CC BY
36
Золотникова Т.П., Рукавкова Е.М.
Брянский государственный университет
ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ ШКОЛЬНИКОВ 11-12 ЛЕТ, ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ПРОГРАММАМ УГЛУБЛЕННОГО ИЗУЧЕНИЯ РЯДА ПРЕДМЕТОВ
Изучены показатели функционального состояния сердечно-сосудистой системы школьников, обучающихся в общеобразовательных, гуманитарных и математических классах. У детей в классах математического профиля к концу учебного года выявлено напряжение регуляторных механизмов системы кровообращения, что диктует необходимость в повышенном внимании со стороны медико-профилактических служб к данному контингенту учащихся.
Введение
Изучение физиологического состояния растущего организма детей и подростков является одной из актуальных проблем возрастной физиологии. В 11-13 лет происходят наиболее значительные изменения морфофункциональных характеристик сердечно-сосудистой системы и перестройки механизмов регуляции сердечной деятельности. В этом возрасте миокард детей наиболее чувствителен к различным эндо- и экзогенным факторам [5, 6, 8, 10, 12]. Возраст 11-12 лет совпадает с началом предметного обучения в пятом классе. Резкое усложнение учебной программы требует затраты больших сил для успешной учебы, особенно это касается обучения в специализированных профилированных классах школ-лицеев. Реакция организма на изменение формы обучения в значительной степени определяется функциональным состоянием сердечно-сосудистой системы [9, 13]. Сочетание существенных качественных морфофункциональных преобразований миокарда и влияния внешних факторов может неблагоприятно отразиться на состоянии здоровья ребенка. Поэтому актуальным является вопрос изучения функционального состояния сердечно-сосудистой системы школьников, обучающихся по программам углубленного изучения ряда предметов [2, 3, 7].
В связи с этим, целью настоящего исследования явилось изучение функционального состояния сердечно-сосудистой системы школьников 11-12 лет, обучающихся в классах различных профилей.
Методика
В соответствии с целью работы в начале и конце учебного года было проведено об-
следование 210 мальчиков и 180 девочек в возрасте 11-12 лет. В зависимости от профиля класса школьники были разделены на три группы: учащиеся общеобразовательных классов (I группа - контроль), гуманитарных (II группа), математических (III группа).
Функциональное состояние сердечнососудистой системы оценивали по частоте сердечных сокращений (ЧСС), систолическому (САД) и диастолическому (ДАД) артериальному давлению в состоянии относительного покоя и после дозированной физической нагрузки (проба Мартинэ) с оценкой соответствия этих данных возрастной норме [8, 1]. Рассчитывали гемодинамические показатели: пульсовое давление (ПД), систолический объем крови (СОК), минутный объем крови (МОК) [4].
Результаты исследования
Исследование функциональных показателей сердечно-сосудистой системы учащихся в общеобразовательных классах, проведенное в начале учебного года показало, что дети имеют исходные средние значения ЧСС и САД соответствующие возрастным нормативам (табл. 1).
При анализе индивидуальных данных было установлено, что у 64,3% мальчиков и 61,6% девочек ЧСС составляла 80-85 уд/мин и находилась в пределах возрастной нормы. У 25,7% мальчиков и 30% девочек установлена ЧСС, превышающая средневозрастную (табл. 2). Показатели САД характерные для данного возраста отмечены у 82,9% мальчиков и 71,7% девочек. 10% мальчиков и 16,6% девочек имели САД выше нормы (табл. 3). Средние значения ДАД у данной группы школьников превышали возрастные норма-
тивы на 3,5%. ПД в среднем по группе составляло 34,7 мм рт. ст. у мальчиков и 37,7 мм рт. ст. у девочек и было ниже величин, приводимым в литературе для детей 11-12 лет. Изучение направленности и характера сдвигов показателей сердечно-сосудистой системы недостаточно информативно при исследовании только в состоянии покоя, степень изменения функциональных возможностей можно оценить в достаточной мере при применении возмущающих систему воздействий. Одним из таких воздействий являются дозированные физические динамические нагрузки [3, 11]. Анализ гемодинамических показателей после предъявления функциональной пробы показал, что у 55,7% мальчиков и 48,3% девочек встречается нормотонический тип реакции сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку. Гипертонический тип реакции был выявлен у 18,6% мальчиков и 23,4% девочек. Учащиеся с дистоническим типом реагирования были зарегистрированы в 25,7%
случаев среди мальчиков и 25% среди девочек. У 3,3% девочек был зафиксирован гипотонический тип реакции в ответ на физическую нагрузку (табл. 4).
Исследование, проведенное в конце учебного года, показало, что средние величины ЧСС у учащихся в общеобразовательных классах составили 82,6±0,5 уд/мин у мальчиков и 84,1 ±0,7 уд/мин у девочек и находились в пределах возрастных норм (табл. 1). При анализе индивидуальных данных было выявлено незначительное снижению к концу учебного года числа детей с нормой ЧСС и увеличение числа школьников с ЧСС выше нормы, однако данные носили недостоверный характер (табл. 2). Средние показатели САД у школьников составили 98,3±0,7 мм рт.ст. у мальчиков и 100,4±1,1 мм рт.ст. у девочек, что находится в пределах возрастных физиологических норм. Количество учащихся, имеющих САД, соответствующее норме, к концу учеб-
Таблица 1. Функциональные показатели сердечно-сосудистой системы школьников, обучающихся в классах различных профилей в состоянии относительного покоя (М±т)
Показатели Мальчики Девочки
I II III I II III
Начало 81,9 81,4 80,9 83,8 82,3 84,5
ЧСС года ±0,5 ±0,5 ±0,5 ±0,6 ±0,6 ±0,5
уд/мин Конец 82,6 82,0 88,2 84,1 80,0 91,7
года ±0,5 ±0,5 ±0,5* ±0,7 ±0,6* ±0,6*
Начало 97,4 98,7 99,9 99,5 102,0 100,9
САД года ±0,9 ±0,8 ±0,9 ±1,0 ±0,9 ±0,9
мм рт. ст. Конец 98,3 102,2 104,6 100,4 103,5 102,2
года ±0,7 ±0,8* ±0,7* ±1,1 ±1,1 ±0,9
Начало 62,7 63,5 63,9 61,8 63,5 62,9
ДАД года ±0,6 ±0,6 ±0,7 ±0,6 ±0,7 ±0,7
мм рт. ст. Конец 63,4 62,1 64,2 61,9 63,3 64,1
года ±0,6 ±0,6 ±0,7 ±0,6 ±0,6 ±0,7*
Начало 34,7 35,2 36,0 37,7 38,5 38,0
ПД Года ±0,4 ±0,4 ±0,3* ±0,4 ±0,4 ±0,3
мм рт. ст. Конец 34,9 40,1 40,4 38,5 40,2 38,1
года ±0,4 ±0,4* ±0,4* ±0,4 ±0,4* ±0,4
Начало 54,9 54,7 54,9 57,0 56,4 56,5
СОК года ±0,3 ±0,3 ±0,3 ±0,3 ±0,3 ±0,3
мл Конец 57,8 61,2 60,1 60,5 60,5 59,0
года ±0,3 ±0,3* ±0,3* ±0,3 ±0,3 ±0,3*
Начало 4496,3 4452,6 4441,4 4776,6 4641,7 4774,3
МОК года ±23,6 ±23,5 ±24,0 ±29,8 ±32,3* ±30,5
мл/мин Конец 4774,3 5018,4 5300,8 5088,1 4840,0 5410,3
года ±20,1 ±24,6* ±28,9* ±27,5 ±25,3* ±32,3*
Примечание: * - достоверность различий показателей по сравнению с I группой (р<0,05)
Таблица 2. Динамика ЧСС у школьников, сравниваемых групп (%)
ЧСС общеобразовательный гуманитарный математический
мальчики девочки мальчики девочки мальчики девочки
Начало учебного года
Соответствует норме 64,3 ±5,7 61,6 ±6,3 60,0 ±5,9 58,3 ±6,4 57,1 ±5,9 50,0 ±6,5
Выше нормы 25,7 ±5,2 30,0 ±5,9 32,9 ±5,6 35,0 ±6,2 28,6 ±5,4 41,7 ±6,4
Ниже нормы 10,0 ±3,6 8,4 ±3,6 7,1 ±3,1 6,7 ±3,2 14,3 ±4,2 8,3 ±3,6
Конец учебного года
Соответствует норме 55,7 ±5,9 51,7 ±6,5 52,9 ±6,0 46,6 ±6,4 34,3 ±5 7*, ** 18,3 ±5 0*, **
Выше нормы 35,7 ±5,7 43,3 ±6,4 42,8 ±5,9 50,0 ±6,5 61,4 ±5 8* ** 80,0 ±5 2* **
Ниже нормы 8,6 ±3,4 5,0 ±2,8 4,3 ±2,4 3,3 ±2,3 4,3 ±2,4** 1,7 ±1,7
Примечание: * - достоверность различий показателей по сравнению с I группой (р<0,05)
** - достоверность различий показателей по сравнению с данными в начале учебного года (р<0,05)
ного года осталось без изменений и составило 78,6% среди мальчиков и 70% среди девочек (табл. 3). Средние по группе показатели ПД были ниже величин, приводимых в литературе для детей данного возраста. В литературе по исследованию функциональных возможностей миокарда данные широко варьируют. Так, по литературным данным уровень СОК у детей 11-12 лет составляет в среднем 53 мл у мальчиков и 47 мл у девочек. МОК у детей данного возраста составляет 4,0 л/мин у мальчиков и 3,8 л/мин у девочек [4]. Результаты, полученные в нашем исследовании, показывают, что среднегрупповые значения СОК и МОК как в начале, так и в конце учебного года в состоянии относительного покоя у школьников превышали возрастные нормы. Анализ распределения школьников по типам реакции на дозированную физическую нагрузку показал, что число учащихся с различными типами реагирования достоверно не изменилось по сравнению с данными, полученными в начале учебного года. Число учащихся с нормотонической реакцией сердечно-сосудистой системы на функциональную пробу составило 57,1% среди мальчиков и 45% среди девочек. У 14,3% мальчиков и 25% девочек был выявлен гипертонический тип реакции. 28,6% мальчиков и 26,7% девочек имели реакцию сердечно-сосудистой систе-
мы по дистоническому типу. У 3,3% девочек встречалась гипотоническая реакция в ответ на физическую нагрузку (табл. 4).
При обследовании школьников в классах гуманитарного профиля в начале учебного года было выявлено, что средние значения ЧСС и САД у школьников находились в пределах средневозрастной нормы и составляли 81,4±0,5 уд/мин у мальчиков и 82,3±0,6 уд/мин у девочек (табл. 1). Анализ индивидуальных данных показал, что у 32,9% мальчиков и 35% девочек встречается превышение средневозрастной частоты пульса (табл. 2). Превышение возрастной нормы САД отмечено у 8,6% мальчиков и 21,7% девочек. САД, соответствующее возрастной норме, было зарегистрировано у 90% мальчиков и 66,7% девочек (табл. 3). Средние значения ПД у учащихся были ниже средневозрастных. Показатели ДАД, СОК и МОК как у мальчиков, так и у девочек были выше возрастных нормативов. В ответ на предъявление функциональной пробы у 60,0% мальчиков и 41,7% девочек в гуманитарных классах был выявлен нормотонический тип реакции сердечно-сосудистой системы, о чем свидетельствуют благоприятные изменения артериального давления и сердечного ритма. У 14,3% мальчиков и 20,0% девочек отмечена гипертоническая реакция на физическую нагрузку. Дистонический тип
Таблица 3. Динамика САД у школьников, сравниваемых групп (%)
САД общеобразовательный гуманитарный математический
мальчики девочки мальчики девочки мальчики девочки
Начало учебного года
Соответствует норме 82,9±4,5 71,7±5,8 90,0±3,6 66,7±6,1 77,1±5,0 80,0±5,2
Выше нормы 10,0±3,6 16,6±4,8 8,6±3,4 21,7±5,3 10,0±3,6 13,3±4,4
Ниже нормы 7,1±3,1 11,7±4,1 1,4±1,4 11,6±4,1 12,9±4,0 6,7±3,2
Конец учебного года
Соответствует норме 78,6±4,9 70,0±5,9 80,0±4,8 63,3±6,2 71,4±5,4 65,0±6,2
Выше нормы 15,7±4,3 25,0±5,6 15,7±4,3 26,7±5,7 22,9±5,0* 31,7±6,0*
Ниже нормы 5,7±2,8 5,0±2,8 4,3±2,4 10,0±3,9 5,7±2,8 3,3±2,3
Примечание: * - достоверность различий показателей по сравнению с данными в начале учебного года (р<0,05)
Таблица 4. Распределение учащихся по типам реакции сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку (%)
Тип общеобразовательный гуманитарный математический
реакции мальчики девочки мальчики девочки мальчики девочки
Начало учебного года
Нормотонический 55,7±5,9 48,3±6,5 60,0±5,9 41,7±6,4 64,3±5,7 50,0±6,5
Гипертонический 18,6±4,7 23,4±5,5 14,3±4,2 20,0±5,2 17,1±4,5 25,0±5,6
Дистонический 25,7±5,2 25,0±5,6 20,0±4,8 33,3±6,1 18,6±4,7 23,3±5,5
Гипотонический 0 3,3±2,3 5,7±2,8 5,0±2,8 0 1,7±1,7
Конец учебного года
Нормотонический 57,1±5,9 45,0±6,4 62,9±5,8 46,7±6,4 52,9±6,0 38,3±6,3
Гипертонический 14,3±4,2 25,0±5,6 14,3±4,2 16,7±4,8 27,1±5,3* 35,0±6,2
Дистонический 28,6±5,4 26,7±5,7 21,4±4,9 35,0±6,2 20,0±4,8 26,7±5,7
Гипотонический 0 3,3±2,3 1,4± 1,4 1,7±1,7 0 0
Примечание: * - достоверность различий показателей по сравнению с I группой (р<0,05)
реакции был зарегистрирован у 20,0% мальчиков и 33,3% девочек. Учащиеся с гипотоническим типом реакции были зарегистрированы в 5,7% случаев среди мальчиков и 5,0% среди девочек (табл. 4).
Анализ динамики функциональных показателей сердечно-сосудистой системы показал, что в конце учебного года средние значения частоты пульса и САД у школьников в гуманитарных классах соответствовали возрастным значениям нормы. У девочек среднегрупповые значения ЧСС составляли 80,0±0,6 уд/мин и были достоверно ниже показателей в группе контроля. В группе мальчиков средние данные САД оказались выше таковых у школьников в общеобразовательных классах и составили 102,2±0,8 мм рт.ст. (р<0,05) (табл. 1). Анализ индивидуальных показателей учащихся выявил незначительное снижение к концу учебного года
числа детей, у которых ЧСС и САД соответствуют возрастной норме (табл. 2, 3). Показатели ДАД превышали возрастные нормативы на 5%, как у мальчиков, так и у девочек. Среднегрупповые значения ПД были ниже нормы. Показатели СОК и МОК в течение всего периода наблюдения были выше средневозрастных величин, указываемых в литературе. Анализ распределения учащихся по типам реагирования сердечно-сосудистой системы на предъявление функциональной пробы не выявил достоверных изменений по сравнению с данными в начале учебного года (табл. 4). Число учащихся с нормотонической реакцией составило 62,9% среди девочек и 46,7% среди мальчиков. Гипертонический тип реагирования на физическую нагрузку был зарегистрирован у 14,3% мальчиков и 16,7% девочек. У 21,4% мальчиков и 35% девочек была выявлена дистоническая
реакция сердечно-сосудистой системы на предъявление функциональной пробы. Гипотоническая реакция зарегистрирована у 1,4% мальчиков и 1,7% девочек.
Исследование гемодинамических показателей школьников, обучающихся в классах математического профиля, в начале учебного года выявило, что средние по группе показатели ЧСС и САД соответствовали средневозрастным значениям (табл. 1). При анализе индивидуальных данных было установлено, что у 28,6% мальчиков и 41,7% девочек ЧСС превышала допустимые величины. У 57,1% мальчиков и 50,0% девочек ЧСС находилось в пределах 80-85 уд/мин, и соответствовала норме (табл. 2). Анализ распределения числа учащихся по данным САД в сравнении с возрастной нормой показал, что САД, соответствующее норме было выявлено у 77,1% мальчиков и 80,0% девочек (табл. 3). Установлено, что среднегрупповые значения ДАД, СОК и МОК у учащихся в математических классах превышали возрастные нормы. ПД в среднем по группе было ниже величин, характерных для возраста 11-12 лет. После выполнения функциональной пробы нормотоническая реакция сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку была отмечена у 64,3% мальчиков и 50,0% девочек. Гипертонический тип реакции был зарегистрирован у 17,1% мальчиков и 25,0% девочек. У 18,6% мальчиков и 23,3% девочек была зафиксирована дистоническая реакция сердечно-сосудистой системы в ответ на функциональную пробу и у 1,7% девочек встречалась гипотоническая реакция (табл. 4).
При обследовании учащихся в математических классах в конце учебного года выявлено, что средняя величина частоты сердечных сокращений превышала нормативные значения ЧСС для детей данной возрастной группы, была достоверно выше данных в группе контроля и составляла 88,2±0,5 уд/мин у мальчиков и 91,7±0,6 уд/мин у девочек (табл. 1). Анализ динамики ЧСС показал достоверное снижение к концу учебного года числа учащихся с ЧСС, соответствующей средневозрастной. Из обследованных детей только у 34,3% мальчиков и 18,3% девочек ЧСС находилась в пределах возрастной нормы, что
достоверно ниже по сравнению с данными, полученными в общеобразовательных классах. В то же время к концу учебного года выявлено увеличение в 2 раза числа школьников с ЧСС, превышающей допустимые значения (р<0,05). Данный показатель составил 61,4% в группе мальчиков и 80,0% в группе девочек и был достоверно выше такового в группе контроля (табл. 2). Анализ годовой динамики САД в сравнении с возрастной физиологической нормой показал, что у школьников в математических классах к концу учебного года произошло увеличение в 2 раза числа детей с САД выше нормы. ДАД превышало возрастные нормативы, и у мальчиков было достоверно выше данных в общеобразовательных классах. Средние по группе значения ПД были ниже показателей, приводимых в литературе для детей данного возраста. СОК и МОК у учащихся превышали возрастные значения нормы. После выполнения функциональной пробы выявлено снижение в 1,3 раза числа детей с нормотонической реакцией на дозированную физическую нагрузку и увеличение в 1,5 раза числа школьников с гипертоническим типом реагирования, который ряд авторов рассматривают как маркер функционального напряжения сердечно-сосудистой системы [2, 9].
Обсуждение
Изучение динамики основных параметров сердечно-сосудистой системы в сравниваемых группах выявило ряд особенностей. У школьников в трех группах средние значения ДАД, СОК и МОК превышали средневозрастные нормы. Возможно, это является проявлением гетерохронного развития организма в целом и сердечно-сосудистой системы в частности. Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы учащихся в общеобразовательных классах, как в начале, так и в конце учебного года характеризуется нормальными величинами САД и ЧСС в состоянии относительного покоя и адекватной их реакцией на физическую нагрузку. Эти данные свидетельствуют о том, что у данного контингента учащихся не выявлено напряжения механизмов регуляции деятельности сердечно-сосудистой системы
в процессе возрастного развития и адаптации к учебной нагрузке.
Основные показатели функционального состояния сердечно-сосудистой системы учащихся в гуманитарных классах в течение всего периода наблюдения соответствовали возрастным нормативам. После физической нагрузки, как в начале, так и в конце учебного года у незначительного числа учащихся (15%) был выявлен гипертонический тип реакции. Полученные результаты можно рассматривать как выражение положительных компенсаторно-адаптационных возможностей организма школьников, обучающихся в классах гуманитарного профиля.
Функциональные показатели сердечнососудистой системы контингента школьников в математических классах в конце учебного года характеризуются превышающей возрастную физиологическую норму частотой сердечных сокращений. К концу учеб-
ного года выявлено достоверное увеличение числа детей с ЧСС и САД выше нормы, снижение числа школьников с нормотоническим типом реагирования на функциональную пробу и повышение числа учащихся, имеющих гипертонический тип реакции на дозированную физическую нагрузку. Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о напряжении регуляторных механизмов системы кровообращения у данной группы школьников, что может способствовать возможному развитию функциональной кардиоваскулярной патологии. Это диктует необходимость в организации дополнительных профилактических мероприятий, направленных на восстановление функционального состояния сердечно-сосудистой системы учащиеся, обучающиеся в классах математического профиля и повышенном внимании к состоянию здоровья школьников со стороны медицинских служб.
Список использованной литературы:
1. Агаджанян Н.А., Тель Л.З., Циркин В.И., Чеснокова С. А. Физиология человека. - СПб.: СОТИС, 1998. - 528 с.
2. Василенко С.Г., Беренштейн Г.Ф. Функциональные возможности организма подростков в зависимости от индекса массы тела // Гигиена и санитария.-2003.-№3.-С. 53-55.
3. Влияние учебной нагрузки и санитарно-гигиенических условий обучения на здоровье школьников / Под ред. А.Г. Хрипковой - М.: Центр инноваций в педагогике, 1997. - 112 с.
4. Гуминский А.А, Леонтьева Н.Н., Маринова К.В. Руководство к лабораторным занятиям по общей и возрастной физиологии. - М.: Просвещение, 1990. - 240 с.
5. Кмить Г.В., Рублева Л.В. Основные результаты многолетних исследований функционального состояния миокарда детей // Новые исследования.-2003.-№1.-С 192-199.
6. Матюшонок М.Т., Турик Г.Г., Крюкова А.А. Физиология и гигиена детей и подростков. - Минск: Высшая школа, 1975. - с. 288.
7. Минасян С.М., Геворкян Э.С., Ксаджинян Н.Н. Гемодинамические показатели школьников при экзаменационном стрессе // Гигиена и санитария.-2005.-№5.-С. 46-49.
8. Петрова Р.Ф. Методические указания к самооценке состояния здоровья. - Орел, 1998.-74 с.
9. Псеунок А.А. Адаптивные возможности сердечно-сосудистой системы детей, обучающихся по новым образовательным программам // Педиатрия.-2005.-№6.-С. 77-79.
10. Физиология развития ребенка (теоретические и прикладные аспекты) / Под ред. М.М. Безруких, Д.А. Фарбер - М.: Издательство НПО «Образование от А до Я», 2000.-319 с.
11. Физиология развития человека. Материалы международной конференции посвященной 55-летию Института возрастной физиологии РАО. - М.: Издательство НПО «Образование от А до Я», 2000.-544 с.
12. Hansen J., Jacobsen T., Amtorp O. The exercise presser response to sustained handgrip does not augment blood flow in the contracting forearm skeletal muscle // Acta physiology scandinavica-1993.-№4-Р.419-423.
13. Nishiyasu T. et al. Relationship between mean arterial pressure and muscle cell pH during forearm ischemia after sustained handgrip // Acta physiology scandinavica-1994.-№4-Р. 143-148.
Статья рекомендована к публикации 30.03.07
