CC BY
157
МЕДИЦИНСКИЕ НАУКИ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (104) 2011
УДК 61281 В. А. АИКИН
М. А. ОГОРОДНИКОВ С. К. ПОДДУБНЫЙ
Сибирский государственный университет физической культуры и спорта, г. Омск
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПРОБ ДЛЯ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ У ДЕТЕЙ, ЗАНИМАЮЩИХСЯ ДАЙВИНГОМ__________________________________________
С целью исследования влияния подводного плавания с аквалангом на функциональное состояние сердечно-сосудистой системы детей 12 лет в начале курса обучения дайвингу были исследованы реакция сердечно-сосудистой системы на пробу Мартине— Кушелевского, вариабельность сердечного ритма в покое и при ортостатической пробе до и после погружения у 28 здоровых мальчиков.
Ключевые слова: дайвинг, дети, сердечно-сосудистая система, вариабельность сердечного ритма, центральная гемодинамика.
Актуальность. Исследование закономерностей процесса адаптации организма к различным факторам среды, в том числе и к физическим нагрузкам, связанным с погружением человека под воду, является одной их важнейших проблем современной физиологии и медицины. Погружение под воду с аквалангом, будучи средством активного отдыха, оказывает значительную нагрузку на организм человека, обусловленную условиями окружающей среды (снижение гравитации, психоэмоциональный стресс, физические нагрузки, обжим грудной клетки, воздействие дыхательных газов, перераспределение жидких сред организма и гипотермия). Все это вызывает напряжения регуляторных систем организма, мобилизацию функциональных резервов при участии всех уровней управления физиологическими функциями организма [1, 2]. В первую очередь указанные факторы водной среды непосредственно влияют на функциональное состояние сердечнососудистой системы. Проведенные исследования североамериканских ученых P. Denoble, J. Caruso, G. Dear, направленные на оценку и статистику несчастных случаев в дайвинге, показали, что около 30 % несчастных случаев произошло по причине проблем, возникших с сердечно-сосудистой системой [3, 4].
На сегодняшний день в практике спортивной медицины имеется достаточное число функциональных проб с применением дозированных физических нагрузок для оценки функционального состояния сердечно-сосудистой системы спортсменов и лиц, занимающихся физической культурой. Большое распространение получают простые и весьма информативные пробы, характеризующие механическую деятельность сердца и состояние аппарата кровообращения в целом [5], одной из которых является проба Мартине — Кушелевского. В доступной литературе отсутствуют данные, характеризующие реакцию детей, занимающихся экстремальным видом де-
ятельности, каковым является даивинг, на нагрузку при проведении пробы Мартине — Кушелевского.
Ортостатическая проба также является одним из информативных методов выявления скрытых изменений со стороны сердечно-сосудистой системы и механизмов ее регуляции. Она дает возможность изучить функциональные резервы вегетативной регуляции путем определения активности симпатического, парасимпатического отделов вегетативной нервной системы и центральных механизмов регуляции. Проведение данной пробы позволяет определить скрытую недостаточность системы кровообращения вследствие стрессорного воздействия ортостаза на организм [6]. Будучи высокоинформативной, ортостатическая проба ранее не применялась для оценки реакции системы кровообращения детей на занятия дайвингом.
Целью работы было изучение информативности использования функциональных проб для оценки состояния сердечно-сосудистой системы у детей, занимающихся дайвингом.
Методы и организация исследования. В эксперименте приняли участие 28 здоровых мальчиков в возрасте 12 лет, занимающихся дайвингом (средние значения роста 152,9±1,5 см; массы тела 43,1±1,4 кг; индекса массы тела 17,9±0,5). Исследования были выполнены в крытом плавательном бассейне «Альбатрос» Сибирского государственного университета физической культуры и спорта города Омска. Подводные погружения с аквалангом осуществлялись без гидрокостюмов на глубину 4,0±0,5 м при температуре воды 27 °С. Проведение функциональных проб и вариабельности сердечного ритма проводилось в стандартных условиях при температуре 22 — 24 °С, в тихой комнате в спокойной обстановке.
Для оценки способности сердечно-сосудистой системы к восстановлению после физической нагрузки нами использовалась общепринятая и легко
воспроизводимая проба Мартине — Кушелевского. Измерение артериального давления и определение частоты сердечных сокращений проводились с помощью кардиомонитора (Polor, Finland), автоматического прибора измерения артериального давления OMRON (M10-IT HEM-7080IT-E, Япония).
Проба проводилась следующим образом: ребенок садился на стул у стола, ему надевалась манжета для измерения артериального давления, спустя 1 — 1,5 мин (когда исчезал рефлекс и возбуждение, вызванное наложением манжеты) фиксировались исходные данные артериального давления и частоты сердечных сокращений в покое. Полученные данные вносились в протокол в графу «до нагрузки». До нагрузки определялся характер пульса, наличие аритмии или нитевидного пульса, устанавливалось соответствие показателей возрастной норме. Затем испытуемый вставал со стула вместе с надетой на предплечье манжетой и выполнял 20 приседаний. Приседания выполнялись за 30 с под стук метронома (1 приседание в течение 1,5 с), по традиционной методике. При этом производилось наблюдение за правильностью выполнения заданной нагрузки. После выполнения приседаний испытуемый сразу садился на стул, и у него фиксировались показатели частоты сердечных сокращений и артериального давления в течение первых 10 с, которые заносились в графу «0». Далее фиксировались данные частоты сердечных сокращений и артериального давления в течение 10 с в конце каждой минуты (первые 5 мин).
Критериями оценки реакции сердечно-сосудистой системы на проведение пробы Мартине —Ку-шелевского являлись: частота пульса, характер реакции артериального давления на нагрузку и время восстановления пульса после 20 приседаний к исходной величине.
Для изучения вегетативного обеспечения работы сердечно-сосудистой системы в процессе срочной адаптации к внешним воздействиям использовали активную ортостатическую пробу, в ходе которой после 5-минутной записи вариабельности сердечного ритма в покое (диагностический комплекс ВНС-Спектр, «Нейрософт», г. Иваново) в положении лежа испытуемому предлагалось встать (не очень быстро, но без задержек) и стоять, при этом запись не прерывалась и производилась еще в течение 6 мин.
Изучались следующие показатели вариабельности сердечного ритма: Standard Deviation (SDNN) — стандартное отклонение всех RR-интервалов (нормальных интервалов RR, мс) отражает все циклические компоненты, ответственные за вариабельность в течение периода записи; pNN50 — процент соседних RR-интервалов, отличающихся друг от друга более чем на 50 мс (%), полученных за весь период записи; RMSSD — квадратный корень из средней суммы квадратов разности величин последовательных пар интервалов RR (мс).
Исследовались спектральные характеристики ритма: Total Power (TP) — общая мощность спектра в (мс2) — спектральная мощность записи за весь период (характеризует общую сумму регуляторных влияний на синусовый узел и суммарные резервы регуляции сердечного ритма); LF (n.u.) — мощность в диапазоне низких частот, соответствующая частоте 0,04 — 0,15 Гц (характеризующая активность симпатического отдела вегетативной нервной системы); HF (n.u.) — мощность высокочастотной составляющей спектра, определяемой в диапазоне 0,15 — 0,4 Гц (характеризует вклад парасимпатических влияний в модуляцию сердечного ритма);
LF/HF ratio — отношение мощностей низкочастотной и высокочастотной областей спектра (LF/HF), (отражает симпато-парасимпатический баланс) [7, 8]. При анализе спектральных характеристик сердечного ритма исключали все артефакты, нестационарные участки и переходные процессы [9].
Статистическая обработка данных проводилась с использованием методов вариационной статистики [10] (пакет STATISTICA). Сравнение групп по показателям проводилось методами непараметрической статистики с использованием критерия Вил-коксона. Результат считался значимым при P<0,05. Значения параметров представлены как M±m.
Результаты и их обсуждение. При проведении функциональной пробы Мартине — Кушелевского до дайвинга были исходные данные центральной гемодинамики. Так, частота сердечных сокращений (ЧСС) составила 85,2±1,9 уд./мин, систолическое артериальное давление (СДД) 104,2±5,0 мм рт. ст., диастолическое артериальное давление (ДДД) 66,2±1,1 мм рт. ст. и пульсовое давление (ПД) 38,5±3,2 мм рт. ст. соответственно. Стоит отметить, что полученные исходные данные гемодинамики до дайвинга соответствовали возрастной норме [11, 12, 13]. После выполнения испытуемыми 20 приседаний показатель ЧСС после нагрузки составил 114,6±9,2 уд./мин, СДД составило 120,1±7,3 мм рт. ст., ДДД — 72,4±6,9 мм рт. ст., пульсовое давление 48,6±5,2 мм рт. ст. Дальнейшее проведение измерений показателей гемодинамики показало, что полное восстановление ЧСС наступило у большинства детей на 4-й мин, а артериального давления — на 5-й мин, что свидетельствует об адекватной реакции сердечно-сосудистой системы детей на нагрузку [5]. В ходе исследования была отмечена реакция на нагрузку по нормотоническому типу у 21-го ребенка, по гипертоническому типу — у семи детей.
При повторном проведении пробы Мартине — Кушелевского после дайвинга нами было установлено, что до нагрузки ЧСС составила 78,0±4,7 уд./мин, СДД — 108,4±1,8 мм рт. ст., ДДД — 73,6±5,4 мм рт. ст. и ПД — 34,8±7,5 мм рт. ст. После выполнения 20 приседаний также была отмечена адекватная реакция на нагрузку, при этом время восстановления показателей гемодинамики у большинства детей уменьшилось. Так, ЧСС достигла исходного показателя в среднем на 3-й мин после нагрузки, а показатели артериального давления — на 4-й мин. Данный факт может свидетельствовать о нормализации реакции сердечнососудистой системы детей на нагрузку, а также о вероятном релаксирующем воздействии погружения под воду с аквалангом. Так, в ходе исследования была отмечена реакция на нагрузку по нормотоническому типу у 24-х детей, по гипертоническому — у четверых (табл. 1).
До погружения под воду была проведена оценка вариабельности сердечного ритма в покое (табл. 2). Из данных видно, что в среднем показатели соответствовали сбалансированному типу вегетативной нервной системы, о чем свидетельствуют временные (SDNN, RMSSD) и спектральные показатели (LF/HF). Также отмечалась нормальная реакция вегетативной нервной системы на ортостатическую пробу: снижение показателей общей мощности спектра (TP), мощности высокочастотной составляющей спектра и временных показателей вариабельности сердечного ритма. При этом коэффициент К30/15, отражающий реактивность парасимпатического отдела вегетативной нервной системы, при проведении ортостатической пробы составил 1,3±0,1, что, в свою очередь, является нормой. Установленное увеличение значе-
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (104) 2011 МЕДИЦИНСКИЕ НАУКИ
МЕДИЦИНСКИЕ НАУКИ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (104) 2011
160
ний показателей ЯМ88Б и рЫЫ50 после дайвинга у детей свидетельствует о том, что подводное плавание повышает тонус парасимпатического отдела вегетативной нервной системы (табл. 3). Однако у четырех мальчиков данные показатели снизились.
Суммарная мощность спектра сердечного ритма (ТР) является одним из наиболее информативных показателей при анализе функциональной адаптации сердечно-сосудистой системы в ответ на физическую нагрузку. Так, среднее значение данного показателя у детей составило до погружения 5009,0±728,7 и 10124,1±549,8 (Р<0,05) после погружения. Отмечено также увеличение мощности в области ИБ у большинства детей в среднем до 62,2±3,5 п.и. Незначительное снижение спектральной плотности в диапазоне ИБ у этих испытуемых можно объяснить переходом части мощности спектра в область ЬБ, а кроме того, влиянием психологического стресса, присутствующего при погружениях [14]. В диапазоне ЬБ спектральная плотность после подводного плавания у большинства детей снизилась. Коэффициент ЬБ/ИБ у детей после дайвинга по сравнению с исходными данными имел тенденцию к уменьшению и в среднем составил 0,8±0,1 (Р>0,05).
Повторное проведение активной ортостатической пробы осуществлялось сразу после проведения вариабельности ритма сердца в покое. В ходе эксперимента нами были получены показатели временного анализа. Средние показатели ББЫН, РМЗББ,
pNN50 у мальчиков после погружения под воду возросли, свидетельствуя о повышении тонуса вагуса. Так показатель RMSSD увеличился до 32,7±5,5 мс, а pNN50 до 11,6±3,6 %. Стоит отметить, что у четырех мальчиков реактивность парасимпатического отдела вегетативной нервной системы при проведении ортостатической пробы после погружения под воду оказалась низкой.
Выводы. Исходя из полученных данных, можно заключить, что восстановление показателей гемодинамики после предлагаемой нагрузки у большинства детей после дайвинга прошло быстрее, чем до погружения. Данный факт может свидетельствовать о вероятном релаксирующем воздействии погружения под воду с аквалангом.
Полученные результаты показали, что пробу Матине — Кушелевского и активную ортостатическую пробу целесообразно использовать как одно из высокоинформативных и неинвазивных средств комплексной диагностики функционального состояния организма при подводных погружениях.
Библиографический список
1. Bennett, P.B. Assessment of diving medical fitness for scuba divers and instructors / P.B.Bennett et al. // Best publishing: flagstaff, AZ, - 2006. - P. 241.
2. Boussuges, А. Hemodynamic changes induced by recreational scuba diving / А. Boussuges, F. Blanc, D. Carturan // Chest. - 2006. - № 5 (129). - Р. 1337-1343.
Таблица 1
Показатели реакции сердечно-сосудистой системы детей 12 лет на проведение пробы Мартине-Кушелевского до и после погружения под воду (п=28, М±т)
Измеряемые параметры До нагрузки После нагрузки, мин
0 1 2 3 4 5
САД, мм рт.ст, до 104,2+5,0 121,1+7,3 114,2+6,0 110,8+6,2 108,6+4,8 105,4+2,6 104,6+2,1
после 108,4 + 1,8* 116,0+6,5* 113,8+5,9* 112,8+7, 1* 109,4+4,2* 108,8+3,6* 108,3+2,5*
ДАД, мм рт.ст до 66,2 + 1,1 72,4+6,9 69,8+3,8 68,2+3,6 67,6+4,1 66,4+3,7 66,8+2,8
после 73,6+5,4* 76,8+4,4* 75,8+5,0* 73,8+5,1* 73,6+5,4* 73,7+2,3* 73,1+1,8*
ПД, мм рт.ст до 38,5+3,2 48,6+5,2 44,4+4,5 42,6+4,2 41.1+4,2 39,3 + 1,5 37,8+2,6
после 34,8+7,5* 39,2+5,6* 38,3+5,2* 39,2+5,8* 35,8+4,9* 35,1+3,2* 35,2+2,1*
ЧСС, уд./мин до 85,2 + 1,9 114,6+9,2 86,8+9.2 85,6+8,2 86,6+7.6 85,8+4,2 85,2+5,6
после 78,0+4,7* 109,4+9,6* 81,5+8.2* 79,8+8,5* 78,4+7,7* 78,5+5,5* 76,9+4,5*
* — P<0,05 (по сравнению с данными до дайвинга)
Таблица 2
Средние значения показателей вариабельности сердечного ритма в покое и при активной ортостатической пробе у мальчиков 12 лет до погружения под воду (п=28, М±т)
Таблица 3
Средние значения показателей вариабельности сердечного ритма в покое и при активной ортостатической пробе у мальчиков 12 лет после погружения под воду (п=28, М±т)
Измеряемые параметры Покой Ортостатическая проба
SDNN, мс 60,8+5,2 39,9+2,1*
RMSSD, мс 59,6+6,3 20,5+2*
pNN50, % 28 +4 3,6+0,9*
TP, мс2 5009+728,7 2437,8+221,4*
LF norm, n.u. 40,1+3,8 72,9+2,4*
HF norm, n.u. 59,9+3,8 27,7+2,4*
LF/HF 0,9+0,2 3,3+0,4*
К30/15 1,3+0,1*
Измеряемые параметры Покой Ортостатическая проба
SDNN, мс 72,9+6 53,7+5,5*
RMSSD, мс 81,4+9,1 32,7+5,5*
pNN50, % 39+5 11,6+3,6*
TP, мс2 10124+449,3 4485,8+920,7*
LF norm, n.u. 37,8+3,5 65,7+3,6*
HF norm, n.u. 62,2+3,5 34,3+3,6*
LF/HF 0,8 +0,1 2,6+0,4*
К30/15 1,3+0,04
* — Р<0,05 по сравнению с данными до ортостатической пробы * — Р<0,05 по сравнению с данными до ортостатической пробы
3. Denoble, P. Common causes of open — circuit recreational diving fatalities / P. Denoble, J. Caruso, G. Dear et. al. // Undersea hyperbar. med. - 2008. - № 35 (6) - Р. 393-406.
4. Denoble, P. Scuba injury death rate among insured DAN members / P. Denoble, N. Pollock, P. Vaithiyanathan et. al. // Diving and hyperbaric medicine. - 2008. - 38(4) - P. 182-188.
5. Функциональные пробы в медицине спорта: положительные и отрицательные стороны их проведения / Е. Л. Михалюк [и др.] // Актуальні питання фармацевтичної і медичної науки та практики. - 2010, випуск XXIII. - № 1. - С. 93-96.
6. Баевский, Р. М. Оценка адаптационных возможностей
организма и риск развития заболеваний / Р. М. Баевский,
А. П. Берсенева. - М. : Медицина, 1997. - 236 с.
7. Stauss, H. M. Heart rate variability / H.M. Stauss // Am. J.
Physiol.: Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. -2003. - № 285(5). - Р. 927-931.
8. Task Force of the European Society of Cardiology and the
North American Society of Pacing and Electrophysiology. Heart Rate Variability. Standards of Measurements, Рhysiological interpretation, and dinical Use // Circulation. - 1996. - № 93. -Р. 1043-1065.
9. Михайлов, В. М. Вариабельность ритма сердца: опыт практического применения метода / В. М. Михайлов. - Иваново : Ивановская гос. мед. академия, 2002. - 200 с.
10. Реброва, О. Ю. Статистический анализ медицинских данных. Применение пакета прикладных программ STATIS-TICA / О. Ю. Реброва. - М. : МедиаСфера, 2002. - 312 с.
11. Hoshikawa Y. Effects of strop color — word conflict test on the autonomic nervous system responses /Y. Hoshikawa, Y. Yamamoto // Am. J. Physiol. - 1997. - N. 3(Pt. 2). - P. 113-121.
12. Нормативные параметры суточной ЭКГ у детей от 0 до 15 лет / Л. М. Макаров [и др.] // Вестн. аритмологии. -2000. - № 18. - С. 28-29.
13. Король, В. М. Физиологическая работоспособность и гемодинамика у мальчиков пубертатного возраста / В. М. Король // Возрастные особенности физиологических систем у детей и подростков. - М., 1985. - С. 181-183.
14. Flouris, A.D. Heart rate variability responses to a psychologically challenging scuba dive / A.D. Flouris, J.M. Scott // J. Sports Med. Phys. Fitness. - 2009. - №49 (4). - Р. 382-386.
АИКИН Владимир Анатольевич, доктор педагогических наук, профессор (Россия), профессор кафедры теории и методики плавания, проректор по научной работе.
ОГОРОДНИКОВ Максим Анатольевич, преподаватель кафедры теории и методики безопасности жиз недеятельности.
ПОДДУБНЫЙ Сергей Константинович, кандидат биологических наук, доцент кафедры анатомии, физиологии, спортивной медицины и гигиены. Адрес для переписки: e-mail: va55 @yand ex. ru
Статья поступила в редакцию 06.10.2011 г.
© В. А. Аикин, М. А. Огородников, С. К. Поддубный
Книжная полка
Воробьёв, А. А. Морфологические особенности челюстно-лицевой области при аномалиях и методы их диагностики : учебное пособие для вузов / А. А. Воробьёв, С. В. Дмитриенко, А. И. Краюшкин. - М. : Элби, 2009. - 144 с. - ISBN 978-5-93979-213-4.
В учебном пособии изложен дидактический материал по оптимизации изучения актуальных в академическом и научно-практическом аспектах вопросов аномалий и деформаций челюстно-лицевой области, приведены их классификации, даны определенные ключевые понятия, применяемые в ортодонтии для диагностики патологических состояний. Приведены основные методы исследования в клинике ортодонтии, в том числе предложенные авторами. Пособие предназначено для студентов стоматологических факультетов высших медицинских учебных заведений; может быть использовано врачами-интернами, клиническими ординаторами и будет полезно врачам-ортодонтам.
Коган, Б. М. Анатомия, физиология и патология сенсорных систем : учебное пособие для вузов / Б. М. Коган, К. В. Машилов. - М. : Аспект-Пресс, 2011. - 384 с. - ISBN 978-5-7567-0560-7.
В учебном пособии рассматриваются некоторые общетеоретические вопросы значения сенсорной информации для существования и нормального функционирования психики человека, ряд аспектов роли сенсорной депривации на развитие и формирование психических процессов, роль сенсорной информации в поддержании нормального состояния человеческой психики. Последовательно развивая интегративный подход к изложению материала, предполагается рассмотреть работу сенсорных систем с точки зрения информационных процессов. Для студентов университетов, обучающихся по психологическим специальностям, таким как специальная психология, клиническая психология, возрастная психология, а также аспирантов и преподавателей соответствующих кафедр университетов и институтов.
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (104) 2011 МЕДИЦИНСКИЕ НАУКИ
