CC BY
18Изменение центральной гемодинамики у студентов старших курсов в условиях психического напряжения
Т.А.Першина, А.П.Спицин, С.Ф.Гуляева
ГОУ ВПО Кировская государственная медицинская академия Минздрава РФ
Резюме. Изучали динамику реакции сердечно-сосудистой системы на моделируемый эмоциональный стресс у практически здоровых студентов и студентов с наследственной отягощенностью по артериальной гипертензии. Выявлены особенности динамики и корреляционные взаимосвязи между отдельными параметрами центральной гемодинамики у здоровых и лиц с наследственной отягощенностью по артериальной гипертензии. Степень изменения показателей гемодинамики (артериального давления, частоты сердечных сокращений, удельного периферического сопротивления) при проведении пробы с психоэмоциональной нагрузкой оказалась выше у студентов с наследственной отягощен-ностью по артериальной гипертензии, что свидетельствует о гиперреактивности сердечно-сосудистой системы у данного контингента.
Ключевые слова: моделируемый стресс, сердечно-сосудистая система, наследственная отягощенность.
Central hemodynamic changes in senior students under mental stress
T.A.Pershina, A.P.Spitsin, S.F.Gulyaeva Kirov State Medical Academy
Summary. Changes in cardiovascular responses to simulated emotional stress were studied in apparently healthy students and students with a family history of arterial hypertension (AH). The specific features of the changes and the correlations between individual central hemodynamic parameters were revealed in the healthy individuals and the subjects with a family history of AH. The magnitude of changes in hemodynamic parameters (blood pressure, heart rate, specific peripheral resistance) during the psychoemotional stress test proved to be higher in the students with a family history of AH, suggesting cardiovascular hyperreactivity in this contingent.
Key words: simulated stress, cardiovascular system, family history.
Сведения об авторах
Першина Татьяна Анатольевна - соискатель каф. патофизиологии Кировской государственной медицинской академии. E-mail: sap@kirovgma.ru
Спицин Анатолий Павлович - д-р мед. наук, проф., зав. каф. патофизиологии Кировской государственной медицинской академии. E-mail: sap@kirovgma.ru
Гуляева Светлана Федоровна - д-р мед. наук, проф., зав. каф. поликлинической терапиии Кировской государственной медицинской академии . E-mail: Prof-gulaeva@mail.ru
Студенты представляют особую социальную группу, характеризующуюся определенным возрастом, специфическими условиями труда и жизни. Они относятся к группе повышенного риска вследствие высокого и длительного психоэмоционального напряжения [1], которое значительно выше, чем у их сверстников из других социальных групп [2]. Весь учебный процесс, протекающий в вузе, можно разделить на несколько составляющих, каждая из которых вносит свой вклад как в психоэмоциональное, так и в функциональное состояние ведущих физиологических систем. Адаптация студентов к учебному процессу определяется обычно двумя группами факторов - внешними и внутренними. К внешним факторам можно отнести информационную насыщенность рабочего учебного плана, особенности расписания, бытовые условия, материальную обеспеченность и пр. К внутренним факторам, среди прочих, относится функциональное состояние центральной нервной системы.
Многочисленные научные исследования показывают ведущую роль эмоционального стресса в развитии и значительном омоложении сердечно-сосудистых заболеваний [3]. Особую тревогу в связи с этим вызывает молодой возраст, который является наиболее критическим и трудным с точки зрения адаптации организма [4].
Целью настоящего исследования явилось изучение направленности и интенсивности изменений центральной гемодинамики у студентов старших курсов медицинского вуза в ситуации моделируемого эмоционального стресса с учетом наследственной отя-гощенности по артериальной гипертензии (АГ).
Материалы и методы исследования
В исследовании приняли участие 46 практически здоровых студенток старших курсов (основная группа). Все исследования выполнялись в первой половине дня. Никто из здоровых испытуемых не имел сердечно-сосудистой патологии или других заболеваний. В исследуемую группу отбирались лица с риском повышения артериального давления - АД (АГ у отца или матери, у бабушек или дедушек по отцовской или материнской линии). Наличие повышенного АД у отца или матери, у бабушки или дедушки по отцовской или материнской линии условно принималось за 1 балл у каждого. Контрольную группу составили студентки без наследственной отягощенно-сти по АГ (19 человек). Все испытуемые предварительно были ознакомлены с содержанием исследования, получено информированное согласие на него.
Для создания эмоционального напряжения мы использовали компьютерное задание выбора. Задание состояло в том, чтобы максимально быстро «пога-
сить» появляющееся на экране монитора изображение квадрата зеленого цвета путем нажатия определенной клавиши. Компьютерная программа автоматически выводила на экран квадрат заданных размеров (1 см х 1 см) зеленого или красного цвета в случайной последовательности, в разных (случайных) позициях экрана. Скорость предъявления квадратов увеличивалась с каждым этапом теста, которые следовали друг за другом без перерыва, причем продолжительность этапов была одинакова (2 мин), а количество предъявлений увеличивалось от 70 (на 1-м этапе) до 120 (на 5-м этапе). Таким образом, испытуемому приходилось работать в условиях нарастающего дефицита времени. Нажатие на клавишу при появлении изображения красного квадрата расценивалось как ошибка.
АД и частоту сердечных сокращений (ЧСС) регистрировали в исходном состоянии, на 1, 5, 10-й минутах выполнения теста и через 2 мин после отдыха. Ударный объем (УО) непрямым способом рассчитывали по формуле Старра [5]:
УО=УОК=101+0,5ПД-0,6ДАД-0,6В, где УОК - ударный объем крови, ПД - пульсовое давление, ДАД - диа-столическое АД, В - возраст в годах. Гемодинамиче-скую оценку аппарата кровообращения изучали по величине минутного объема крови - МОК (л/мин): МОК=УОКхЧСС. Среднее гемодинамическое АД (СрГД, мм рт. ст.) определяли по формуле [6]: СрГД=ДАД+ЦД3. Индексированный показатель гемодинамики - сердечный индекс (СИ, л/мин/м2) рассчитывали по формуле: СИ=УИхЧСС, где УИ (мл/м2) - ударный индекс; рассчитываемый по формуле: УИ=УОК : ППТ [7], где ППТ (м2) - площадь абсолютной поверхности тела, которую определяли по формуле Дюбуа: ППТ=0,007 184 х МТ0,423 х ДТ0,725, где МТ - масса тела в кг, ДТ - длина тела в см. Величину общего периферического сопротивления (ОПС) рассчитывали по формуле Пуа-зейля [8]: [(ДАД+1/3ПД)х1330хб0]:М0, где 1333 - коэффициент перевода в дины, 60 - число секунд в минуте. Величину удельного периферического сопротивления (УПС) рассчитывали по формуле: СрГД/СИ. В качестве критерия функционального состояния сердечно-сосудистой системы как показателя напряженности использовали двойное произведение (ДП, усл. ед.): ДП=(ЧССхСАД): 100, где САД - систолическое АД [9]. Рассчитывали также индекс напряжения миокарда (ИНМ): ИНМ=(САДхЧСС):1000 ед. [10], показатель внешней работы миокарда (ВРМ), ВРМ=(СрГДх У0):1000, ед., критерий эффективности миокарда (КЭМ): КЭМ=ВРМ: ИНМ, ед. Для оценки уровня функционирования системы кровообращения был использован адаптационный потенциал (АП, усл. ед. ) по РМ.Баевскому [11].
Результаты обрабатывали при помощи пакета программ STATISTIСА 6. Осуществляли определение средней (М) и ошибки средней (т). Результаты представлены в виде М±т. Характер распределения оценивали при помощи критерия Колмогорова-Смирнова (п>30). Для анализа малых выборок (до 30 наблюдений) применяли непараметрические методы статистической обработки данных. При нормальном распределении переменных для определения различий между двумя независимыми группами использовали непарный ^критерий Стьюдента, а при непараметрическом - критерий Вилкоксона-Манна-Уитни.
Результаты исследования
В исходном состоянии, непосредственно перед выполнением пробы с дозируемой психоэмоциональ-
ной нагрузкой, выявлены различия в показателях центральной гемодинамики у студентов в зависимости от наследственной отягощенности. Достоверные различия были в величине ДАД. Последнее было выше у студентов с наследственной отягощенностью по АГ (77±4 мм рт. ст. против 66±2,4 мм рт. ст.; р=0,017). Вегетативный индекс (ВИ) у студентов с наследственной отягощенностью указывал на доминирование парасимпатического отдела вегетативной нервной системы (ВНС). В контрольной группе - доминирование симпатического отдела (р=0,01). СрГД у студентов с наследственной отягощенностью было достоверно выше по сравнению с группой контроля (90±4 мм рт. ст. против 85,8±2,07 мм рт. ст.; р=0,006). В то же время уОк и МОК достоверно не различались. Индекс кровоснабжения у студентов с наследственной отягощенностью был достоверно ниже по сравнению с контрольной группой (78±7,0 мл/м2 против 52±7,0 мл/м2; р=0,017). Обращало внимание высокое УПС у студентов с наследственной отяго-щенностью (61±7,5 дин х с х см-5/м2 против 39±4,0 дин х с х см-5/м2 в контрольной).
На 1-й минуте пробы достоверные различия выявлены в значениях как САД, так и ДАД (р=0,017 и р=0,05 соответственно). САД и ДАД были выше, а ЧСС меньше у студентов с наследственной отягощен-ностью по АГ. Прирост САД у студентов с наследственной отягощенностью составил 5,3%, а в контрольной группе - 2,3%. Изменения ДАД составили соответственно 3,9% у здоровых и 2,3% у студенток с наследственной отягощенностью. ЧСС у здоровых увеличилась на 31,8%, а в основной группе только на 7,4%. Однако достоверных различий в МОК не было. Вместе с тем СрГД достоверно отличалось между группами (р=0,017). Прирост АДср в основной группе составил 3,8%, а в контрольной - 3,1%. Показатель эффективности кровообращения у студентов с наследственной отягощенностью был достоверно ниже (р=0,039) по сравнению с контрольной группой. Увеличение МОК у здоровых идет преимущественно за счет увеличения ЧСС, на что косвенно указывают изменения ДП, ВИК, хроноинотропного показателя. УПС у здоровых увеличивается незначительно (с 39±3,7 дин х с х см-5/м2 до 40,4±6,2 дин х с х см-5/м2). ЧСС у практически здоровых имела достоверные связи с УПС (г=-0,89; р=0,007).
Увеличение МОК у лиц с наследственной отяго-щенностью идет преимущественно за счет снижения УПС (с 61,3±7,5 дин х с х см-5/м2 до 52,6±4,3 дин х с х см-5/м2). Хотя определенный вклад имеет и ЧСС (р=0,08). Корреляционные связи ЧСС были с САД (г=0,6; р=0,07), УПС (г=-0,62; р=0,054) и с ИНМ (г=0,86; р=0,0010).
На 5-й минуте пробы различия по САД между группами стали незначимыми, хотя у студентов с наследственной отягощенностью оно оставалось более высоким. Более существенные различия были по ДАД (69,3±4,3 мм рт. ст. против 80,8±5,6 мм рт. ст.; р=0,075). ЧСС снижалась как в основной, так и в контрольной группе. Более значимые различия сохранялись по СрГД (р=0,067). Оно по-прежнему оставалось более высоким в основной группе в сравнении с группой контроля. Если в контрольной группе МОК продолжал увеличиваться в соответствии с повышением эмоциональной нагрузки, то в группе с наследственной отягощенностью - уменьшаться (с 3687±351 до 3151±305 мл). Вероятнее всего, снижение МОК связано с урежением ЧСС, но в большей степени - с возрастанием общего периферического сосудистого со-
| www.con-med.ru | КАРДИОСОМАТИКА | ТОМ 3 | № 2 | 35
противления (с 52,6±4,29 дин х с х см-5/м2 до 58,8± 5,0 дин х с х см-5/м2). Если УО в группе контроля продолжал увеличиваться, то в группе с наследственной отягощенностью он снижался (с 48,4±3,0 до 45,0± 3 мл). Снижение СИ происходит как в основной (на 9,6%), так и в контрольной (на 6,8%) группах. АП сердечно-сосудистой системы в целом был ниже в группе с наследственной отягощенностью (2,31±0,11 балла против 2,13±0,07 балла).
Изучение корреляционных связей между показателями гемодинамики на этом этапе исследования показало следующее. Достоверных связей ЧСС с САД и ДАД в группе контроля не было, но была достоверная отрицательная связь с ОПС (r=-0,81; p=0,027), индексом кровоснабжения (r=0,95; Р=0,0008). В группе с наследственной отягощенностью определенная связь ЧСС наблюдается с ДАД (r=-0,6; p=0,061), ИНМ (r=0,87; p=0,0009), но значимых связей с ОПС и индексом кровоснабжения в отличие от контрольной группы не было.
С 8 по 10-ю минуту интенсивность психоэмоционального напряжения при выполнении пробы была максимальной. Исследование показателей гемодинамики на 10-й минуте показало следующее. САД в контрольной группе незначительно увеличилось, а в основной группе, наоборот, снижалось, хотя и недостоверно. ДАД в группе контроля продолжало увеличиваться, а в основной группе практически не изменялось. ЧСС также изменялась по-разному. В основной группе ЧСС продолжала увеличиваться, хотя и незначимо, а в группе контроля - снижаться (с 84,7±4,5 до 79,3±4,2 уд/мин). МОК в контрольной группе начинал снижаться, по-видимому, за счет уменьшения ЧСС. УО практически не изменялся. В основной группе МОК оставался без изменений, но был ниже по сравнению с контрольной (3117±323 мл против 3562±189 мл). Если УПС в основной группе продолжало увеличиваться, то в контрольной группе начинало снижаться. Сохранялась высокая активация симпатического отдела ВНС в группе с наследственной отягощенностью, о чем свидетельствуют положительные значения ВИК. Достоверные различия между группами сохранялись по индексу кровоснабжения (p=0,029), УПС (p=0,03) и СИ (p=0,03).
Изучение корреляционных связей между показателями гемодинамики на 10-й минуте исследования показало следующее. Достоверных связей ЧСС с САД и ДАД не было в группе с наследственной отягощенностью по АГ. В контрольной группе достоверные связи ЧСС были с АДср (r=0,71 ; p=0,046) и ИНМ (r=0,9; p=0,002).
После отдыха (через 2 мин) САД, ДАД, ЧСС в контрольной группе оставались без изменений, а в основной группе - снижались. Достоверные изменения в основной группе во время отдыха произошли по ДАД (p=0,001), ДП (p=0,001), АДср (p=0,002), ИНМ (p=0,002), КЭМ (p=0,034). Нормализация показателей гемодинамики в группе с наследственной отягощен-ностью, по-видимому, связана со снижением активности симпатического отдела ВНС. Действительно, в исходном состоянии ВИ составлял -5,9, на 1-й минуте - 1,49, на 5-й минуте - -5,7, на 10-й - 8,6, а во время отдыха —3,7. В контрольной же группе на всем протяжении пробы ВИ имел положительные значения.
Заключение
В результате выполненного исследования выявлены достоверные отличия между студентами с наследственной отягощенностью по АГ и практически здоровыми лицами по средним величинам основных по-
казателей гемодинамики в условиях относительного покоя. У студентов с наследственной отягощенностью по АГ обнаружены достоверно более высокие значения ДАД, СрГД и УПС. Это дает основание для проведения ранних профилактических мероприятий для снижения риска развития АГ в будущем. Степень изменения показателей гемодинамики (АД, ЧСС, УПС) при проведении пробы с психоэмоциональной нагрузкой оказалась выше у студентов с наследственной отягощенностью по АГ, что свидетельствует о гиперреактивности сердечно-сосудистой системы у данного контингента. Вегетативное обеспечение деятельности у здоровых идет преимущественно за счет увеличения ЧСС, а у лиц с наследственной отягощен-ностью - за счет снижения сосудистого тонуса. При этом особый интерес представляют различия вегетативного тонуса со сдвигами в симпато- и ваготонию у лиц с наследственной отягощенностью по АГ в процессе выполнения пробы с дозируемой нагрузкой. Динамика изменения ВИ Кердо у студентов с наследственной отягощенностью указывает на лабильность сосудистого тонуса и сдвиг вегетативного тонуса в сторону парасимпатического преобладания у этого контингента. Повышение АД в ответ на психоэмоциональную нагрузку связано с активизацией процессов, регулирующих АД и пульс, поэтому реакция гемодинамики на моделируемый стресс может быть хорошим показателем состояния АД в дальнейшем. Число достоверных корреляционных связей внутри системы (между отдельными показателями внутри системы) можно считать показателем активности данной системы в обеспечении определенной специфической функции. В данном случае речь идет об эффективности кровоснабжения, о функции регуляции кровообращения, выполняемой ВНС, и о конечном результате регуляторных влияний - параметрах центральной гемодинамики. У студентов с наследственной отягощенностью снижаются внутрисистемные связи показателей центральной гемодинамики и изменяется связь между центральной гемодинамикой и системой вегетативной регуляции.
Литература
1. Агаджанян НА, Руженкова ИВ,, Старшинов БП. Особенности адаптации сердечно-сосудистой системы юношеского организма. Физиология человека. 1997; 23 (1): 93.
2. Казин ЭМ., Иванов ВИ,, Литвинова НА и др. Влияние психофизиологического потенциала на адаптацию к учебной деятельности. Физиология человека. 2002; 28 (3): 23.
3. Ефимова ИВ,, Будыко ЕВ,, Проходовская Р.Ф. Психофизиологические основы здоровья студентов. Иркутск: Ирк.ун-т, 2003.
4. Леонова АБ. Основные подходы к изучению профессионального стресса. Вестн. МГУ. Сер. 14- Психология. 2000; 3:45. Starr Y. Clinical test as simple method of estimating cardiac stroke volume from bloodpressure and age. Y Starr Circulation 1954; 9:664.
6. Савицкий НН. Биофизические основы кровообращения и клинические методы изучения гемодинамики.Л.:Медицина, 1974.
7. Дуда ИВ,, Дуда ВИ. Клиническое акушерство. М.: Медицина, 1997.
8. Аринчин В.Ф. Оценка функционального состояния сердца у детей в онтогенезе. Вопросы охраны материнства и детства. 1983; 2:21.
9. Пирогова ЕА, ИващенкоЛЯ, Страпко Н.П. Влияние физических упражнений на работоспособность человека. Киев: Здоровье, 1986.
10. Агаджанян НА Особенности адаптации сердечно-сосудистой системы юношеского организма. Физиология человека. 1997;23 (1): 93-711. Баевский PM,, Берсенева АП., Вакулин ВК и др. Оценка эффективности профилактических мероприятий на основе изменения адаптационного потенциала системы кровообращения. Здравоохранение РФ. 1987; 8:11-7.
