 39,2 40,0 45,0 40,0
« я ОТ А, пф. ед. 1,8±0,3 1,5±0,1 1,4±0,1 1,3±0,1
н о н и я Вклад, % 12,4 10,0 11,3 9,3
¡З4 CF А, пф. ед. 0,58±0,1 0,61±0,1 0,60±0,1 0,5±0,05
Вклад, % 1,3 1,6 2,0 1,4
ИФМ, усл.ед. 1,39±0,1 1,39±0,1 1,44±0,1 1,39±0,1
Примечание: достоверное изменение по сравнению с детьми 4 лет (*
р<0,05; ** р<0,005).
В ответ на умеренную физическую нагрузку в виде 20 приседаний у всех обследованных детей интенсивность микроциркуляции в коже несколько снижается, что, по-видимому, обусловлено перераспределением крови в пользу работающих мышц. Физическая нагрузка, выполненная детьми, также подтвердила наличие изменений в регуляции сердечно-сосудистой системы у 6- и 7-летних испытуемых по сравнению с 4-5-летними. Наиболее показательны изменения в состоянии амплитудно-частотного спектра (АЧС) ЛДФ-грамм (рис. 1).
Рис. 1. Изменение показателей амплитудно-частотного спектра ЛДФ-граммы после физической нагрузки у детей 4-7 лет, в % к исходному уровню
У детей 4 и 5 лет физическая нагрузка приводит к усилению активности механизмов регуляции микроциркуляции, что выражается в росте амплитуды как низкочастотных VLF- и LF-колебаний, так и высокочастотных HF-колебаний. ИФМ, отражающий соотношение активных и пассивных механизмов в регуляции микроциркуляции, у детей 4-5 лет после нагрузки возрастает на 8-19,6 %. Подобная динамика АЧС ЛДФ-грамм выдает напряжение регуляторных систем у детей 4 и 5 лет.
Иная картина АЧС наблюдается у детей 6 и 7 лет. У 6-летних после нагрузки уменьшаются амплитуды всех типов колебаний: низкочастотных VLF- и LF- на 28,2 и 22,9 %, высокочастотных HF- и CF- на 18,7 и 20,3 %, соответственно. ИФМ после нагрузки становится меньше на 8,2 %. В возрасте 7 лет направленность изменений АЧС после нагрузки совпадает с таковой у 6-летних, но размах сдвигов существенно меньше. По-видимому, система микроциркуляции у детей к 7 годам выходит на новый уровень функционирования, и умеренная физическая нагрузка не вызывает заметных изменений в кожном кровотоке.
Таким образом, у детей на этапе от 4 до 7 лет именно 6-летний возраст является переломным в плане формирования механизмов регуляции сердца и сосудов. Это подтверждается возрастной динамикой показателей кожной микроциркуляции и вариабельности сердечного ритма как в покое, так и при выполнении функциональной пробы.
Публикация подготовлена в рамках Программы повышения конкурентоспособности РУДН «5-100».
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Васильев А.П., Стрельцова Н.Н. Возрастные особенности микрогемоцир-куляции // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. - 2012. - Т. 11, № 4 (44). - С. 23-27.
2. Гурова О.А. Комплексное исследование микроциркуляции крови и вариабельности ритма сердца у детей 4-7 лет // Новые исследования. - 2010. - № 3(24). - С. 78-86.
3. Гурова О.А. Индивидуально-типологические особенности микроциркуляции крови у детей 4-7 лет // Новые исследования. - 2014. - № 2 (39). - С. 15-23.
4. Гурова О.А. Зависимость между показателями кровообращения у детей 47 лет с разным типом микроциркуляции крови // Новые исследования. - 2017. -№ 3 (52). - С.4-10.
5. Димитриев Д.А., Карпенко Ю.Д., Кругликов Н.Ю. и др. Особенности вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы при относительном покое и стрессе // Вариабельность сердечного ритма: теоретические и прикладные аспекты: Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. - Чебоксары: Изд-во ЧГПУ, 2014. - С. 49-54.
6. Козлов В.И. Развитие системы микроциркуляции. - М.: Изд-во РУДН, 2012. - 314 с.
7. Козлов В.И., Азизов Г.А., Гурова О.А., Литвин Ф.Б. Лазерная допплеров-ская флоуметрия в оценке состояния и расстройств микроциркуляции крови. - М.: ГНЦ лазерной медицины, 2012. - 32 с.
8. Михайлов В.М. Вариабельность ритма сердца. Опыт практического применения метода. - Иваново, 2000. - 200 с.
9. Развитие системы кровообращения // Физиология развития ребенка: теоретические и прикладные аспекты. - М.: Образование от А до Я, 2000. - С. 148166.
REFERENCES
1. Vasil'ev A.P., Strel'cova N.N. Vozrastnye osobennosti mikrogemocirkulyacii (Age features of microcirculation) // Regionarnoe krovoobrashchenie i mikrocirkulyaci-ya (Regional haemodynamics and microcirculation). - 2012. - T. 11, № 4 (44). - S. 2327.
2. Gurova O.A. Kompleksnoe issledovanie mikrocirkulyacii krovi i variabel'nosti ritma serdca u detej 4-7 let (Complex study of blood microcirculation and heart rate variability in children 4-7 years) // Novye issledovaniya (New research). - 2010. - № 3 (24). - S. 78-86.
3. Gurova O.A. Individual'no-tipologicheskie osobennosti mikrocirkulyacii krovi u detej 4-7 let (Individual-typological features of blood circulation in children 4-7 years) // Novye issledovaniya (New research). - 2014. № 2 (39). S. 15-23.
4. Gurova O.A. Zavisimost' mezhdu pokazatelyami krovoobrashcheniya u detej 4-7 let s raznym tipom mikrocirkulyacii krovi (Correlation between indices of blood circulation in 4-7-year-old children with different types of blood microcirculation) // Novye issledovaniya (New research). - 2017. № 3 (52). S. 4-10.
5. Dimitriev D.A., Karpenko Yu.D., Kruglikov N.Yu. i dr. Osobennosti vegeta-tivnoj regulyacii serdechno-sosudistoj sistemy pri otnositel'nom pokoe i stresse (Features of autonomic regulation of the cardiovascular system in relative rest and stress) // Variabel'nost' serdechnogo ritma: teoreticheskie i prikladnye aspekty: Materialy Vse-rossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii s mezhdunarodnym uchastiem. - Cheboksary: Izd-vo CHGPU, 2014. S. 49-54.
6. Kozlov V.I. Razvitie sistemy mikrocirkulyacii (Development of microcircula-tory system). - M.: Izd-vo RUDN, 2012. 314 s.
7. Kozlov V.I., Azizov G.A., Gurova O.A., Litvin F.B. Lazernaya dopplerov-skaya floumetriya v ocenke sostoyaniya i rasstrojstv mikrocirkulyacii krovi (Laser Dop-pler flowmetry in the assessment of the state and disorders of blood microcirculation). -M.: GNC lazernoj mediciny, 2012. 32 s.
8. Mihajlov V.M. Variabel'nost' ritma serdca. Opyt prakticheskogo primeneniya metoda (Heart rate variability. Experience of practical application of the method). - Ivanovo, 2000. 200 s.
9. Razvitie sistemy krovoobrashcheniya (Development of the circulatory system) // Fiziologiya razvitiya rebenka: teoreticheskie i prikladnye aspekty. - M.: Obrazovanie ot A do YA, 2000. S. 148-166.
