CC BY
9
© Коллектив авторов, 2009
Н.В. Королева, О.В. Бугун, С.И. Колесников, В.В. Долгих
ИЗМЕНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ХАРАКТЕРА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ГОЛОВНОГО МОЗГА У ДЕТЕЙ КАК ОТРАЖЕНИЕ ШКОЛЬНОЙ ДИЗАДАПТАЦИИ
Учреждение РАМН «Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека СО РАМН», г. Иркутск, РФ
Хорошо известно, что одним из ведущих факторов, определяющих успешную адаптацию к школьным нагрузкам и возможности для мобилизации интеллектуальных и физических сил, является соответствующий уровень зрелости всех систем организма ребенка. В первую очередь это имеет отношение к уровню регуляции ЦНС и функциональной зрелости структур головного мозга [1, 2].
Многими исследованиями показано, что неготовность ребенка, начинающего систематическое обучение,
по морфофункциональным и нервно-психическим параметрам откликается формированием функциональных отклонений в деятельности различных органов и систем и рассматривается как проявление дизадаптации у детей в динамике обучения [3, 4]. Существенный вклад в прирост таких функциональных отклонений вносят различные нарушения в деятельности сердечно-сосудистой системы (ССС) [5, 6].
Исходя из сказанного выше, изучение особенностей изменения деятельности ССС у детей в период обучения
Контактная информация:
Королева Наталья Владимировна - старший научный сотрудник лаб. экологической педиатрии
и реабилитации Научного центра проблем здоровья семьи и репродукции человека СО РАМН
Адрес: 664003 г. Иркутск, ул. Тимирязева, 16
Тел.: (3952) 20-73-67, E-mail: [email protected]
Статья поступила 15.09.09, принята к печати 30.09.10.
в начальной школе в зависимости от уровня зрелости функциональной активности головного мозга закономерно вызывает объективный интерес и имеет большое практическое значение для разработки методов профилактики школьной дизадаптации.
Нами были обследованы 68 учащихся школы-гимназии - 37 мальчиков и 31 девочка. Дети поступили в 1-й класс в возрасте 7-8 лет, не имели отклонений в интеллектуальном развитии и по состоянию здоровья чаще принадлежали II и III группам здоровья (27 -39,7% и 35 - 51,5% соответственно), реже - I и IV группам здоровья (1 - 1,5% и 5 - 7,3% соответственно).
Среди наиболее часто встречающихся заболеваний у детей отмечались болезни органов дыхания (42 -61,8%), нервной системы (40 - 58,8%) и органов пищеварения (30 - 44,1%). Реже встречались болезни системы кровообращения (21 - 30,9%) и костно-мышечные заболевания (19 - 27,9%).
Учащиеся наблюдались нами в период их обучения в начальной школе. Ежегодно всем детям проводили электроэнцефалографическое (ЭЭГ) исследование, а в 1-м и 3-м классах - электрокардиографическое (ЭКГ) исследование.
ЭЭГ регистрировали с помощью 34-канального электроэнцефалографа «Neurotravel» (Россия-Италия) по стандартной методике [7]. При расположении электродов на голове обследуемого по международной схеме «10-20» были использованы отведения с усредненным электродом. ЭЭГ регистрировали в состоянии спокойного бодрствования с закрытыми глазами и с использованием функциональных проб: пробы с открыванием глаз, ритмической фотостимуляцией разной частоты (1-18 Гц) и гипервентиляцией (3 мин). ЭЭГ оценивали по разработанной нами классификации [8] как «соответствующая возрастной норме» (I тип), «ЭЭГ с легкой задержкой электрогенеза» (II тип), «ЭЭГ с выраженной задержкой электрогенеза» (III тип) и «ЭЭГ с характерными патологическими феноменами» (IV тип).
ЭКГ-исследование выполняли 57 детям в возрасте 7-8 лет и 49 детям - 9-10 лет с помощью электрокардиографа «Fukuda Denshi FX-3010» (Япония). ЭКГ регистрировали и оценивали по стандартной методике, измерение длительности интервалов проводили во II стандартном отведении [9, 10].
Статистическую обработку результатов осуществляли с помощью интегрированной системы для комплексного статистического анализа и обработки данных в среде Windows STATISTICA 6.0 (StatSoft® Inc., USA) с использованием t-критерия Стьюдента, U-критерия Манна-Уитни, R-критерия Пирсона и Z-критерия оценки достоверности доли (с поправкой Йетса).
Результаты ЭЭГ-исследования показали, что только у 19 (27,9%) первоклассников ЭЭГ соответствовала возрастной норме (I тип), у 24 (35,3%) детей выявлялись ЭЭГ с легкой задержкой электрогенеза (II тип), у 23 (33,8%) детей - ЭЭГ с выраженной задержкой электрогенеза (III тип) и у 2 (3%) детей - ЭЭГ с характерными патологическими феноменами (IV тип).
Следует отметить, что ЭЭГ IV типа характеризова-
лись наличием локальной эпилептиформной активности и дети с этим типом ЭЭГ в настоящем исследовании нами были исключены из дальнейшего анализа.
Во 2-м классе было выявлено сокращение в 2 раза доли детей с I типом ЭЭГ и увеличение в 1,5 раза доли детей со II типом ЭЭГ, которая значимо не изменилась к 3-му классу. К 9-10 годам доля детей с I типом ЭЭГ восстановилась до уровня, который был в 7-8-летнем возрасте, а доля детей с III типом ЭЭГ сократилась в 1,8 раза.
В целом, динамика биоэлектрической активности головного мозга была выражена в переходе одних типов в другие и неоднородна в зависимости от зарегистрированного в 7-8 лет типа ЭЭГ. В 9-10 лет I тип представлен ЭЭГ, принадлежавшими в 7-8 лет как к I, так и ко II типу; II тип чаще представлен ЭЭГ, принадлежавшими в 7-8 лет к III типу, реже - к I и II типам; III тип чаще представлен ЭЭГ, относившимися в 7-8 лет к этому же типу, реже - ко II типу.
Распределение детей в зависимости от типа ЭЭГ и пола показало, что в 7-8 лет I тип ЭЭГ регистрировался преимущественно у мальчиков (16 - 43,3%). У девочек преобладали ЭЭГ II и III типов (13 - 41,9% и 14 - 45,2%) соответственно). К 9-10 годам у девочек доля ЭЭГ с
I типом увеличилась вдвое, а у мальчиков доля детей со
II типом ЭЭГ увеличилась до таковой с I типом ЭЭГ.
Оценка основных показателей ЭЭГ выявила, что у детей с I типом в младшем школьном периоде происходят возрастные изменения биоэлектрической активности головного мозга, характеризующие продолжающиеся процессы морфофункционального созревания нейронного аппарата коры больших полушарий, межкортикальных и корково-подкорковых функциональных структур.
Так, у детей с этим типом ЭЭГ отмечается увеличение индекса а-активности с 43±1,7 до 49±2,85% и снижение индекса 9-ритма с 34,1±2,06 до 19,3±1,41% с 7-8 к 9-10 годам. Тенденцию к снижению с возрастом имеют показатели амплитуд 9- и Д-ритмов, повышается степень выраженности реакции активации на открывание глаз, в 9-10-летнем возрасте более чем у половины детей а-ритм слабо модулирован.
У детей со II типом ЭЭГ, вероятно, из-за более низких адаптационных резервов наибольшего напряжения регуляторных систем возрастная динамика замедляется и замещается процессами сохранения необходимого баланса биоэлектрической активности головного мозга в период адаптации к школе.
В группе с этим ЭЭГ-типом показатели а-индекса колеблются в пределах 28,8±1,92 - 38,5±3,17% и так же как и показатели 9-индекса не показывают возрастной динамики. Амплитуда а-активности составляет 51,4±4,8 - 70,2±4,71 мкВ и достоверно (р<0,05) ниже таковой у детей с I типом (77,8±3,9 - 86,7±6,42 мкВ) на протяжении всего возрастного периода. Не модулированный а-ритм и сглаженный зональный а-градиент отмечаются достоверно (р<0,05) чаще, чем у детей с I типом ЭЭГ.
Для детей с III типом ЭЭГ наряду со слабой возраст-
р<0,05: 1 при сравнении показателей у мальчиков и девочек соответствующего возраста, 2 при сравнении показателей у детей в возрасте 7-8 лет.
Таблица 1
Распределение показателей ЭКГ у детей в зависимости от возраста и пола
Показатели ЭКГ Возраст, годы Мальчики Девочки
M±m а M±m а
RR (min), с 7-8 0,599±0,02 0,11 0,630±0,02 0,1
9-10 0,611±0,01 0,06 0,645±0,02 0,08
RR (max) , с 7-8 0,759±0,02 0,13 0,774±0,03 0,15
9-10 0,770±0,03 0,11 0,870±0,031 0,11
R-R, с 7-8 0,160±0,03 0,16 0,143±0,02 0,09
9-10 0,159±0,02 0,09 0,205±0,03 0,11
RR (среднее), с 7-8 0,682±0,02 0,09 0,700±0,02 0,12
9-10 0,692±0,02 0,08 0,759±0,021 0,06
P, с 7-8 0,078±0,001 0,006 0,077±0,001 0,007
9-10 0,069±0,0022 0,01 0,068±0,0032 0,01
PQ, с 7-8 0,12±0,002 0,01 0,117±0,003 0,01
9-10 0,131±0,0022 0,01 0,126±0,0041 0,01
QRS, с 7-8 0,079±0,001 0,01 0,077±0,001 0,01
9-10 0,074±0,0022 0,01 0,067±0,0032 0,01
QT, с 7-8 0,315±0,004 0,02 0,313±0,006 0,03
9-10 0,314±0,004 0,02 0,318±0,005 0,02
ЧСС, уд/мин 7-8 88,9±2,27 12,82 88,6±2,98 14,91
9-10 89,2±2,31 10,31 82,5±2,471 8,91
ной динамикой характерно выраженное отставание по основным показателям ЭЭГ как в возрасте 7-8, так и в 9-10 лет. Значения а-индекса у детей данной группы достоверно (р<0,05) ниже в течение всего возрастного периода в сравнении с I типом ЭЭГ, в то время как индекс 9-ритма хотя и снижается с 52,2±3,83% в 7-8 лет до 33,4±3,31% в 9-10 лет, но сохраняется достоверно (р<0,05) высоким. В сравнении с I (9,5±0,08 -9,6±0,09 кол/с) и II (9,1±0,09 - 9,4±0,11 кол/с) типами ЭЭГ здесь также достоверно (р<0,05) ниже средняя частота а-активности, варьирующая в пределах 8,3±0,06 - 8,5±0,09 кол/с. В ЭЭГ этого типа практически не встречается модулированного а-ритма и чаще выявляется сглаженный а-градиент. Показатели выраженности реакции активации не отражают возрастной динамики и отмечаются достоверно (р<0,05) высокие значения величины сохранения амплитудного уровня фона при открывании глаз (до 74,4±3,74%) в 7-10 лет в сравнении с I типом ЭЭГ.
Проведенное ЭКГ-исследование показало, что у первоклассников помимо нормальных ЭКГ достоверно (р<0,05) чаще - в 45 (78,9%) случаях - выявляются абнормальные ЭКГ. К последним отнесены ЭКГ с признаками синусовой аритмии IV и V степени, синусовой тахи- и брадикардии, неполной блокады правой ножки пучка Гиса, атриовентрикулярной блокады I степени, синоатриальной блокады II степени I типа (непостоянной, уходящей при пробе с физической нагрузкой), миграции водителя ритма и синдрома Вольфа-Паркинсона-Уайта.
Отмечено, что абнормальные ЭКГ достоверно (р<0,05) чаще выявлялись у мальчиков (28 - 62,1%) в сравнении с девочками (17 - 37,8%).
В возрасте 9-10 лет у детей были отмечены только абнормальные ЭКГ. Выявлено достоверное (р<0,05) увеличение в сравнении с 7-8-летнем возрастом частоты встречаемости синусовой аритмии ^У-У степени) с 17 (29,85%) до 34 (69,4%) случаев и феномена укороченного интервала PQ с 4 (7%) до 15 (30,6%) случаев.
Примечательным является то, что к 9-10 годам достоверно (р<0,05) увеличивается частота встречаемости выраженной синусовой аритмии у детей, у которых в 7-8-летнем возрасте регистрировался II тип ЭЭГ, а феномена укороченного интервала PQ - у детей с III типом ЭЭГ в 7-8 лет.
Согласно показателям ЭКГ к 9-10 годам как у мальчиков, так и у девочек отмечается достоверное в сравнение с 7-8-летним возрастом снижение продолжительности зубца Р и комплекса QRS, что отражает ускорение проведения возбуждения в миокарде предсердий и желудочков и связано с процессами морфофунк-ционального совершенствования проводящей системы (табл. 1).
Длительность интервала PQ, наоборот, к 9-10 годам достоверно увеличивается и отражает возрастную динамику. Удлинение интервала PQ свидетельствует о замедлении проведения возбуждения по атриовент-рикулярному соединению и на уровне системы Гиса-Пуркинье. В целом увеличение продолжительности рефрактерного периода атриовентрикулярного узла, сочетающееся с укорочением рефрактерного периода предсердий, связано с повышением тонического влияния блуждающего нерва. Учитывая то, что величина интервала PQ зависит от интервала RR, у детей в этом возрасте отмечено его удлинение в сравнение с 7-8-летним возрастом. Однако, если у девочек отмечается
достоверное увеличение длительности интервала RR (связанное с ослаблением симпатических влияний и усилением тонуса блуждающего нерва на сердечную деятельность), то у мальчиков - только слабо выраженная тенденция такого характера.
Значимые различия между мальчиками и девочками в этом возрасте отмечаются по величинам частоты сердечных сокращений (ЧСС) и длительности интервала RR. Для девочек характерны более выраженные изменения, связанные с удлинением интервала RR, уменьшением ЧСС и их вариабельности. Так, у девочек ЧСС достоверно ниже, чем у мальчиков и составляет 82,5±2,47 уд/мин, средняя и наибольшая в записи величины интервала RR также достоверно выше у дево-чек,чем у мальчиков.
Характер распределения показателей ЭКГ у детей с различными типами ЭЭГ в возрасте 7-8 лет не выявил достоверных различий. Анализ показателей ЭКГ в возрасте 9-10 лет показал, что у детей со II типом ЭЭГ отмечаются достоверно (p<0,05) наименьшая величина RR (max) (0,74±0,03 с) и его варьирование в пределах одной ЭКГ-записи (0,12±0,02 с) в сравнении с I и III типами ЭЭГ. У детей с III типом ЭЭГ отмечаются достоверно (p<0,05) наибольшая длительность среднего интервала RR и RR (max) (0,80±0,02 с и 0,92±0,03 с соответственно) и наименьшая ЧСС (78,4±2,23 уд/мин) в сравнении с I и II типами ЭЭГ. Эти данные четко коррелируют с характером биоэлектрической активности головного мозга, отраженном в типе ЭЭГ, и обусловлены дисбалансом в регуляции деятельности сердца. Так, для детей со II типом ЭЭГ характерно повышенное тоническое влияние симпатического отдела вегетативной нервной системы (ВНС), в то время как у детей с III типом ЭЭГ деятельность симпатического отдела ВНС ослаблена и преобладают парасимпатические влияния. В целом в младший школьный период характерна достоверно (p<0,05) наибольшая длительность максимального интервала RR у детей с III типом ЭЭГ в сравнение со II типом ЭЭГ.
Анализ изменения показателей ЭКГ у детей в 9-10 лет в зависимости от типа ЭЭГ, зарегистрированного в 7-8 лет, показал, что у детей, у которых в 7-8 лет регистрировался II тип ЭЭГ, в 9-10 лет отмечаются увеличение длительности интервала RR (max) (с 0,75±0,03 до 0,83±0,03 с) и величины его вариабельности в пределах одной ЭКГ-записи (с 0,13±0,02 до 0,21±0,03 с).
Последние результаты свидетельствую о том, что у детей, у которых в 7-8 лет регистрируется II тип ЭЭГ, к 9-10 годам отмечается возрастная динамика, связанная со снижением длительности сердечного цикла (вместе с повышением его вариабельности), в то время как у детей с исходными I и III типами ЭЭГ таких изменений не происходит. Повышение ЧСС и снижение длительности сердечного цикла у детей 9-10 лет со II типом ЭЭГ связаны с переходом в группу со II типом ЭЭГ к 9-10 годам детей из других групп, а именно (как показано выше) из группы детей с III типом ЭЭГ.
Другими словами, у детей, у которых в 7-8 лет выявляется III тип ЭЭГ, продолжающаяся возрастная
динамика биоэлектрической активности мозга (переход в группу со II типом ЭЭГ) сочетается со значительным повышением ЧСС (в сторону легкой и умеренной тахикардии), обусловленным повышенной деятельностью симпатического отдела ВНС. У детей с III типом ЭЭГ, у которых не отмечается значимой возрастной динамики биоэлектрической активности головного мозга, деятельность симпатического отдела ВНС в регуляции работы сердца ослаблена и преобладают парасимпатические влияния.
С полученными данными сочетаются результаты оценки структуры корреляционных связей между ЭКГ-показателями у детей 9-10 лет в зависимости от характера биоэлектрической активности головного мозга, зарегистрированного в 7-8-летнем возрасте. Эти данные свидетельствуют о сохранности целостной системы взаимосвязей параметров биоэлектрической активности миокарда только у детей, у которых исходно был выявлен I тип ЭЭГ, об ее ослаблении и нарушении у детей с исходно II и III типами ЭЭГ (табл. 2). Примечательным является то, что у детей с исходным III типом ЭЭГ показатель вариабельности сердечного ритма не коррелирует с другими ЭКГ-показателями, что говорит в пользу нарушения его центральной регуляции.
Таким образом, проведенные исследования свидетельствуют о прямой зависимости динамики сердечной деятельности у детей в младший школьный период от уровня зрелости функциональной активности мозга. Установлено, что дети, у которых при поступлении в школу выявляются признаки запаздывания становления биоэлектрической активности головного мозга, имеют риск формирования к окончанию начальной школы функциональных нарушений со стороны ССС.
Так, у первоклассников с признаками легкой задержки электрогенеза высока вероятность возникновения к 9-10-летнему возрасту выраженной синусовой аритмии. У детей, начинающих систематическое обучение и имеющих признаки выраженной задержки электрогенеза, возрастные изменения функциональной
Таблица 2
Распределение достоверных значений коэффициента корреляции между показателями ЭКГ у детей 9—10 лет в зависимости от типа ЭЭГ, зарегистрированного в возрасте 7—8 лет
Соотношения показателей ЭКГ Тип ЭЭГ
I II III
RR (min) - ЧСС -0,77 - -0,93
RR (min) - RR (среднее) 0,71 - 0,87
RR (max) - RR (среднее) 0,95 - 0,92
RR (max) - R-R 0,90 0,86 -
RR (max) - ЧСС -0,89 - -0,81
RR (среднее) - QT 0,54 - -
RR (среднее) - ЧСС -0,96 -0,84 -0,96
RR (среднее) - R-R 0,73 - -
R-R - ЧСС -0,63 - -
QT - ЧСС - -0,79 -0,71
RR (min) - R-R - -0,83 -
активности головного мозга сочетаются с проявлением синусовой тахикардии. Отсутствие у последних необхо-
димой возрастной ЭЭГ-динамики коррелирует с возникновением синусовой брадикардии.
ЛИТЕРАТУРА
1. Поборский А.Н., Пшенцова И.Л. Функциональное состояние кровообращения и некоторые показатели крови у детей в процессе адаптации к школе в условиях Севера. Педиатрия. 2000; 4: 58-61.
2. Мачинская Р.И., Соколова Л.С., Крупская Е.В. Формирование функциональной организации коры больших полушарий в покое у детей младшего школьного возраста с различной степенью зрелости регуляторных систем мозга. Сообщение II. Анализ когерентности а-ритма ЭЭГ. Физиология человека. 2007; 33: 2: 5-15.
3. Звездина И.В., Сухарева Л.М., Жигарева Н.С. и др. Особенности формирования здоровья младших школьников в динамике обучения. Рос. пед. журн. 2009; 2: 8-11.
4. Гордеев СА Особенности биоэлектрической активности мозга при высоком уровне тревожности человека. Физиология человека. 2007; 33 (4): 11-17.
5. Рапопорт И.К., Храмцов П.И., Звездина И.В., Сотнико-ва Е.Н. Состояние здоровья воспитанников детских дошкольных учреждений Москвы. Рос. пед. журн. 2009; 2: 49-52.
6. Псеунок А.А. Адаптивные возможности сердечно-сосудистой системы детей, обучающихся по новым образовательным программам. Педиатрия. 2005; 6: 77-79.
7. Зенков Л.Р. Функциональная диагностика нервных болезней: Руководство для врачей. М.: МЕДпресс-иформ, 2004.
8. Королёва Н.В., Колесников С.И. Формирование биоэлектрической активности головного мозга у детей в онтогенезе. Иркутск: Изд-во ИГУ, 2005.
9. Кубергер М.Б. Руководство по клинической электрокардиографии детского возраста. Л.: Медицина, 1983.
10. Осколкова М.К., Куприянова О.О. Электрокардиография у детей. М.: МЕДпресс, 2001.
© Коллектив авторов, 2009
И.Г. Кретова, Н.В. Русакова, И.И. Березин, А.И. Манюхин, Е.А. Косцова,
