CC BY
10
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ
МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ ГЕМОДИНАМИКИ СТУДЕНТОВ МЕДИЦИНСКОГО ВУЗА В УСЛОВИЯХ ТЕСТИРОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ МИНИМАЛЬНОЙ мощности
УДК 612.13:612.766.1
14.01.05 — кардиология; 14.02.03 — общественное здоровье и здравоохранение Поступила 05.03.2021
И. В. Бочарин1'2, А. К. Мартусевич1'2, М.С. Гурьянов1
^ГБОУ ВО «Приволжский исследовательский медицинский университет» Минздрава России, Нижний Новгород; 2ФГБ0У ВО «Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия», Нижний Новгород
Целью исследования служил мониторинг параметров системной гемодинамики у студентов медицинского вуза в состоянии покоя и под воздействием физических нагрузок.
Материалы и методы. В исследовании приняло участие 105 студентов первого курса лечебного факультета. Для регистрации ЭКГ и анализа показателей гемодинамики использовали систему спортивного тестирования MedicalSoft (вариант MS FIT Pro, Россия). Для мониторинга отслеживали стандартные гемодинамические параметры (уровень артериального давления, частота пульса, ударный объем, сердечный выброс и др.), статистические и спектральные показатели вариабельности сердечного ритма, а также интегральный критерий состояния микроциркуляции. Данные анализировали в соответствии с возрастными нормативами, которые были сформированы разработчиками оборудования.
Результаты. Наблюдаются высоковариабельный кардиоритм, смещение интегрального показателя стресс-индекса в сторону дизадаптации, а также адекватное реагирование сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку.
Ключевые слова: гемодинамика; физическая нагрузка; адаптивные резервы; вариабельность сердечного ритма; микроциркуляция; функциональное состояние организма; физические упражнения.
MONITORING OF THE STATE OF HEMODYNAMICS OF MEDICAL STUDENTS BY MEANS OF TESTING WITH LOW LOAD EXERCISE
I.V. Bocharin12, A.K. Martusevich12, M.S. Gurjyanov1
^rivolzhsky Research Medical University, Nizhny Novgorod;
2l\lizhny Novgorod State Agricultural Academy, Nizhny Novgorod
The aim of the study was to monitor the parameters of systemic hemodynamics in medical students at rest and under the influence of physical exertion.
Materials and methods. The study involved 105 first-year students of the medical faculty. The MedicalSoft sports testing system (MS FIT Pro version, Russia) was used for ECG registration and analysis of hemodynamic parameters. For monitoring, the standard hemodynamic parameters (BP, pulse rate, stroke volume, cardiac output, etc.), statistical and spectral indicators of heart rate variability as well as an integral criterion of the state of microcirculation were monitored. The data were analyzed in accordance with the age standards having been formed by the equipment developers.
Results. There is a highly variable cardiac rhythm, a shift in the integral indicator of the stress indextowardsdisadaptation, as well as an adequate response of the cardiovascular system to physical activity.
Keywords: hemodynamics; exercise stress; adaptive reserves; heart rate variability; microcirculation; functional state of the body; physical exercises.
ВВЕДЕНИЕ
В свете современных тенденций по формированию приверженности населения физическим тренировкам и здоровому образу жизни на первый план выходит готовность конкретных людей к их выполнению, т.е. уровень функциональных резервов их организма [1-4]. В то же время необходим комплексный мониторинг состояния организма у различных групп, в том числе студенческой молодежи, которая априори должна относиться к категории практически здоровых лиц [5, 6]. Однако у данной группы могут быть выявлены различные нарушения сердечно-сосудистой системы [3-6]. В связи с этим сохраняется актуальность оценки их адаптационного потенциала, функционального статуса организма, которую предпочтительно производить на основании анализа состояния сердечно-сосудистой системы, с одной стороны, обеспечивающей сопряжение органов и тканей, а также выполняющей множество различных функций, и с другой стороны, наиболее оперативно реагирующей на сдвиги гомеостаза и изменения параметров внешней для макроорганизма среды [1, 5, 7].
Мониторинг состояния организма возможно проводить с помощью аппаратных комплексов. Одним из таких аппаратных комплексов является система спортивного тестирования MedicalSoft — комплекс для тестирования функционального состояния организма, позволяющий осуществлять комплексный мониторинг статуса здоровья, сердечно-сосудистой системы, оценку их адаптационного потенциала, жесткости кровеносных сосудов, микроциркуляции и др. В настоящее время студенческая молодежь — та часть населения, которая наиболее активно включается в тренировочный процесс и высокую физическую активность [8-10]. Исходя из этого, на первый план выходят готовность к выполнению физических нагрузок и приверженность к здоровому образу жизни, уровень функциональных резервов организма [10, 11].
С учетом вышеизложенного целью исследования является мониторинг состояния системной гемодинамики студентов в покое и под воздействием физической нагрузки.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
В исследование было включено 105 студентов первого курса Приволжского исследовательского медицинского университета (ПИМУ), обучающихся на лечебном факультете. Исследование проводилось в середине учебного дня, в межсессионный период (вне сдачи экзаменов и коллоквиумов). Было осуществлено два тестирования: в состоянии физиологического покоя и под воздействием двух физических упражнений аэробной и анаэробной направленности комплекса «Готов к труду и обороне», кото-
рые делались без перерыва для отдыха. В качестве физической нагрузки использовались упражнения, выполняемые испытуемыми в следующей последовательности: челночный бег, 3 отрезка по 10 м и отжимания от пола из положения тела в упоре лежа в количестве 30 повторений.
Для регистрации ЭКГ и анализа гемодинамических показателей, в том числе характеризующих вариабельность сердечного ритма, применяли систему спортивного тестирования MedicalSoft (вариант «MS FIT Pro», Россия) [7]. Отслеживали стандартные ге-модинамические параметры (уровень артериального давления, частота пульса, ударный объем, сердечный выброс), статистические и спектральные показатели вариабельности сердечного ритма, а также интегральный критерий состояния микроциркуляции. Анализ данных осуществляли в соответствии с возрастными нормативами, которые были сформированы разработчиками оборудования.
Полученные данные обрабатывали в программном пакете Statistica 6.0. Нормальность распределения значений параметров определяли с использованием критерия Шапиро-Уилка. Результаты представлены в виде М±о, где М — среднее значение, а о — среднеквадратичное отклонение. Для оценки существенности межгрупповых различий выборок использовали критерий Стьюдента. Межгрупповые различия считали статистически значимыми при p<0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Исследование позволило установить особенности ответа системной гемодинамики на дозированную стандартную физическую нагрузку, что важно в плане мониторинга адаптивных резервов сердечнососудистой системы студентов. Выявлено, что уровень артериального давления (АД) и частота сердечных сокращений (ЧСС) в состоянии покоя находятся в пределах возрастных значений, при этом показатель частоты сердечных сокращений незначительно выходит за нижнюю границу диапазона, что может косвенно указывать на хорошие адаптивные резервы организма испытуемых и потенциально — на их тренированность. При выполнении физических упражнений наблюдается увеличение систолического АД и ЧСС (p<0,05 относительно исходного состояния) (рис. 1), в том числе вследствие повышенной потребности миокарда в кислороде и увеличении кровотока. Диастолическое АД практически не изменяется.
Седует отметить, что по окончании периода восстановления после физической нагрузки указанные показатели испытуемых снизились до нормативных значений, полученных в состоянии покоя, что может указывать на достаточность адаптивных механизмов. Необходимо учитывать, что уровень АД выпол-
160 г
140 Нп *
" п ^ 100
80 . 1 . | . пдо нагрузки
60 III □ После нагрузки
: II II I
САД, мм рт.ст. ДАД, мм рт.ст. ЧСС, уд./мин
Рис. 1. Уровень систолического (САД) и диастолическо-го (ДАД) артериального давления, частота сердечных сокращений (ЧСС) у студентов в динамике нагрузочного теста (* — различия относительно уровня параметра до нагрузки статистически значимы, р<0,05)
Рис. 2. Сердечный выброс и ударный объем у студентов в динамике нагрузочного теста (* — различия относительно уровня параметра до нагрузки статистически значимы, р<0,05)
1600 1400 1200 1000 800 600 400 200
До нагрузки
После нагрузки
Рис. 3. Уровень общего периферического сосудистого сопротивления (в усл.ед.) у студентов в динамике нагрузочного теста (* — различия относительно уровня параметра до нагрузки статистически значимы, р<0,05)
*
0
35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0
□ До нагрузки
□ После нагрузки
Г
рЫЫ50, %
LF/HF, усл.ед.
Рис. 4. Спектральный показатель вегетативного баланса (LF/HF) и параметр pNN50 у студентов в динамике нагрузочного теста (* — различия относительно уровня параметра до нагрузки статистически значимы, р<0,05)
*
□ До нагрузки ППосле нагрузки
8,0 6,0 4,0 2,0
Стресс, баллы
Артериальная жесткость, баллы
Микроциркуляция, баллы
Рис. 5. Уровень стресс-индекса, артериальной жесткости и показатель микроциркуляции у студентов в динамике нагрузочного теста (* — различия относительно уровня параметра до нагрузки статистически значимы, р<0,05)
0,0
няет роль функционального индикатора, показывающего степень сопряжения насосной функции сердца и деятельности прекапилляров, а также адекватность реакции одного из этих компонентов на изменение другого.
Показатели, характеризующие насосную функцию сердца (сердечный выброс, ударный объем), в состоянии покоя находятся в пределах возрастной нормы. Под воздействием физических нагрузок наблюдается повышение ударного объема, что, учитывая подъем ЧСС, способствует увеличению сердечного выброса (р<0,05 для обоих показателей относительно состояния покоя; рис. 2). Следует учитывать, что ударный объем в значительной степени зависит от сократительной способности миокарда, а также от состояния периферического звена сердечнососудистой системы.
Вклад общего периферического сосудистого сопротивления в формирование системного кровотока оценивали путем расчета соответствующего параметра. В состоянии покоя данный показатель был на верхней границе возрастного норматива — при воздействии физических упражнений параметр снизился ф<0,05), тем самым адекватно реагируя на увеличение кровотока (рис. 3).
Высокий показатель pNN50 в состоянии покоя, а также его статистически значимое увеличение при физических нагрузках ф<0,05) (рис. 4) отражают наличие относительной нестабильности гемодинами-ческого обеспечения, позволяя трактовать сердечный ритм как высоковариабельный — это может свидетельствовать о повышенном риске аритмогенных состояний.
В то же время показатель вегетативного баланса (LF/HF), рассчитываемый на основании спектрального анализа кардиоритма, в состоянии покоя находится в области возрастного норматива. По завершении дозированной физической нагрузки он статистически значимо повышается ф<0,05) (см. рис. 4), оставаясь в нормотоническом диапазоне, что указывает на физиологическую активацию симпатической нервной системы и повышенную стимуляцию миокарда.
Интегральные показатели жесткости сосудов и микроциркуляции также сохраняются в пределах возрастного норматива. При этом после физической нагрузки наблюдается снижение параметра, характеризующего микроциркуляцию ф<0,05 относительно исходного уровня), тогда как жесткость сосудов не изменяется (рис. 5), что в совокупности с параметром вегетативного равновесия создает адекватные условия для обеспечения кровотока по микрососудистому руслу. Уровень стресс-индекса у испытуемых даже в состоянии покоя смещен в сторону диза-даптации, а по завершении физической нагрузки он дополнительно отклоняется от физиологического диапазона ф<0,05).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На основании комплексного аппаратного обследования выявлена относительная нестабильность гемодинамического обеспечения испытуемых — на это указывают динамика показателя pNN50 и смещение стресс-индекса в сторону дизадапта-ции. Наблюдается стабилизация остальных гемо-динамических параметров, что отражает физиологическое (адаптивное) реагирование сердечнососудистой системы на предложенную физическую н а груз ку.
Финансирование исследования и конфликт интересов. Исследование не финансировалось каким-либо источником, и конфликты интересов, связанные с данным исследованием, отсутствуют.
ЛИТЕРАТУРА/REFERENCES
1. Андрющенко Л.Б., Бодров И.М., Зайцев И.А., Буянова Т.В., Носов С.М. Диагностика функционального состояния населения разных возрастных групп на основе методики "Estek system complex". Теория и практика физической культуры 2018; 9: 1618. Andryushchenko L.B., Bodrov I.M., Zaytsev I.A., Buyanova T.V., Nosov S.M. "Esteck complex" application for age-specific functionality tests. Teoriya i praktika fizicheskoy kul'tury 2018; 9: 16-18.
2. Krup K., Wilcox M.L., Srinivas A., Srinivas V., Madhivan-an P., Bastida E. Cardiovascular risk factor knowledge and behaviors among low-income urban women in Mysore, India. J Car-diovasc Nurs 2020; 35(6): 588-598, https://doi.org/10.1097/ JCN.0000000000000657.
3. Agudelo E.L., Farinas A.G., Ospina V. P., Perez C.T., Landeta T.V., Battaglioli T., Arias R.G., Van der Stuyft P. Out-of-pocket expenditure for hypertension care: a population-based study in low-income urban Medellin, Colombia. Glob Health Action 2020; 13(1): 1806527, https://doi.org/10.1080/16549716.2020.1806527.
4. Ma L., Chhetri J.K., Liu P., Ji T., Zhang L., Tang Z. Epide-miological characteristics and related factors of frailty in older Chinese adults with hypertension: a population-based study. J Hypertens 2020; 38(11): 2192-2197, https://doi.org/10.1097/ HJH.0000000000002650.
5. Cao J., Zhang L., Li J., Sun L., Liu S., Zhang J., Zhao H. Puber-tal maturation and weight status are associated with dyslipidemia among children and adolescents in Northwest China. Sci Rep 2020; 10(1): 16344, https://doi.org/10.1038/s41598-020-73507-0.
6. Vasti E., Pletcher M.J. Recruiting student health coaches to improve digital blood pressure management: randomized controlled pilot study. JMIR Form Res 2020; 4(8): e13637, https://doi. org/10.2196/13637.
7. Мартусевич А.К., Бочарин И.В., Гурьянов М.С., Мамонова С.Б. Особенности вариабельности сердечного ритма у студентов-спортсменов различного профиля. Медицинский альманах 2020; 3: 81-85. Martusevich A.K., Bocharin I.V., Gur'yanov M.S., Mamonova S.B. Particularities of heart rate variability in students-athletes of different sport specialty. Medicinskij al'manah 2020; 3: 81-85.
8. Рослякова Е.М., Алипбекова А.С., Игибаева А.С. Показатели функционального состояния сердечно-сосудистой системы студентов в условиях адаптации к обучению в вузе в зависимости от вегетативного статуса. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований 2017; 5-2: 252256. Roslyakova E.M., Alipbekova A.S., Igibayeva A.S. Indicators of the functional state of the cardiovascular system of students in the conditions for adaptation to training in the higher educational institution depending on the vegetative status. Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnykh i fundamental'nykh issledovaniy 2017; 5-2: 252-256.
9. Сидтиков Ф.Г., Шайхелсламова М.В., Валеев И.Р. Влияние учебной нагрузки и условий производства на функциональное состояние симпатоадреналовой системы и показатели регуляции сердечного ритма у девушек 17-18-летнего возраста. Физиология человека 2001; 27(5): 60-67. Sidtikov F. G., Shaykhelslamo-va M.V., Valeev I.R. Influence of training load and production conditions on the functional state of the sympathoadrenal system
and indicators of heart rate regulation in girls 17-18 years of age. Fiziologiia cheloveka 2001; 27(5): 60-67.
10. Спицин А.П. Показатели центральной гемодинамики у студенческой молодежи в зависимости от активности симпатического отдела автономной нервной системы. Вятский медицинский вестник 2019; 3: 46-49. Spitsin A.P. Indicators of central hemodynamics in students depending on activation of the sympathetic nervous system. Vyatskiy meditsinskiy vestnik 2019; 3: 46-49.
11. Смирнова А.В., Корягина О.А. Адаптивные реакции сердечно-сосудистой системы к учебной нагрузке у студентов с различными типами конституции. Международный студенческий научный вестник. Электронный журнал 2020; 1. URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=19891. Smirno-va A.V., Koryagina O.A. Adaptive reactions of the cardiovascular system to the academic setting in students with different types of the constitution. Mezhdunarodnyy studencheskiy nauchnyy vestnik. Electronic journal 2020; 1. URL: https://eduherald.ru/ru/ article/view?id=19891.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ:
И.В. Бочарин, старший преподаватель кафедры физической культуры и спорта ФГБОУ ВО «Приволжский исследовательский медицинский университет» Минздрава России, аспирант кафедры физиологии и биохимии животных ФГБОУ ВО «Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия»;
А.К. Мартусевич, д.б.н., руководитель лаборатории медицинской биофизики Университетской клиники ФГБОУ ВО «Приволжский исследовательский медицинский университет» Минздрава России, профессор кафедры физиологии и биохимии животных ФГБОУ ВО «Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия»;
М.С. Гурьянов, д.м.н., доцент, зав. кафедрой физической культуры и спорта ФГБОУ ВО «Приволжский исследовательский медицинский университет» Минздрава России. Для контактов: Мартусевич Андрей Кимович, е-та^1: [email protected]
