CC BY
30
ОСОБЕННОСТИ ВЕГЕТАТИВНОЙ НЕРВНОЙ РЕГУЛЯЦИИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА У ДЕТЕЙ 5-10 ЛЕТ
С.Б. Догадкина1
ФГБНУ «Институт возрастной физиологии РАО», Москва
Проведено исследование вариабельности сердечного ритма у детей 5-10 лет. Показано, что среди обследованных преобладают дети с парасимпатическим типом автономной нервной регуляции СР. Состояние симпато-парасимпатического баланса во многом определяет функциональное состояние и адаптационные возможности детей младшего школьного возраста. Дети 6-7 лет с преобладанием симпатических нервных влияний на ритм сердца характеризуются сниженными адаптационными возможностями организма, обусловленными стрессовым влиянием условий подготовки и началом обучения в школе.
Ключевые слова: детский возраст, адаптация, автономная нервная система, вариабельность сердечного ритма, ортостаз.
Features of vegetative regulation of heart rate in children 5-10 years. The variability of heart rate in children 5-10 years old was studied. It was shown that among the examined, the children with parasympathetic type of autonomic nervous regulation of heart rate prevailed. The state of the sympatheto-parasympathetic balance largely determines the functional state and adaptive capacity of children 5-10 years old. Children 6-7 years old with a predominance of sympathetic nervous influences on the heart rate are characterized by reduced adaptive capacity of the organism, conditioned by the stressful influence of the conditions ofpreparation and the beginning of schooling.
Keywords: children's age, adaptation, autonomic nervous system, heart rate variability
Изучение адаптационных возможностей организма ребенка в дошкольном возрасте (5-6 лет) и в период начала систематического обучения в школе имеет большое значение, поскольку на этом этапе развития изменяются функциональные основы всех физиологических систем организма, растет напряжение адаптационных процессов.
Отклонения, возникающие в регулирующих системах, предшествуют гемоди-намическим, метаболическим, энергетическим и, следовательно, являются наиболее ранним признаком неблагоприятного течения адаптации у детей. Сердечный ритм является индикатором этих отклонений, в связи с чем исследование вариабельности сердечного ритма имеет важное прогностическое значение при проведении профилактических здоровьесберегающих мероприятий в школе.
Вместе с тем, онтогенетические закономерности развития приспособительных возможностей в детском возрасте изучены недостаточно, отсутствие единого методологического подхода привело к разрозненности данных, распространению мнения о том, что защитно-приспособительные реакции у детей несовершенны и неполноценны [1; 7; 9; 11 и др.]
Контакты:1 Догадкина С.Б. - E-mail: <[email protected]>
Автономная нервная система претерпевает существенные структурно-функциональные изменения в ходе онтогенеза. Первый этап созревания вегетативных нервных регуляторных структур начинается с седьмого месяца внутриутробного развития и заканчивается к концу первого года жизни ребенка. В этот период формируются главные механизмы жизнеобеспечения. Вторая стадия связана с интенсивным нарастанием плотности холин- и адренергических нервных сплетений в органах, усложнением их связи с высшими отделами АНС. На третьем этапе, к 7-10-летнему возрасту, развитие регуляторных механизмов АНС достигает максимального уровня. Рассматривая вопрос о структурно-функциональных особенностях АНС, следует особое внимание уделить значимости влияний со стороны АНС, как одному из ведущих регуляторных факторов, обеспечивающих достижение оптимальных результатов адаптации организма к изменяющимся внешнесредовым ситуациям [1; 2; 3; 4; 10; 13 и др.]. На основании оценки состояния механизмов автономной нервной регуляции организма можно судить о характере протекания адаптационного процесса
Анализ автономных регуляторных влияний на ритм сердца у детей, позволяет не только охарактеризовать состояние механизмов, регулирующих деятельность сердца, но и оценить степень созревания этих механизмов [11, 15]. Согласно многочисленным литературным данным, состояние регуляторных систем деятельности сердца ребенка определяется его возрастом, полом, индивидуально-типологическими особенностями [6; 7; 9; 14; 16; 18; 20; 21; 22].
В связи с вышеизложенным задача наших исследований заключалась в оценке состояния вегетативной нервной системы методом спектрального анализа ритма сердца у детей 5-10 лет.
ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
У180 детей 5-10 лет, относящихся к I-II группам здоровья, учащихся школ г. Москвы проводилось изучение состояния автономной нервной регуляции сердечного ритма. Исследование проводили в 3 учебной четверти (февраль), в первой половине дня (с 9 до 13 часов) - период наибольшей активности физиологических функций.
При проведении СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА АНС частотный спектр, получаемый при анализе кратковременных записей ЭКГ, согласно используемым сейчас "Стандартам измерения, физиологической интерпретации и клиническому использованию вариабельности ритма сердца" (Heart Rate Variability. Standards of measurements... 1996) разбит на 3 диапазона: очень низкочастотный (VLF) с границами от 0 до 0,04 Гц, низкочастотный (LF) с границами от 0,04 до 0,15 Гц и высокочастотный (HF) с границами от 0,15 до 0,4 Гц. Наряду с оценкой амплитуды этих пиков принято анализировать также спектральную мощность по диапазонам, которая вычисляется как площадь под кривой, которую образуют соответствующие волновые пики.
Низкочастотные колебания (LF-компонент) могут быть обусловлены как периодически возникающими вспышками симпатической вазомоторной активности (собственный ритм сосудодвигательного центра), так и колебаниями ритма АД, реализуемыми через барорефлекторные механизмы [10].
Для оценки баланса между симпатической и парасимпатической системами использовали отношение мощностей низкочастотного и высокочастотного диапазонов спектра (коэффициент LF/HF) [20; 22].
Таким образом, при спектральном анализе ВРС определяются следующие параметры:
1. Общая мощность спектра (TP-Total Power) - мощность в диапазоне частот от 0.003 до 0.04 Гц. Она отражает суммарную активность нейрогуморальных влияний на сердечный ритм
2. Высокочастотные колебания (0.15-0.40 Гц) Мощность в этом диапазоне связана преимущественно с дыхательными движениями и отражает вагусный контроль сердечного ритма (колебания парасимпатического отделов вегетативной нервной системы).
3. Низкочастотные колебания (0.04-0.15). Они имеют смешанное происхождение. На мощность в этом диапазоне оказывают влияние изменения тонуса как симпатического (преимущественно), так и парасимпатического отделов АНС.
4. Очень низкочастотные колебания (0.003-0.04), обусловленные по-видимому надсегментрарными отделами автономной нервной системы, гормональными влияниями. 5. Мощность в диапазоне высоких частот, выраженная в нормализованных единицах: HFnu=HF/(TP-VLF)*100
6. Мощность в диапазоне низких частот, выраженная в нормализованных единицах:
LFnu=LF/(TP-VLF)*100
7. LF/HF - характеризует соотношение (баланс) симпатических и парасимпатических влияний.
Регистрация ЭКГ и дыхания проводилась одновременно в положении испытуемого лежа.
Все результаты были подвергнуты статистической обработке с помощью пакета программ «Статистика 6». Достоверность различий оценивали по критерию Стьюдента и непараметрическому критерию Вилкоксона.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Результаты анализа волновой и спектральной структуры ВРС в покое у учащихся 5-10 лет представлены в табл. 1.
В целом у большинства детей отмечено хорошее состояние автономной нервной регуляции сердечного ритма. У этих детей ритмограмма ВРС характеризуется хорошо выраженными волнами короткого, длинного и очень длинного периодов. Наибольший вклад в регуляцию сердечного ритма вносит парасимпатическая система (фоновая ваготония покоя). Данный вариант регуляции сердечного ритма отражает хорошее физическое состояние и стрессоустойчивость организма.
Спектральный анализ ВРС (табл.1) выявил, что частотный спектр вариабельности ритма сердца у всех обследованных школьников характеризуется хорошо выраженными волнами высокой, низкой и очень низкой частот.
Выявлены достоверные возрастные различия показателей общей мощности спектра (ТР,мс2). В возрастной период от 5 до 10 лет происходит достоверное снижение общей мощности спектра (ТР), и мощности очень низкочастотного и
низкочастотного и высокочастотного компонентов спектра ВРС, вычисленных в абсолютных единицах (ИЕ,мс2). У всех обследованных детей отмечены достоверно более высокие значения показателей высокочастотного компонента и низкие значения низкочастотного компонента в % спектра ВРС, что свидетельствует о преобладании парасимпатических влияний на сердечный ритм.
Таблица 1
Показатели спектрального анализа вариабельности сердечного ритма у учащихся 7-10 лет (М±т)
Возраст ТР, мсЛ2 УЬБ, мсЛ2 LF, мсЛ2 ОТ, мсЛ2 ЬБ п, п.и. ОТ п, ЬЕ/ОТ %УЬЕ %ОТ
5 8239,2 ±743,3 1162,6 ±461,5 2416 ±469,0 4659,7 ±473,7 27,9 ±2,8 72,0 ±2,8 0,454 ±0,067 15,1 ±2,4 22,2 ±2,0 62, ±3,0
6 7537,8 ±743,3 2432,6 ±857,6 2071,9 ±372,7 3033,2 ±492,4 39,3 ±2,4 56,2 ±2,4 0,904 ±0,077 26,3 ±2,4 31,8 ±2,0 41,8 ±2,7
7 6875,1 ±667,8 2043,3 ±857,6 1571,1 ±372,7 3260,7 ±492,4 39,3 ±2,4 60,6 ±2,4 0,764 ±0,077 22,6 ±2,4 29,4 ±1,7 47,9 ±2,9
8 5649,0 ±894,4 1044,0 ±117,0 1438,0 ±215,8 2396,0 ±798,4 37,0 ±2,5 63,0 ±2,5 0,586* ±0,085 22,0 ±1,6 28,8 ±1,8 47,2 ±2,8
9 4702,7 +235,2* 857,7* +150,5 992,0* +128,8 2853,0 +155,7 33,4 +3,0 66,6 +3,0 0,575 +0,082 21,9 +1,9 27,8 +3,1 51,3* +2,5
10 4753,0 +816,7 836,3 +132,9 1004,9 +111,0 2911,5 +706,0 31,7* +3,8 68,2* +3,8 0,528 +0,115 21,5 +4,8 23,7* +2,3 54,6* +2,3
Достоверных возрастных изменений показателей низко- и высокочастотной составляющих спектра, вычисленных в нормализованных единицах (п.и.) не выявлено.
Выделяется период 6-7 лет, когда, при общей направленности к снижению показателей, характеризующих активность симпатического отдела ВНС, отмечается существенное увеличение УЬБ и ЬБ в нормализованных единицах и сдвигом баланса вегетативной активности в сторону усиления симпатических влияний в регуляции ВНС (табл. 1).
Таким образом, проведенный анализ показателей вариабельности сердечного ритма у детей 5-10 лет выявил их определенную возрастную динамику. К 9-10 годам достоверно снижаются значения показателей ЬБп.и., ЬБ(%) и ЬБ/ИБ и увеличиваются значения показателей ИБ,мс2, ИБп.и. и ИБ(%), что свидетельствует о смещении вегетативного баланса в управлении сердечным ритмом в сторону преобладания парасимпатических нервных влияний.
Обобщая полученные результаты, можно заключить, что на протяжении периода дошкольного и младшего школьного возраста (5-10 лет) происходит совершенствование нервных регуляторных механизмов деятельности сердца, нарастает тонус парасимпатической нервной системы. Указанные изменения обуслов-
лены тем, что в младшем школьном возрасте продолжается дифференцировка отделов АНС, формируются сегментарные вегетативные центры, а также высшие отделы АНС, завершается миелинизация проводников, плотность вегетативных сплетений и сложность рецепторных полей в сердце достигают высокого уровня [1; 12; 17].
В возрастной период 6-7 лет отмечается усиление симпатических влияний в регуляцию сердечного ритма, что, возможно, связано с подготовкой к школе и началом обучения в первом классе, сопряженных с повышенным стрессом.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Исследование вариабельности сердечного ритма школьников в состоянии относительного покоя показало, что значения спектральных и временных показателей ВРС соответствуют таковым, приводимым в работах последних лет [8, 10] и указанным в международных стандартах [20]. У всех обследованных детей частотный спектр ВРС характеризовался хорошо выраженными волнами высокой, низкой и очень низкой частот. При этом у большинства обследованных школьников суммарная мощность спектра в диапазонах низких и высоких частот доминировала над величинами мощности спектра в очень низкочастотном диапазоне. Это свидетельствует о преобладании модулирующего симпато-парасимпатического регуляторного влияния над гуморально-метаболическим и центральными эрго-тропными регуляторными стимулами [10].
Проведенный анализ показателей вариабельности сердечного ритма у школьников 5-10 лет выявил их определенную возрастную динамику. К 9 годам достоверно снижаются значения показателей ЬРп.и., ЬБ (%) и ЬБ/НБ и увеличиваются значения показателей НБ, мс2, НБп.и. и НБ(%), что свидетельствует о смещении вегетативного баланса в управлении сердечным ритмом в сторону преобладания парасимпатических нервных влияний. От 8 к 10 годам отмечается относительно равный вклад волн низко- (ЬРп.и.) и высокочастотного (НБп.и.) диапазонов в общий спектр ВСР, что свидетельствует об относительном уравновешивании симпатических и парасимпатических влияний АНС на сердечный ритм.
Таким образом, состояние симпато-парасимпатического баланса АНС во многом определяет адаптационные возможности ребенка. Дети 6-7 лет с преобладанием симпатических нервных влияний на ритм сердца характеризуются сниженными адаптационными возможностями организма, обусловленными стрессовым влиянием условий подготовки и началом обучения в школе.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Аболенская А.В., Самохвалова В.П., Разживихина Г.Н. и др. Способ оценки адаптационных возможностей детского организма // Вопр. Охр. Мат. и детства. -1989. - №6. - С. 50-54
2. Баевский Р.М. Прогнозирование состояний на грани нормы и патологии. -М.: Медицина, 1979. - 295 с.
3. Баевский Р.М., Иванов Г.Г. Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и возможности клинического применения.
URL: //http://koi. Ecg.ru/books
4. Баевский Р.М., Кириллов О.И., Клецкин С.3. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе. - М.: Наука. 1984. - 221 с.
5. Баевский, Р.М. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокадиографических систем (методические рекомендации) / Р.М. Баевский, Г.Г. Иванов, А.В. Чирейкин и др. // Вестник аритмологии. - 2001. - №24. - С. 65-87.
6. Берсенева И.А Оценка адаптационных возможностей организма у школьников на основе анализа вариабельности сердечного ритма в покое и при ортостатической пробе: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. - 2000. - 17 с.
7. Вотякова, О.И. Показатели спектрального анализа вариабельности сердечного ритма у здоровых детей и подростков / О.И. Вотякова, А.И. Рывкин, М.С. Власова, О.В. Калинина // Вестник Иван.мед.акад. - 2003. - 8 прил. - С. 18-19.
8. Галеев А.Р., Игишева Л.Н. Взаимосвязь типа вегетативной регуляции и потребности в двигательной активности. - 2002.
URL: http://www.ortoplus.da.ru/; [email protected] }
9. Капущак, О.В., Макаров Л.М., Школьникова М.А. Возрастная динамика спектральных показателей ВРС у здоровых детей 7-16 лет / //Вестник аритмоло-гии. - 2000. - № 18. - С. 88-89.
10. Михайлов В.М. Вариабельность ритма сердца: опыт практического применения. - Иваново: Иван. Гос. Мед. академия, 2002. - 290 с.
11. Осадшая, Л.Б. Системные механизмы оптимизации и адаптации кар-диогемодинамики человека: Автореф. дис/ ... докт. мед. наук / Л.Б. Осадшая. -М., 1997. - 39 с.
12. Пузик, В.И., Харьков А.А Возрастная морфология сердечно-сосудистой системы человека. - М., Л.: АПН РСФСР. 1948. - 224 с.
13. Рябыкина Г.В., Соболев А.В. Вриабельность ритма сердца. - 2001. -200 с.
14. Соколова, О.И. Вегетативная регуляция у здоровых детей: Автореф. дис. ... канд. мед. наук / О.И. Соколова. - М., 2000. - 26 с.
15. Степанова, О.В. Особенности реакций сердечно-сосудистой системы на тестовые нагрузки у детей дошкольного возраста: Ареф. дисс. . канд. мед. наук / О.В. Степанова. - М., 1986. - 20 с.
16. Чечельницкая, С.М. Вегетативная регуляция у детей и подростков. Закономерности становления и роль в реализации риска хронической патологии: Дисс. ... докт. мед. наук / С.М. Чечельницкая. - М., 2000. - 260 с.
17. Шварков, С.Б. Синдром вегето-сосудистой дистонии у детей и подростков: Дисс. ... докт. мед. наук / С.Б. Шварков. - М., 1993. - 264 с.
18. Barantke M. Krauss T, Ortak J et al.Effects of gender and aging on differential autonomic responses to orthostatic maneuvers // J Cardiovasc Electrophysiol. - 2008 Dec;19(12):1296-303.
19. Duman L., Demirci M, Tanyel FC Heart rate variability analysis reveals a shift in autonomic balance towards an increase in parasympathetic tonus in boys with undescended testis // Eur J Pediatr Surg. - 2010. - 20, № 3. - P:150-152.
20. Heart rate variability. Standards of Measurement, Physiological interpretation and clinical use // Circulation. - 1996. - V. 93. - P. 1043-1065.
21. Longin E, Dimitriadis C, Shazi S, Gerstner T, Lenz T, König S. Autonomic nervous system function in infants and adolescents: impact of autonomic tests on heart rate variability // Pediatr Cardiol. - 2009. - 30, № 3. - P. 311-24.
22. Montano N., Ruscone T.G., Porta A. et al. Power spectrum analysis of heart rate variability to assess the changes in sympathovagal balance during graded orthostatic tilt // Circulation. - 1994. - Vol. 90, N 4. - P. 1826-1831
REFERENCE
1. Abolenskaja A.V., Samohvalova V.P., Razzhivihina G.N. i dr. Sposob ocenki adaptacionnyh vozmozhnostej detskogo organizma // Vopr. Ohr. Mat. I detstva. - 1989. №6. - P.50-54
2. Baevskij R.M. Prognozirovanie sostojanij na grani normy i patologii. - M.: Medicina, 1979. 295 p.
3. Baevskij R.M., Ivanov G.G. Variabel'nost' serdechnogo ritma: teoreticheskie aspekty i vozmozhnosti klinicheskogo primenenija
URL: http://koi. Ecg.ru/books
4. Baevskij R.M., Kirillov O.I., Kleckin S.3. Matematicheskij analiz izmenenij serdechnogo ritma pri stresse. - M.: Nauka. 1984. - 221 p.
5. Baevskij, R.M., Ivanov G.G., Chirejkin A.V. i dr. Analiz variabel'nosti ser-dechnogo ritma pri ispol'zovanii razlichnyh jelektrokadiograficheskih sistem (metodicheskie rekomendacii) / R.M. Baevskij, //Vestnik aritmologii. - 2001. - №24. -P. 65-87.
6. Berseneva I.A Ocenka adaptacionnyh vozmozhnostej organizma u shkol'nikov na osnove analiza variabel'nosti serdechnogo ritma v pokoe i pri ortostaticheskoj probe: Avtoref. dis. kand. biol. nauk. 2000. 17 p.
7. Votjakova, O.I., Ryvkin A.I., Vlasova M.S., Kalinina O.V. Pokazateli spek-tral'nogo analiza variabel'nosti serdechnogo ritma u zdorovyh detej i podrostkov //Vestnik Ivan.med.akad. - 2003. - 8 pril. - P. 18-19.
8. Galeev A.R., Igisheva L.N. Vzaimosvjaz' tipa vegetativnoj reguljacii i po-trebnosti v dvigatel'noj aktivnosti. - 2002.
URL: http://www.ortoplus.da.ru/; [email protected] }
9. Kapushhak, O.V., Makarov L.M., Shkol'nikova M.A. Vozrastnaja dinamika spektral'nyh pokazatelej VRS u zdorovyh detej 7-16 let //Vestnik aritmologii. - 2000. -№18. - P. 88-89.
10. Mihajlov V.M. Variabel'nost' ritma serdca: opyt prakticheskogo primenenija. -Ivanovo: Ivan. Gos. Med. akademija, 2002. - 290 p.
11. Osadshaja, L.B. Sistemnye mehanizmy optimizacii i adaptacii kardioge-modinamiki cheloveka: Avtoref. dis....dokt.med.nauk / L.B. Osadshaja. - Moskva, 1997. - 39 p.
12. Puzik, V.I., Har'kov A.A Vozrastnaja morfologija serdechno-sosudistoj siste-my cheloveka. - M., L.: APN RSFSR. 1948. - 224 p.
13. Rjabykina G.V., Sobolev A.V. Vriabel'nost' ritma serdca. - 2001. - 200 p.
14. Sokolova, O.I. Vegetativnaja reguljacija u zdorovyh detej: Avtoref. dis....kand.med. nauk / O.I. Sokolova. - M., 2000. - 26 p.
15. Stepanova, O.V. Osobennosti reakcij serdechno-sosudistoj sistemy na testovye nagruzki u detej doshkol'nogo vozrasta: Aref. diss....kand.med.nauk / O.V. Stepanova. - Moskva, 1986. - 20 p.
16. Chechel'nickaja, S.M. Vegetativnaja reguljacija u detej i podrostkov. Za-konomernosti stanovlenija i rol' v realizacii riska hronicheskoj patologii: Diss....dokt.med. nauk / S.M. Chechel'nickaja. - Moskva, 2000. - 260 p.
17. Shvarkov, S.B. Sindrom vegeto-sosudistoj distonii u detej i podrostkov: Diss.. ..dokt.med.nauk /S.B. Shvarkov. - M., 1993. - 264 p.
