CC BY
34
УДК 612.1
DOI 10.34014/2227-1848-2019-3-114-124
ОСОБЕННОСТИ РЕГУЛЯЦИИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА У ПЕРВОКУРСНИКОВ РАЗНЫХ ЭТНИЧЕСКИХ ГРУПП С УЧЕТОМ СТРУКТУРЫ МОЩНОСТИ СУММАРНОГО СПЕКТРА
Аль-Шаммари Мохаммед Ясим Исмаел
ФГАОУ ВО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет»,
г. Белгород, Россия
e-mail: mhammd_88@mail. ru
Исследование особенностей активности центральных и автономных механизмов регуляции сердечного ритма как показателей адаптации к учебной деятельности студентов разных этнических групп имеет теоретическую и практическую значимость.
Цель. Оценка участия центральных и автономных механизмов в регуляции сердечного ритма у студентов-первокурсников разных этнических групп по параметрам и структуре мощности суммарного спектра вариабельности сердечного ритма (ВСР).
Материалы и методы. Проведены два этапа исследования 120 студентов (21-23 года) трех этнических групп (арабской, латиноамериканской, русской) в октябре и апреле 2016-2017 учебного года. Используя программный модуль «Поли-Спектр-Ритм», записывали ЭКГ в течение 5 мин, оценивали спектральные характеристики параметров ВСР у каждого студента, распределяя их по подгруппам в каждой этнической группе с учетом ведущего типа автономной регуляции сердечного ритма, определяемого у них по индивидуальным значениям индекса напряжения и абсолютной мощности очень низких частот.
Результаты. У студентов русской группы на обоих этапах доминировал третий тип автономной регуляции сердечного ритма (СР), в арабской и латиноамериканской группах в равной мере определялись третий (УПАР) или четвертый (ВПАР) типы. У латиноамериканских студентов на обоих этапах был представлен первый тип с умеренным проявлением центральной регуляции (УПЦР) сердечного ритма. У всех этнических групп студентов с УПАР и ВПАР сердечного ритма структура мощности частотных компонентов суммарного спектра (ТР) отклонялась от нормы. Выводы. В процессе обучения у арабской группы первокурсников с УПАР сердечного ритма исходно доминирующий центральный контур с выраженным проявлением симпатикотонии незначительно ослаб, у латиноамериканской - усилилась парасимпатикотония, у русской - возросла симпатикотония.
У испытуемых с ВПАР сердечного ритма исходный уровень парасимпатикотонии, проявляясь на фоне высокого напряжения центрального контура регуляции ритма сердца, способствовал развитию стресса у арабских и русских студентов и срыву механизмов адаптации у латиноамериканцев.
Ключевые слова: сердечный ритм, регуляция сердечного ритма, этнические группы, структура мощности суммарного спектра.
Введение. Исследование особенностей активности центральных и автономных механизмов формирования и регуляции сердечного ритма (СР) как объективного показателя функционального состояния миокарда у студентов разных этнических групп в условиях учебной деятельности имеет теоретическую и практическую значимость [1-4]. Обучение в вузе сопряжено с высокими интеллектуальными и психоэмоциональными нагрузками, способными не только вызывать у студентов
функциональное напряжение активности регу-ляторных систем организма, но и снизить компенсаторно-адаптивные возможности [5, 6].
Спектральный анализ вариабельности СР (ВСР) как информативный диагностический метод позволяет изучать ритмичность и напряженность сокращений миокарда, его текущий статус и особенности реагирования на любые сдвиги параметров внешней или внутренней среды организма [9-12]. Показатели ВСР отражают ритмичность работы миокар-
да, функциональный статус сердечно-сосудистой системы и всего организма как совокупный результат взаимодействия механизмов нервной системы, ее центральных и высших автономных отделов [4, 5, 7, 8].
Суммарная мощность спектра (ТР) СР состоит из трех компонентов: очень низко частотного (VLF), низкочастотного ^Н, вазомоторного) и высокочастотного (Ю1, парасимпатического) [13]. В норме структуру СР можно описать следующим образом: НF>LF>VLF [6]. Однако в условиях высоких физических и психических нагрузок происходят различные отклонения [3, 14, 15], отражающие степень участия центральных и автономных структур в регуляции ВСР [16-18].
Цель исследования. Оценка участия центральных и автономных механизмов в регуляции сердечного ритма у студентов-первокурсников разных этнических групп.
Материалы и методы. В НИУ «БелГУ» на базе лаборатории «Физиология адаптационных процессов» кафедры биологии проведены два этапа исследования: 1 -й - в октябре, 2-й - в апреле 2016-2017 учебного года. Обследовано 120 первокурсников в возрасте 21 -23 лет трех этнических групп: арабской (I), латиноамериканской (II), русской (III). Все студенты были ознакомлены с целью исследования и дали согласие на обработку их персональных данных согласно Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации [19].
Используя программный модуль «ПолиСпектр-Ритм» (ООО «Нейрософт», г. Иваново), записывали ЭКГ испытуемых в течение 5 мин [13], анализировали спектральные параметры ВСР: абсолютную мощность суммарного спектра (ТР, мс2), очень низких (VLF, мс2), низких (LF, мс2), высоких (Ю1, мс2) частот; соотношение мощностей компонентов спектра (LF/HF); относительную мощность компонентов ТР - высокочастотного (%HF), низкочастотного (%LF) и очень низкочастотного (%VLF); индексы напряжения (ИН, усл. ед.) и централизации (1С, усл. ед.) [20]. У всех студентов по индивидуальным значениям ИН и мощности VLF-спектра определяли тип автономной регуляции СР [4, 17, 21], учитывая, что для первого типа (ИН>100 усл. ед.,
VLF>240 mc2) свойственна умеренно преобладающая центральная регуляция (УПЦР) СР; для второго (ИН>100 усл. ед., VLF<240 тс2) -выраженное преобладание центральной регуляции СР (ВПЦР); для третьего (ИН -30-100 усл. ед., VLF>240 тс2) - умеренно преобладающая автономная регуляция СР (УПАР); для четвертого (ИН - 30-100 усл. ед., VLF>240 mc2, ТР>20 000 мс2) - выраженное преобладание автономной регуляции СР (ВПАР) [6, 21].
Оценка направленности процессов адаптации и функционального статуса систем автономной регуляции СР у студентов разных этнических групп в новых для них условиях обучения и проживания является сложной задачей. Поэтому мы не только изучали структурные основы формирования сердечного ритма, но и анализировали симпатико-парасимпатические механизмы регуляции СР с применением различных методов, в т.ч. математических расчетов интегральных индексов, характеризующих вегетативное равновесие и сопряженность функций автономных и центральных механизмов регуляции в организме. По формуле Рида у студентов определяли процент отклонения (ПО, %) основного обмена от нормы:
П0=0,75(ЧСС+0,74ПД)-72, где ЧСС - частота сердечных сокращений, мин-1, ПД - пульсовое давление, мм рт. ст.; вегетативный индекс Кердо (ВИК) по формуле [6]:
ВИК=1 -АДД/ЧСС, где АДД - артериальное давление диастоли-ческое, мм рт. ст., ЧСС - частота сердечных сокращений, мин-1. У студентов также оценивали уровень испытываемого стресса (УИС, усл. ед.) по формуле Ю.Р. Шейх-Заде [6]:
УИС=0,000126•ТЧСС•ПД•m1/3, где ТЧСС - текущая частота сердечных сокращений, мин-1, ПД - пульсовое артериальное давление, мм рт. ст., m - масса тела, кг.
Полученный цифровой материал обрабатывали методами вариационной статистики с использованием пакета компьютерных программ Statistica 6.0.
Результаты и обсуждение. На обоих этапах исследования в этнической группе арабских студентов по индивидуальным кри-
териям оценки параметров автономной регуляции СР доминировали 2 подгруппы: с третьим (УПАР) и четвертым (ВПАР) типами регуляции СР (рис. 1). И только у одного студента на 1-м и 2-м этапах обнаружил себя первый тип (УПЦР) СР с наиболее низкими значениями спектральных параметров (ТР -992 и 650 тс2; ИБ - 132 и 81 тс2, ЬБ - 421 и 261 тс2, УЬБ - 454 и 308 тс2, ИБ% - 11,9 и 9,2; ЬБ% - 42,4 и 50,5; УЬБ% - 45,7 и 40,0;
ЬБ/ИБ - 11,9 и 6,2; 1С - 1,18 и 3,45 усл. ед. соответственно). Студенты с ВПЦР СР в этой группе отсутствовали.
На 1-м этапе у 50 % студентов с УПАР СР параметры суммарной мощности ТР-спектра и его компонентов соответствовали норме. У студентов с ВПАР СР они превышали верхнюю границу нормы: ТР-спектр -в 3 раза, УЬБ- и ЬБ-спектры - в 2 и 4 раза (табл. 1).
Рис. 1. Распределение студентов арабской этнической группы с учетом типа автономной регуляции сердечного ритма: I тип - УПЦР, II тип - ВПЦР, III тип - УПАР, IV тип - ВПАР, %
На 2-м этапе у подгруппы студентов с УПАР СР суммарная мощность ТР-спектра повысилась, сохраняясь в пределах нормы. У подгруппы студентов с ВПАР СР она снизи-
лась за счет снижения мощности волн всех диапазонов, особенно УЬБ-спектра, но, несмотря на это, превышала норму более чем в 2 раза.
Таблица 1
Динамика спектральных параметров ВСР с учетом типов его автономной регуляции
у этнической группы арабских студентов
Этапы ТР, mc2 HF, mc2 LF, mc2 VLF, mc2 HF, % LF, % VLF, % LF/HF, усл. ед. IC, усл. ед.
Третий тип регуляции СР (УПАР)
1-й 3716±407 808±113 1268±210 1641±281 23,0±4,0 33,10±2,86 43,90±4,75 2,010±0,531 1,50±0,29
2-й 3935±677 1013±171 1404±380 1420±325 27,90±3,53 33,80±3,84 38,30±5,83 1,320±0,186 2,20±0,55
Четвертый тип регуляции СР (ВПАР)
1-й 10913±1378 3634±374 3116±792 3705±628 34,80±2,84 31,50±2,44 33,50±3,71 0,960±0,136 2,30±0,35
2-й 9760±1773 4486±1383 2911±500 2364±1773 42,20±4,79 31,60±3,26 26,50±5,14 0,850±0,124 4,20±1,03
На обоих этапах исследования структура мощности компонентов ТР была одинакова: УЬР>ЬР>НР, что показывает усиленное влияние центральной и симпатической активности на СР. На 2-м этапе мощность УЬР-спект-ра снизилась на фоне усиления влияния пара-симпатикотонии на модуляцию СР.
У студентов с четвертым типом регуляции СР на обоих этапах мощность ТР-спектра и его компонентов превышала норму. На
1-м этапе его структура была следующей: УЬР>НР>ЬР, что указывало на высокое напряжение высших вегетативных центров регуляции активности подкоркового сердечнососудистого центра на фоне усиленного ва-гусного влияния на модуляцию СР. На
2-м этапе структура мощности компонентов ТР изменилась: НР>ЬР>УЬР. Повышение процента НР-волн при снижении УЬР-волн соответствовало усилению вагусного влияния на СР. У обеих подгрупп студентов процент ЬР-волн указывал на оптимальную активность вазомоторного центра [13], а сдвиги мощности
его компонентов в структуре ТР-спектра - на оптимальное проявление активности гормо-нально-регуляторных процессов под контролем высшего подкоркового автономного сердечно-сосудистого центра [4, 8, 21].
У студентов с УПАР и ВПАР СР значения индексов ЬР/ИР указывали на проявление нормотонии на 1-м этапе и усиление па-расимпатикотонии на 2-м. По значению 1С у студентов с четвертым типом на 2-м этапе преобладала активность сегментарного контура регуляции СР, отражающая проявление у них стресс-состояния. У остальных студентов с третьим или четвертым типами регуляции СР на обоих этапах значения 1С указывали на умеренное преобладание центрального контура регуляции СР над автономным.
Распределение в латиноамериканской группе студентов на 3 подгруппы с учетом свойственного для них типа автономной регуляции СР представлено на рис. 2. У 50 % латиноамериканских студентов на 1 -м этапе преобладал третий тип СР, а на 2-м - четвертый.
Рис. 2. Распределение студентов латиноамериканской этнической группы с учетом типа автономной регуляции сердечного ритма: I тип - УПЦР, II тип - ВПЦР, III тип - УПАР, IV тип - ВПАР, %
Первый тип регуляции СР был выявлен на 1-м этапе у 30 % студентов (ТР - 1468±202 тс2, ИР - 233±61 тс2, LF - 604±128 тс2, VLF -630±95 тс2, ИР% - 16,5; ЬР% - 40,0; УЬР% -44,0; ЬР/ИР - 3,7 усл. ед., 1С - 1,52 усл. ед.), а на 2-м этапе - у 15 % (ТР - 1493±431 тс2,
ИР - 245±77 тс2, ЬР - 443±159 тс2, УЬР -805±301 тс2, ИР% - 20,6; ЬР% - 28,9; УЬР% -50,5; ЬР/ИР - 2,08 усл. ед., 1С - 2,35 усл. ед.). Показатели суммарной мощности спектра ТР и его компонентов на обоих этапах были близки по значениям и снижены против нор-
мы более чем в 2 раза. У студентов с УПАР СР в суммарной мощности ТР-спектра преобладала мощность волн VLF-диапазона, отражая постнагрузочный энергодефицит и стресс-состояние.
У первой подгруппы студентов структура компонентов суммарного спектра ТР описывалась как VLF>LF>НF на обоих этапах, т.е. отклонялась от нормы, отражая влияние высших автономных центров на подкорковый сердечно-сосудистый центр и связь автономных уровней регуляции кровообращения с надсегментарными. По соотношению LF/HF у студентов на 1-м этапе доминировала симпа-тикотония с психоэмоциональным напряжением, а на 2-м - нормотония со свойственной ей стабилизацией физиологического статуса организма. Значение ГС указывало на преобладание активности сегментарного контура регуляции
Выраженная мощность VLF-спектра и преобладающий в частотном спектре процент ее волн на 1 -м этапе указывали на влияние высших вегетативных центров на активность сердечно-сосудистого центра [9, 17]. На обоих этапах высокий процент НF-волн отражал усиленное вагусное влияние на формирование СР, а процент LF-волн соответствовал норме и умеренной активности симпатического отдела вазомоторного центра. Структура мощности компонентов ТР на обоих этапах отклонялась от нормы: VLF>LF>HF, указывая на приоритет центральной регуляции формирования СР, наиболее выраженной на 2-м этапе (табл. 2).
СР на фоне оптимального проявления функций системы кровообращения на 2-м этапе.
У студентов с УПАР СР мощность ТР на
1-м этапе была в пределах нормы, а на
2-м этапе превышала ее в 1,6 раза (табл. 2). На 1 -м этапе формирование СР находилось под контролем высокой симпатической активности, а на 2-м этапе - парасимпатической. Мощности VLF- и LF-спектров на 1-м этапе соответствовали норме, на 2-м превышали ее в 1,2 и 1,6 раза, указывая на усиление психоэмоционального возбуждения при активации центральных и подкорковых отделов ВНС. Мощность ОТ-спектра на фоне проявления эмоционального стресса превышала норму в 3,8 и 7,7 раза соответственно на 1-м и 2-м этапах, оказывая выраженное ва-гусное влияние на СР, направленное на защиту миокарда от перенапряжения (табл. 2).
Суммарная мощность ТР у студентов с четвертым типом (ВПАР) СР превышала норму в 2 и 3 раза соответственно на 1-м и 2-м этапах, отражая нарастающее нейрогуморальное ги-поталамо-гипофизарное и корковое усиленное влияние на СР. Процент HF- и VLF-волн превышал норму, указывая на высокое напряжение функций обоих отделов ВНС (табл. 2). Так, на 1-м и 2-м этапах процент НF-волн был выше нормы в 3,6 и 3,0 раза, LF-волн -в 2,4 и 1,3 раза соответственно. У студентов на обоих этапах значения LF/HF и ГС говорили о выраженном симпатическом влиянии на модуляцию СР. У студентов с ВПАР СР мощность ТР и структура его компонентов откло-
Таблица 2
Динамика спектральных параметров ВСР с учетом типов его автономной регуляции у этнической группы латиноамериканских студентов
Этап ТР, тс2 НР, тс2 ЬР, тс2 УЬР, тс2 НР, % ЬР, % УЬР, % ЬР/НР, усл. ед. 1С, усл. ед.
Третий тип регуляции СР (УПАР)
1-й 3912±373 1150±138 1236±208 1526±260 31,60±4,93 30,60±3,38 37,90±5,11 1,200±0,223 2,9±1,3
2-й 5374±534 1593±226 1856±189 1926±568 32,80±6,27 34,80±2,48 32,3±6,3 1,46±0,37 2,90±0,72
Четвертый тип регуляции СР (ВПАР)
1-й 8097±2562 2754±771 2551±566 3660±1906 35,80±10,81 29,10±4,17 35,1±14,05 1,060±0,281 4,00±1,82
2-й 14275±2710 5433±1191 4363±681 4479±1140 36,20±3,23 34,10±3,32 29,7±3,17 1,050±0,158 2,80±0,52
нялась от нормы: VLF>HF>LF и HF>VLF>LF соответственно на 1-м и 2-м этапах.
Распределение студентов русской этнической группы с учетом проявления у них типа автономной регуляции СР представлено на рис. 3. На обоих этапах у них были представлены студенты со всеми типами авто-
номной регуляции СР. На 1 -м этапе первый тип (УПЦР) СР был выявлен только у одного студента, а на 2-м этапе - у 25 % (ТР - 1468±202 mc2, ОТ - 233±61 mc2, LF -604±128 mc2, VLF - 630±95 mc2, ОТ% - 44, LF% - 31, VLF% - 25; LF/HF - 0,70 усл. ед., IC - 3,10 усл. ед.).
Рис. 3. Распределение студентов русской этнической группы с учетом типа автономной регуляции сердечного ритма: I тип - УПЦР, II тип - ВПЦР, III тип - УПАР, IV тип - ВПАР, %
Второй тип (ВПЦР) СР был выявлен на
1-м этапе у 15 % студентов (ТР - 1493±431 mc2, ОТ - 245±77 mc2, LF - 443±159 mc2, VLF -805±301 mc2, HF% - 68, LF% - 24, VLF% - 8, LF/HF - 0,36 усл. ед., ГС - 11,4 усл. ед.), а на
2-м этапе - лишь у одного студента, что указывало на снижение высокого функционального напряжения центральных структур регуляции активности отделов ВНС [15, 19].
У большей части русских студентов (65 %) преобладал третий тип (УПАР) СР. Структура суммарной мощности компонентов ТР-спектра на первом этапе у них не соответствовала норме: LF>HF>VLF, отражая функциональное напряжение, обусловленное симпатикотонией, но на втором этапе она соответствовала норме: HF>LF>VLF (табл. 3).
Таблица 3
Динамика спектральных параметров ВСР с учетом доминирующих типов его автономной регуляции у этнической группы русских студентов
Этап ТР, mc2 HF, mc2 LF, mc2 VLF, mc2 HF, % LF, % VLF, % LF/HF, усл. ед. IC, усл. ед.
Третий тип регуляции СР (УПАР)
1-й 6572±1472 2526±838 2816±625 1229±262 31,00±4,45 43,00±5,47 24,90±4,46 2,400±0,880 1,20±0,88
2-й 5280±512 2103±341 1577±207 1600±311 39,00±5,26 30,00±2,99 29,90±3,57 1,23±0,33 3,00±0,49
Четвертый тип регуляции СР (ВПАР)
1-й 15252±6598 6747±3035 5414±2446 3091±1514 43,20±6,23 33,3±2,1 23,7±6,5 1,060±0,281 0,83±0,15
2-й 10988 4222 6739 628 38,5 50,8 10,2 1,35 1,4
На 1 -м этапе у студентов доминировала мощность LF-спектра, говоря об усиленном влиянии на вазомоторный центр продолговатого мозга симпатической активности, определяющей модуляцию СР на фоне повышенной вагусной активности [15]. У русских студентов с четвертым типом (ВПАР) СР суммарная мощность спектра ТР на 1 -м этапе превышала норму в 4,4 раза, VLF-спектра - в 1,9 раза, LF-спектра - в 2,4 раза и ОТ-спектра - в 9,6 раза, указывая на высокое функциональное напряжение центральных и автономных механизмов регуляции СР, но при этом структура мощности компонентов ТР-спектра соответствовала норме: HF>LF>VLF. На 2-м этапе функциональное состояние русских студентов с ВПАР СР стабилизировалось, у них снизилась суммарная мощность спектра ТР и изменилась его структура, соответствуя проявлению УПАР СР. Только у одного русского студента на 2-м этапе сохранилась ВПАР СР, так как параметры его LF- и Ю'-спектра превышали норму, отражая высокое стресс-напряжение, вызванное усиленной активностью автономной регуляции (табл. 3). Соответственно на 2-м этапе у студентов с УПАР процент волн HF-спектра
ПО основного обмена от нормы у всех групп студентов с УПАР на первом этапе и на втором этапе у русской группы, на обоих этапах у всех групп студентов с ВПАР соответствовал физиологической норме. Значения ПО у арабской и латиноамериканской групп на втором этапе указывали на усиление у них
преобладал, процент VLF-волн соответствовал норме, а Ю'-волн был выше, указывая на усиленное влияние парасимпатикотонии на формирование СР. Значение LF/HF на 1-м этапе соответствовало нормотонии, а на 2-м - пара-симпатикотонии (табл. 3). Значения 1С на обоих этапах отмечали выраженное симпатическое воздействие на СР при доминирующем контроле центрального контура регуляции над автономным.
У русских студентов с ВПАР СР по значениям индексов 1С уровень психоэмоционального стресса с преобладанием активности центрального контура регуляции СР над автономным был наиболее высоким против его проявления у арабских и латиноамериканских студентов.
Оценка средних значений ВИК показала, что на обоих этапах у арабских и русских студентов в физиологических условиях проявлялась эйтония со смещением вегетативного статуса в сторону усиления парасимпатического влияния на центральные параметры гемодинамики. У латиноамериканской группы проявлялась парасимпатикотония на первом этапе, эйтония - на втором (табл. 4).
обмена веществ и функционального напряжения системы кровообращения (табл. 4).
Структура распределения студентов в каждой группе по индивидуальным значениям УИС представлена на рис. 4.
Доля студентов с низким уровнем стресса в среднем составила 20 % в арабской и латино-
Таблица 4
Динамика ВИК и ПО основного обмена с учетом доминирующих типов автономной регуляции сердечного ритма у этнической группы русских студентов
Этап, п Арабская группа Латиноамериканская группа Русская группа
ВИК, усл. ед. ПО, % ВИК, усл. ед. ПО, % ВИК, усл. ед. ПО, %
Третий тип регуляции СР (УПАР)
1-й, п=10 -7,30±9,49 7,34±3,03 -15,40±7,26 0,47±2,02 -6,90±2,63 4,90±2,13
2-й, п=9 -4,11±3,73 9,60±2,92 0,23±5,09 11,10±2,61 -7,70±3,73 6,10±1,52
Четвертый тип регуляции СР (ВПАР)
1-й, п=9 -17,70±4,55 3,30±2,92 -5,00±6,63 5,60±3,67 -14,1±4,7 2,6±1,4
2-й, п=10 -13,6±3,5 5,01±2,47 -7,30±4,14 6,45±2,40 -14,1±4,7 2,6
американской группах и 13,7 % в русской группе. У большинства студентов (54,6-63,6 %) всех групп был выявлен средний уровень стресса на фоне симпатикотонии, определяющей функциональное напряжение организма.
Студенты с выраженным стресс-напряжением были выявлены в III группе (31,7 %), а с высоким уровнем стресса - в среднем до 20 % - в каждой группе (см. рис. 4).
Рис. 4. Распределение студентов по индивидуальным значениям уровня испытываемого стресса: 1 - нормальный, 2 - средний, 3 - высокий; I - арабская, II - латиноамериканская, III - русская группы
Таким образом, анализ спектральных параметров ВСР позволил выявить особенности регуляции СР у студентов трех этнических групп с учетом ведущих типов автономной регуляции, определить вклад активности отделов ВНС и центрального контура регуляции, включая нервно-гуморальное влияние, в процесс формирования СР с изменением структуры мощности компонентов суммарного спектра ТР.
Выводы:
1. В процессе обучения у арабской группы первокурсников с УПАР сердечного
ритма исходно доминирующий центральный контур с выраженным проявлением симпати-котонии незначительно ослаб, у латиноамериканской - усилилась парасимпатикотония, у русской - возросла симпатикотония.
2. У испытуемых с ВПАР сердечного ритма исходный уровень парасимпатикото-нии, проявляясь на фоне высокого напряжения центрального контура регуляции ритма сердца, способствовал развитию стресса у арабских и русских студентов и срыву механизмов адаптации у латиноамериканцев.
Литература
1. Аль-Шаммари М.Я.И. Спектральный анализ вариабельности сердечного ритма у студентов-иностранцев. Научный результат. Сер. Физиология. 2016; 1: 26-33.
2. Бабунец И.В., Мириджанян Э.М., Мшаех Ю.А. Азбука вариабельности сердечного ритма. Ставрополь; 2011. 112.
3. Похачевский А.Л., Михайлов В.М., Груздев А.А. Функциональное состояние и адаптационные резервы организма. Вестник Новгородского государственного университета. 2016; 35: 11-15.
4. Ходырев Г.Н., Хлыбова С.Н., Циркин В.И., Дмитриева С.Л. Методические аспекты анализа временных и спектральных показателей вариабельности сердечного ритма (обзор литературы). Вятский медицинский вестник. 2011; 3-4: 60-65.
5. Аль-Шаммари М.Я.И. Особенности вегетативного контура регуляции сердечного ритма у иностранных студентов. Материалы XXIII съезда Физиологического общества им. И.П. Павлова. Воронеж; 2017: 1421-1422.
6. Шлык Н.И. Сердечный ритм и тип регуляции у детей, подростков и спортсменов: монография. Ижевск; 2009. 255.
7. Баевский Р.М., Иванов Г.Г. Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и возможности клинического применения. Ультразвуковая и функциональная диагностика. 2001; 3: 108-127.
8. Голухова Е.З., Алиева А.М., Какучая Т.Т. Вариабельность сердечного ритма и методы ее оценки. Креативная кардиология. 2009; 3 (1): 76-82.
9. Бокерия Л.А., Бокерия О.Л., Волковская И.В. Вариабельность сердечного ритма: методы, измерения, интерпретация, клиническое использование. Анналы аритмологии. 2009; 4: 21-32.
10. Веневцева Ю.Л., Мельников А.Х., Корнеева Л.Н. Показатели вариабельности ритма сердца в оценке уровня адаптации лиц молодого возраста. Вестник аритмологии. 2000; 16: 53-55.
11. Горст В.Р., Горст Н.А. Уровень адаптации сердечно-сосудистой системы в юношеском возрасте и дисрегуляционные процессы. Новые исследования. 2004; 1-2 (6-7): 133-134.
12. Мамий В.И., Хаспекова Н.Б. О природе низкочастотной составляющей вариабельности ритма сердца и роли симпатико-парасимпатического взаимодействия. Российский физиологический журнал им. Сеченова. 2002; 2: 237-247.
13. МихайловВ.М. Вариабельность ритма сердца. Опыт практического применения. Иваново; 2000. 200.
14. Шаханова А.В., Челышкова Т.В., Хасанова Н.Н. Функциональные и адаптивные изменения сердечно-сосудистой системы студентов в динамике обучения. Вестник Адыгейского государственного университета. 2008; 9: 57-67.
15. Яблучанский Н.И., Мартыненко А.В. Вариабельность сердечного ритма в помощь практическому врачу. Для настоящих врачей. Харьков; 2010: 56-85.
16. Покровский В.М. Формирование ритма сердца в организме человека и животных. Краснодар: Кубань-книга; 2007. 144.
17. Ревина Н.Е. Вариабельность сердечного ритма как показатель вегетативного регулирования сердца при эмоциональном напряжении человека. Вестник Российской АМН. 2006; 2: 41-45.
18. Чуян Е.Н., Бирюкова Е.А., Раваева М.Ю. Комплексный подход к оценке функционального состояния организма студентов. Ученые записки Таврического национального университета им. В.М. Вернадского. 2008; 1: 123-139.
19. WMA Declaration of Helsinki - Ethical Principles for Medical Research Involving Human Subjects (as amended in 2013): 1-5 (ethical principles of human researches).
20. Task Force of The European Society of Cardiology and The North American Society of Pacing and Electrophysiology. Heart Rate Variability. Standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use. Eur. Heart J. 1996; 17: 354-381.
21. Шлык Н.И., Зуфарова Э.И. Нормативы показателей вариабельности сердечного ритма у исследуемых 16-21 года с разными преобладающими типами вегетативной регуляции. Вестник Уд-мурдского университета. 2013; 4: 97-105.
HEART RHYTHM REGULATION IN FIRST-YEAR STUDENTS OF DIFFERENT ETHNIC GROUPS PROVIDING FOR THE POWER STRUCTURE OF TOTAL SPECTRUM
Al'-Shammari Mohammed Jasim Ismael
Belgorod State University, Belgorod, Russia
e-mail: [email protected]
The investigation of the activity of the central and autonomous mechanisms of heart rhythm regulation as parameters of adaptation to the academic activities of students of various ethnic groups has both theoretical and practical significance.
The objective of the paper is to assess the role of central and autonomous mechanisms in heart rate regulation in first-year students of various ethnic groups by parameters and power structure of the total spectrum of heart rate variability (HRV).
Materials and Methods. The study consisted of two stages and included 120 students (21-23 year of age) of three ethnic groups (Arabic, Latin American, and Russian). The study was conducted in October and April of the 2016-2017 academic year. The Poly-Spectrum-Rhythm software module was used to record a 5-minute ECG. Then the author examined spectral characteristics of HRV parameters for each student and divided the obtained characteristics into subgroups in each ethnic group, taking into account the leading type of autonomous heart rhythm regulation. Heart rhythm was determined according to individual values of voltage index and absolute power of very low frequencies.
Results. At both stages, the third type of autonomous heart rhythm (HR) regulation dominated in Russian students. In Arab and Latin American students, the third (moderately prevailing parasympathetic autonomic regulation (MPPAR)) or fourth (strongly predominant parasympathetic autonomic regulation (SPPAR)) types were equally determined. In Latin American students, the first type with a moderate manifestation of central regulation (MMCR) of the heart rhythm was observed at both stages. In all ethnic groups of students with MPPAR and SPPAR of the heart rhythm, the power structure of the frequency components of the total neurohumoral regulation spectrum deviated from the norm. Conclusion. During the academic year, Arab students with MPPAR of the heart rate demonstrated a slight decrease in initially dominant central contour with a pronounced manifestation of sympathicotonia; Latin American students demonstrated increase in parasympatheticotonia; while Russian students demonstrated increased sympathicotonia.
In subjects with MPPAR of the heart rate, the initial level of parasympathicotoni, manifested on the background of a high voltage of the central circuit of heart rhythm regulation, contributed to stress development in Arabs and Russians and the adaptation mechanism breakdown in Latin Americans.
Keywords: heart rate, heart rate regulation, ethnic groups, power structure of the total spectrum.
References
1. Al'-Shammari M.Ya.I. Spektral'nyy analiz variabel'nosti serdechnogo ritma u studentov-inostrantsev [Spectral analysis of heart rate variability in foreign students]. Nauchnyy rezul'tat. Ser. Fiziologiya. 2016; 1: 26-33 (in Russian).
2. Babunets I.V., Miridzhanyan E.M., Mshaekh Yu.A. Azbuka variabel'nosti serdechnogo ritma [ABC of heart rate variability]. Stavropol'; 2011. 112 (in Russian).
3. Pokhachevskiy A.L., Mikhaylov V.M., Gruzdev A.A. Funktsional'noe sostoyanie i adaptatsionnye re-zervy organizma [Functional state and adaptive reserves of the body]. Vestnik Novgorodskogo gosu-darstvennogo universiteta. 2016; 35: 11-15 (in Russian).
4. Khodyrev G.N., Khlybova S.N., Tsirkin V.I., Dmitrieva S.L. Metodicheskie aspekty analiza vremen-nykh i spektral'nykh pokazateley variabel'nosti serdechnogo ritma (obzor literatury) [Methodological aspects of the analysis of temporal and spectral indicators of heart rate variability (review)]. Vyatskiy meditsinskiy vestnik. 2011; 3-4: 60-65 (in Russian).
5. Al'-Shammari M.Ya.I. Osobennosti vegetativnogo kontura regulyatsii serdechnogo ritma u inostran-nykh studentov [Characteristics of the autonomic contour of heart rate regulation in foreign students]. Materialy XXIII s"ezda Fiziologicheskogo obshchestva im. I.P. Pavlova [Proceedings of the 23rd Congress of I.P. Pavlov Physiological Society]. Voronezh; 2017: 1421-1422 (in Russian).
6. Shlyk N.I. Serdechnyy ritm i tip regulyatsii u detey, podrostkov i sportsmenov: monografiya [Heart rate and regulation type in children, adolescents and athletes: monograph]. Izhevsk; 2009. 255 (in Russian).
7. Baevskiy R.M., Ivanov G.G. Variabel'nost' serdechnogo ritma: teoreticheskie aspekty i vozmozhnosti klinicheskogo primeneniya [Heart rate variability: theoretical aspects and clinical applications]. Ul'traz-vukovaya i funktsional'naya diagnostika. 2001; 3: 108-127 (in Russian).
8. Golukhova E.Z., Alieva A.M., Kakuchaya T.T. Variabel'nost' serdechnogo ritma i metody ee otsenki [Heart rate variability and methods for its assessment]. Kreativnaya kardiologiya. 2009; 3 (1): 76-82 (in Russian).
9. Bokeriya L.A., Bokeriya O.L., Volkovskaya I.V. Variabel'nost' serdechnogo ritma: metody, izmereniya, inerpretatsiya, klinicheskoe ispol'zovanie [Heart rate variability: methods, measurements, interpretation, and clinical use]. AnnalyAritmologii. 2009; 4: 21-32 (in Russian).
10. Venevtseva Yu.L., Mel'nikov A.Kh., Korneeva L.N. Pokazateli variabel'nosti ritma serdtsa v otsenke urovnya adaptatsii lits molodogo vozrasta [Heart rate variability parameters as a means of adaptation level evaluation in young people]. Vestnik aritmologii. 2000; 16: 53-55 (in Russian).
11. Gorst V.R., Gorst N.A. Uroven' adaptatsii serdechno-sosudistoy sistemy v yunosheskom vozraste i dis-regulyatsionnye protsessy [Cardiovascular system adaptation level and dysregulation processes in adolescence]. Novye issledovaniya. 2004; 1-2 (6-7): 133-134 (in Russian).
12. Mamiy V.I., Khaspekova N.B. O prirode nizkochastotnoy sostavlyayushchey variabel'nosti ritma serdtsa i roli simpatiko-parasimpaticheskogo vzaimodeystviya [Nature of the low-frequency component of heart rate variability and role of sympathetic-parasympathetic interaction]. Rossiyskiy fiziologicheskiy zhurnal im. Sechenova. 2002; 2: 237-247 (in Russian).
13. Mikhaylov V.M. Variabel'nost'ritma serdtsa [Heart rate variability]. Opyt prakticheskogo primeneniya. Ivanovo; 2000. 200 (in Russian).
14. Shakhanova A.V., Chelyshkova T.V., Khasanova N.N. Funktsional'nye i adaptivnye izmeneniya serdechno-sosudistoy sistemy studentov v dinamike obucheniya [Functional and adaptive changes in students' cardiovascular system while learning]. Vestnik Adygeyskogo gosudarstvennogo universiteta. 2008; 9: 57-67 (in Russian).
15. Yabluchanskiy N.I., Martynenko A.V. Variabel'nost' serdechnogo ritma v pomoshch' prakticheskomu vrachu [Heart rate variability as a source of useful information for a practitioner]. Dlya nastoyashchikh vrachey. Khar'kov; 2010: 56-85 (in Russiaan).
16. Pokrovskiy V.M. Formirovanie ritma serdtsa v organizme cheloveka i zhivotnykh [Heart rhythm formation in humans and animals]. Krasnodar: Kuban'-kniga; 2007. 144 (in Russian).
17. Revina N.E. Variabel'nost' serdechnogo ritma kak pokazatel' vegetativnogo regulirovaniya serdtsa pri emotsional'nom napryazhenii cheloveka [Heart rate variability as an indicator of heart autonomic regulation under emotional stress]. VestnikRossiyskoyAMN. 2006; 2: 41-45 (in Russian).
18. Chuyan E.N., Biryukova E.A., Ravaeva M.Yu. Kompleksnyy podkhod k otsenke funktsional'nogo sos-toyaniya organizma studentov [Integrated approach to the evaluation of student's functional state]. Uchenye zapiski Tavricheskogo natsional'nogo universiteta im. V.M. Vernadskogo. 2008; 1: 123-139 (in Russian).
19. WMA Declaration of Helsinki - Ethical Principles for Medical Research Involving Human Subjects (as amended in 2013): 1-5 (ethical principles of human researches).
20. Task Force of The European Society of Cardiology and The North American Society of Pacing and Electrophysiology. Heart Rate Variability. Standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use. Eur. Heart J. 1996; 17: 354-381.
21. Shlyk N.I., Zufarova E.I. Normativy pokazateley variabel'nosti serdechnogo ritma u issleduemykh 16-21 goda s raznymi preobladayushchimi tipami vegetativnoy regulyatsii [Standards for heart rate variability in 16-21 year-olds with various prevailing types of autonomic regulation]. Vestnik Ud-murdskogo universiteta. 2013; 4: 97-105 (in Russian).
