CC BY
37
УДК 612.17+612.8+612.2
СЕРЛЕЧНО-ЛЫХАТЕЛЬНЫЙ СИНХРОНИЗМ
С. В. ПОЛИЩУК
ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ СЕРДЕЧНО-ДЫХАТЕЛЬНОГО СИНХРОНИЗМА НА ЗВУКОВОЙ И СВЕТОВОЙ РАЗДРАЖИТЕЛИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТИПОЛОГИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ ЛИЧНОСТИ
Кафедра нормальной физиологии Кубанского государственного медицинского университета
Введение
Сердечно-дыхательный синхронизм (СДС) у человека развивается при произвольном дыхании, частота которого превышает исходную частоту сердечных сокращений [8]. Произвольное управление дыханием относится к высшей нервной деятельности и позволяет человеку сознательно менять частоту дыхательных движений. Центральный нервный механизм, обеспечивающий синхронную ритмику дыхания и сердцебиения, представляет собой деятельность ряда структур головного мозга, объединенных в иерархическую систему [9]. Гипотетическая схема развития процессов при получении сердечно-дыхательного синхронизма представлена следующим образом: восприятие сигнала раздражителя, задающего частоту произвольного дыхания —> переработка и оценка частотной характеристики сигнала —> формирование задачи произвольного управления частотой дыхания —> воспроизведение частоты раздражителя в виде произвольного управления частотой дыхания —> включение межцентральных взаимодействий дыхательного и сердечного центров —> синхронизация ритмов этих центров —> передача сигналов в форме «залпов» импульсов по блуждающему нерву —> взаимодействие этих сигналов с собственными ритмогенными структурами сердца —> воспроизведение сердцем заданной произвольным дыханием частоты (развитие сердечно-дыхательного синхронизма).
Ранее проведенные исследования показали, что метод СДС позволяет оценить регуляторно-адаптивные возможности организма, а также психоэмоциональный статус человека при экстремальной ситуации и болезни, например, при психоэмоциональном стрессе, вызванном экзаменами [9] или постановкой диагноза онкозаболевания [1], при гиперпластических процессах эндометрия [11], сосудистой патологии мозга [7], климактерическом синдроме [3], инфаркте миокарда [4]. Параметры СДС, такие как ширина диапазона синхронизации и длительность развития синхронизации на минимальной границе диапазона, наиболее информативны при оценке регулятивно-адаптивных возможностей организма [2, 5, 6].
Во всех приведенных выше исследованиях для определения СДС использовалось устройство, созданное на базе самопишущего прибора медицинского назначения Н 3038-4. Устройство позволяло одновременно регистрировать электрокардиограмму, пневмо-
грамму и отметки фотостимулятора. При этом сигнал, задающий частоту произвольного дыхания, состоял из сочетания миганий лампы и сопровождающего щелчка писчика, регистрирующего сигнал фотостимулятора, то есть осуществлялось синхронное воздействие на зрительные и слуховые рецепторы. Следовательно, можно предположить, что на уровне мозговых структур происходило взаимодействие сигналов от светового и звукового раздражителей. В связи с этим был поставлен вопрос о роли зрительной и слуховой систем при формировании сердечно-дыхательного синхронизма, в основе которого лежит воспроизведение задаваемой раздражителем частоты произвольного дыхания, в зависимости от типологических особенностей личности человека.
Известно, что типы высшей нервной деятельности формируются на основе как генотипа, так и фенотипа. Флегматический тип характеризуется низкой подвижностью (уравновешенный, инертный), а холерический -повышенной подвижностью (неуравновешенный, безудержный). Подвижность нервных процессов оценивается в показателях прочности переделки сигнального значения раздражителей с возбудительного на тормозной, и наоборот [12]. Такие свойства флегматического и холерического типов ВНД предопределили возможность проследить влияние разных видов раздражителей на параметры сердечно-дыхательного синхронизма с учетом типологических особенностей личности.
Целью исследования явилось выявить оптимальный вид раздражителя, задающего частоту произвольного дыхания для формирования сердечно-дыхательного синхронизма.
Материалы и методы исследования
В исследованиях приняли участие 18 студентов двух сильных типов высшей нервной деятельности, отличающихся уравновешенностью и подвижностью основных нервных процессов: флегматического (флегматики) и холерического (холерики) в возрасте от 17 до 22 лет, типология личности которых определялась по методике Айзенка в компьютерном варианте, предложенном компанией «Рэусот».
Для определения параметров сердечно-дыхательного синхронизма использовался автоматизированный программно-аппаратный комплекс (ПАК) исследования, разработанный в 2004 году А. Н. Стрекозовым
Рис. 1. Внешний вид программно-аппаратного комплекса для исследования сердечно-дыхательного синхронизма
под руководством заведующего кафедрой нормальной физиологии КГМУ В. М. Покровского и заведующего кафедрой компьютерных технологий и информационной безопасности КГТУ В. С. Симанкова. Аппаратура ПАК мобильна и проста в эксплуатации (рис. 1). Комплекс включает в себя датчики: ДПД - датчик дыхания (1), подключающийся через ЦАП-АЦП Е440 (2) к шине USB персонального компьютера (ПК) (3), и датчик «Polar T-61» (4), располагаемый непосредственно на испытуемом, с монитором «Polar S810i» (5), регистрирующий ЧСС; инфракрасный порт «Polar IR Interface for USB port» (6) для передачи сигналов от монитора через USB порт в ПК, датчик плетизмограммы (7); специализированное программное обеспечение светового и звукового раздражителей. Компьютерная программа «PLK 1», входящая в состав комплекса, использовалась для ввода в ПК полученных результатов исследований, их обработки, просмотра, анализа и печати.
Программно-аппаратный комплекс позволяет дифференцировать световой и звуковой раздражители или воздействовать ими одновременно (комбинированно), а также задавать время действия раздражителя. В ходе исследования определялись параметры СДС при воспроизведении испытуемыми высокочастотного дыхательного ритма, задаваемого сначала комбинированным, затем световым и звуковым раздражителями. Продолжительность каждой пробы составляла 30 секунд.
В исследовании существенным положительным фактором является компьютерная регистрация самого явления сердечно-дыхательного синхронизма и его параметров, что повышает степень объективности результата.
Компьютерная программа составлена по классической методике определения СДС, которая заключается в следующем: 1) определяется исходная частота сердечных сокращений (ЧСС); 2) испытуемому предлагается дышать в такт с раздражителем, частота которого устанавливается автоматически на 5% ниже исходной ЧСС; 3) анализируется факт развития СДС на заданной частоте, и результат выводится на дисплей (рис. 2); 4) осуществляется контроль восстановления исходной ЧСС; 5) проводится следующая проба с увеличенной частотой раздражителя на 5%. По указанной методике определяется частота, при которой впервые развивается сердечно-дыхательный синхронизм, и частота, после которой развитие явления прекращается. Наименьшую частоту обозначают как минимальную границу, а наибольшую - как максимальную границу диапазона синхронизации, частоты от минимальной до максимальной границы составляют ширину диапазона синхронизации, оцениваемую в кардиореспираторных циклах. Длительность развития синхронизации оценивается в количестве кардиоциклов от начала пробы до наступления сердечно-дыхательного синхронизма.
Результат пробы -
Серде’вю-лыхателыьй сжхролим наблкиапс«
СДС ыт». при ЧСС. равной 97 уа/ммн
2-й пробы Частота лькакія 96 виокемокЛіИі Укітвать частоту мк амии ламы
Пропотіть испытания
Рис. 2. Результат пробы СДС на дисплее после анализа ПАК
43
Флегматики Холерики
Рис. 3. Ширина диапазона синхронизации в зависимости от типа личности при использовании разных видов раздражителей, задающих частоту дыхания
Результаты исследования
Полученные параметры сердечно-дыхательного синхронизма для флегматиков и холериков при комбинированном и дифференцированном световом и звуковом раздражителях представлены в таблице.
Из таблицы видно, что максимальная ширина диапазона и минимальная длительность развития синхронизации получены при комбинированном раздражителе.
Сравнительный анализ параметров СДС, полученных при разных видах раздражителей, показал, что у флегматиков ширина диапазона синхронизации была наименьшей при световом раздражителе, она увеличивалась в два раза при изолированном звуковом и в три раза - при комбинированном, то есть изменялась в соотношении 1:2:3. У холериков ширина диапазона синхронизации увеличивалась при звуковом и комби-
нированном раздражителях по сравнению со световым в соотношении 1:1,6:2,4.
Таким образом, сравнительный анализ ширины диапазона синхронизации при различных раздражителях у флегматиков и холериков показал, что наилучшим является комбинированный сигнал, при котором получен наиболее широкий диапазон синхронизации, а звуковой раздражитель эффективнее светового (рис. 3).
Длительность развития синхронизации на минимальной границе была наименьшей при комбинированном раздражителе, при световом увеличивалась на 12% у флегматиков и на 9% — у холериков. Тогда как звуковой раздражитель не привел к выраженным изменениям данного параметра: у флегматиков длительность развития увеличилась на 6%, а у холериков только на 1%. Приведенные результаты показывают, что звуковой раздражитель эффективнее светового. Влияние вида раздражителя на длительность развития
Параметры СДС Флегматики n=9 Холерики n=9 Р между типами личности
Вид раздражителя M±m Вид раздражителя M±m
Комбинир. 1 Звуковой 2 Световой 3 Комбинир. 1 Звуковой 2 Световой 3
Частота сердечных сокращений 77,3 ±0,8 74,4 ± 0,7 Р1-2 < 0,001 76,7 ± 0,7 P1-3>0,05 74,4 ± 1,1 71,8 ± 0,9 Р1-2 < 0,001 73,3 ±1,0 Р1-3<0,05 P1 < 0,001 Р2 < 0,001 Р < 0,001
Min граница диапазона синхронизации 74,9 ±0,7 79,6 ± 0,9 P1-2 < 0,001 80,9 ± 1,0 P1-3< 0,001 71,8 ± 1,1 73,9 ± 0,9 Р1-2 < 0,001 74,9 ± 1,2 Р1-3 < 0,001 P1 < 0,001 Р2 < 0,001 Р3 < 0,001
Длительность развития на Min границе 8,4 ±0,4 8,9 ± 0,4 P1-2 < 0,02 9,4 ± 0,5 P1-3< 0,001 9,8 ± 0,4 9,9 ± 0,5 P1-2 > 0,05 10,7 ± 0,5 P1-3 < 0,001 P1< 0,001 Р2 < 0,001 Р3 < 0,001
Мах граница диапазона синхронизации 90,2 ±1,0 89,4 ± 0,7 Р1-2>0,05 85,1 ± 1,2 Р1-з< 0,001 85,3 ± 1,5 82,3 ± 1,1 Р1-2 < 0,001 79,8 ± 1,4 Р1-з < 0,001 P1 < 0,001 Р2 < 0,001 Р3< 0,001
Длительность развития на Мах границе 8,4 ±0,8 8,2 ± 0,5 P1-2>0,05 8,9 ± 0,2 Pl3>0,05 6,9 ± 0,5 9,6 ± 0,6 Р1-2 < 0,001 10,0 ± 0,4 P1-3 < 0,001 Р1 < 0,001 Р2< 0,001 Р3 < 0,001
Диапазон синхронизации 16,3 ±0,5 10,6 ± 0,5 P1-2 < 0,001 5,2 ± 0,6 Р1-3< 0,001 14,4 ± 0,5 9,4 ± 0,3 P1-2 < 0,001 5,9 ± 0,5 P1-3 < 0,001 P1 < 0,001 Р2 < 0,001 Рз < 0,02
Примечание: Р1-2 - показатель достоверности между данными столбцов 1 и 2. Соответственно Р1-з -
между 1 и 3, Р1 - при комбинированном раздражителе между флегматиками и холериками. Соответственно Р2 - при звуковом раздражителе; Рз - при световом раздражителе.
Т--------------1---------------1-------------1--------------[--------------1
0 2 4 6 8 10 12
Длительность развития синхронизации в кардиоциклах
1 - комбинированный , 2 - звуковой, 3 - световой Рис. 4. Длительность развития синхронизации на минимальной границе диапазона в зависимости от типа личности при использовании разных видов раздражителей, задающих частоту дыхания
синхронизации на минимальной границе СДС в зависимости от типа личности представлено на рис. 4.
Таким образом, в исследовании выявлена зависимость параметров СДС от вида раздражителя, причем такая зависимость имела место у обоих исследуемых типов личности.
В ряде исследований были получены параметры СДС у людей с различными типами высшей нервной деятельности [10, 12]. У флегматиков параметры, характеризующие регуляторно-адаптивные возможности, были лучше, чем у холериков, т. е. диапазон синхронизации шире, а длительность развития на минимальной границе диапазона меньше. В данном исследовании показано, что такая закономерность имеет место при всех видах раздражителя. Параметры СДС, полученные при использовании разных раздражителей, отражают реакцию организма человека, связанную с врожденными качествами нервной системы, характеризующими тип личности.
Прослеживая цепь иерархически связанных функциональных систем - от восприятия сигнала раздражителя до возникновения явления СДС с учетом типологических особенностей личности, можно сделать вывод о влиянии вида раздражителя, задающего частоту произвольного дыхания, на получаемые параметры СДС, при этом наиболее оптимальным раздражителем является комбинированный, а при дифференциации звуковой раздражитель эффективнее светового.
Поступила 07.09.2006 ЛИТЕРАТУРА
1. Аркадьева Т. В., Малигонов Е. А., Острижная Н. Г., Селян Н. А., Селиванова Т. И. Влияние психоэмоционального стресса, вызванного ожиданием постановки онкологического диагноза, на параметры сердечно-дыхательного синхронизма // Кубанский научный медицинский вестник. 2000, № 2. С. 55-56.
2. Бочарова С. В. Влияние ингибиторов ангиотензинпревра-щающего фермента на параметры сердечно-дыхательного синхронизма у больных гипертонической болезнью // Кубанский научный медицинский вестник. 2003, № 4-5 (65-66). С. 20-22.
3. Ермошенко Б. Г., Новикова В. А., Капцова Л. А. Сердечно-дыхательный синхронизм в оценке тяжести климактерического синдрома // Кубанский научный медицинский вестник. 2000, № 2. С. 20-24.
4. Красивская И. Г. Проба сердечно-дыхательного синхронизма в оценке тяжести состояния и степени реабилитации больных ИБС, перенесших инфаркт миокарда // Кубанский научный медицинский вестник, 2000, № 2. С. 68-70.
5. Куценко И. И., Харольский В. А., Лузум А. Е., Кубанцева М. Н. Оценка состояния регуляторно-адаптивных систем организма при
внутреннем эндометриозе с использованием пробы сердечнодыхательного синхронизма // Успехи современного естествознания. 2003, № 1. С. 311-313.
6. Макухин В. В., Абушкевич В. Г. Сердечно-дыхательный синхронизм у больных стенокардией // Интеграция механизмов регуляции висцеральных функций. Майкоп, 1996. С. 50.
7. Нихаева О. А. Параметры сердечно-дыхательного синхронизма при артериовенозной мальформации головного мозга до и после оперативного лечения // Кубанский научный медицинский вестник. 2003. Вып. № 1-2 (62-63). С. 107-109.
8. Покровский В. М., Абушкевич В. Г., Дашковский А. И., Шапиро С. В. Возможность управления ритмом сердца посредством произвольного изменения частоты дыхания. ДАН СССР. 1985. Т. 283, № 3. С. 738-740.
9. Покровский В. М., Абушкевич В. Г., Борисова И. И., Потя-гайло Е. Г., Похотько А. Г., Хакон С. М., Харитонова Е. В. Сердечно-дыхательный синхронизм у человека // Физиология человека.
2002. Т. 28, № 6. С. 116-119.
10. Покровский В. М., Абушкевич В. Г., Потягайло Е. Г., Похотько А. Г. Сердечно-дыхательный синхронизм: выявление у человека, зависимость от свойств нервной системы и функциональных состояний организма // Успехи физиологических наук.
2003, № 3. С. 68-77.
11. Пешкова И. А. Функционально-адаптационные возможности женского организма при гиперпластических процессах эндометрия // Кубанский научный медицинский вестник. 2004. № 2-3 (69-70). С. 74-79.
12. Шийха Ю. Г. Регуляторно-адаптивные возможности организма детей с аномалией прикуса в зависимости от типа личности и возраста // Актуальные вопросы медицинских наук и здравоохранения: Сборник материалов юбилейной конференции молодых ученых и студентов. Краснодар, 2005. С. 190-192.
S. V. POLISCHUK
FEATURES OF CARDIAC-RESPIRATORY SYNCHRONISM FORMATION ON SOUND AND LIGHT STIMULUS DEPENDING ON PESRON TYPOLOGICAL FEATURES
The use of method CRS in pediatrics, gastroenterology, gynecology, cardiology, etc. has made actual research of the role of receptor fields as primary link at carrying out of CRS tests. We investigate CRS parameters at combined and differentiated influence on visual and auditory receptors perceiving a signal, specifying frequency of breath for cardiac-respiratory synchronism formation.
Key words: types of the nervous activity, cardiorespiratory synchronism, psychophysiology.
