CC BY
27
YAK 612.8.04 ББК P75.0
A.A. ГОВОРУХИНА
A.A. GOVORUKHINA
РЕГУЛЯТОРНО-АААПТИВНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПЕААГОГОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ П РОАОЛЖИТЕЛ ЬНОСТИ ПРОЖИВАНИЯ НА СЕВЕРЕ
REGULATORY AND ADAPTIVE OPPORTUNITIES OF TEACHERS IN DEPENDENCE OF TIME LIVING IN THE NORTH
Проанализированы регуляторно-адаптивные возможности педагогов разных образовательных учреждений, проживающих в условиях ХМАО - Югры. Установлено снижение показателей временного анализа и увеличение симпатической активации вегетативной нервной системы в различные периоды адаптации к условиям Севера. Выявлены периоды максимального напряжения регуляторных систем.
Teachers' regulatory and adaptive opportunities of different educational institutions living in the region of Khanty-Mansi Autonomous Okrug - Yugra have been analyzed. Indicators decrease in the temporary analysis and increase in sympathetic activation of the vegetative nervous system during various periods of adaptation to North conditions have been established. The periods of maximum regulatory systems' tension have been revealed.
Ключевые слова: регуляция, вариабельность сердечного ритма, индекс централизации, адаптация, педагоги, Север.
Key words: regulation, variability of a heart rhythm, centralization index, adaptation, teachers, North.
Универсальной реакцией организма на любое воздействие со стороны внешней и внутренней среды является сердечный ритм. Он содержит в себе информацию о функциональном состоянии всех звеньев регулирования жизнедеятельности человека [2, с. 54; 3, с. 3]. Известно, что нормальный процесс адаптации определяется частотными и временными параметрами модуляции регистрируемых биоэлектрических сигналов. Именно эти параметры определяют закономерности изменения биоритмологических процессов в различных масштабах времени и регистрируются в процессе выделения модуляционных характеристик биоэлектрических сигналов. Снижение ВРС тесно связано с возникновением опасных осложнений, а также с тяжестью течения многих заболеваний [14, с. 87; 15, с. 92], оно предшествует гемоди-намическим, метаболическим, энергетическим нарушениям и является наиболее ранним прогностическим признаком неблагополучия обследуемых лиц [2, с. 45; 9, с. 7]. При этом особый интерес представляет изучение регуляторных возможностей организма в отдельных профессиональных когортах, среди которых педагоги различных образовательных учреждений, как представители профессии, связанной с высокими интеллектуальными и эмоциональными нагрузками. В климато-экологических условиях Ханты-Мансийского автономного округа действие социального прессинга усугубляется, поскольку протекает на фоне биологически-дискомфортной среды.
Цель работы: проанализировать регуляторные возможности педагогов образовательных учреждений различного профиля в зависимости от продолжительности проживания на Севере.
Материал и методы исследования
В исследовании приняли участие 287 педагогов-женщин некоренной национальности, среди них: педагоги средних общеобразовательных учреждений (п=97), педагоги высших учебных заведений (п=124), педагоги средних специальных учебных заведений (п=32), педагоги центра дополнительного образования (п=32) г. Сургута. Все обследованные педагоги были разделены на группы в соответствии с возрастной физиологической классификацией, длительностью проживания на Севере.
Для оценки вегетативной регуляции сердечного ритма использовали запись и анализ кардиоритмограммы на аппаратно-программном комплексе «Поли-Спектр-8» (Нейрософт, Россия). Анализ ВРС (временной и спектральный) осуществляли в соответствии с рекомендациями стандарта Европейского кардиологического общества и Североамериканского общества электростимуляции и электрофизиологии.
Статистический анализ полученных результатов выполняли при помощи пакета программ «Биостатистика 4.03», «Statistica 8.0.
Результаты исследования и обсуждение
При адаптации к изменяющимся условиям внешней среды происходит мобилизация целого комплекса специфических и неспецифических ответных реакций со стороны многих систем организма. Роль ВНС является решающей при регуляции, координации и адаптации деятельности органов в связи с нуждами организма [10, с. 96; 1, с. 14]. От состояния ВНС зависит мощность адаптационных резервов организма, эффективность и выбор стратегии адаптации, работоспособность и успешность деятельности, а также некоторые свойства личности. Деятельностью ВНС достигается адекватное физиологическое обеспечение свободного поведения и, в то же время, поддержание гомеостаза [4, с. 120; 10, с. 96]. Перенапряжение механизмов адаптации, и, как следствие этого, дисфункция ВНС составляет базу предбо-лезни многих соматических заболеваний. Определение функциональных характеристик ВНС даёт возможность получить информацию о благополучии организма, следовательно, значения показателей ВНС можно использовать для оценки уровня адаптации.
Анализ спектральных показателей ВРС педагогов в зависимости от продолжительности проживания на Севере позволил установить, что максимальными величинами показателя ТР, мс характеризовались педагоги, проживающие в условиях Севера от 6 до 10 лет и от 26 до 35 лет (табл. 1).
Таблица 1
Показатели спектрального анализа вариабельности ритма сердца педагогов с разной продолжительностью проживания на Севере, М±П1
Проживание на Севере, лет п ТР, мс % VLF % LF % ОТ LF/HF, у.е.
1 2 3 4 5 6 7
0-5 35 2356,4 ±210,6 42,2±3,2 30,1±1,4 27,7±0,5 1,1±0,08
6-10 44 3307,1 ±183,8 р1-2=0,004 44±2,1 р1-2=0,000 26,5±1,6 29,5±2,4 1,2±0,2
11-15 30 1781,7 ±238,7 р2-3=0,006 46,7±3,1 р1-3=0,000 25,8±1,5 р1-3=0,024 27,5±2,8 1,6±0,3 р1-3=0,050
16-20 45 1587,6 ±307,9 р2-4=0,000 47,6±1,5 р1-4=0,000 26,2±1,1 р1-4=0,009 26,2±2,0 1,4±0,2 р1-4=0,036
Окончание табл.1
1 2 3 4 5 6 7
21- -25 30 2969,4 45,5±4,8 30,2±3,0 24,3±3,1 1,6±0,2
±331,6 р1-5=0,029 р1-5=0,012
р4-5=0,031
26- -30 29 4454,5 41,7±3,3 30,6±1,7 27,7±3,5 1,5±0,2
±623,1 р1-6=0,022 Р3-6=0,028 р1-6=0,006
Р1-6=0,008 р4-6=0,046 р4-6=0,011
РЭ-6=0,016
р4-6=0,000
31- -35 32 2740,9 36,8±3,0 25,1±1,6 38,1±3,4 0,8±0,1
±257,7 р2-7=0,028 р1-7=0,040 р1-7=0,000 р3-7=0,027
р1 7=0,005 р2-7=0,016 р4-7=0,000 р^ 7=0,030 р4-7=0,005
р3-7=0,007 р6-7=0,047 р2-7=0,012 р5-7=0,005
р4-7=0,000 р4-7=0,000 р6-7=0,001
р5-7=0,002
р6-7=0,014
Примечание. р - достоверность различий по ^критерию Стьюдента.
Известно, что общая мощность спектра отражает суммарный эффект воздействия на сердечный ритм всех уровней регуляции [7, с. 122]. Ряд исследователей отмечают, что высокие значения ТР свидетельствуют о преобладании автономного контура регуляции сердечного ритма [12, с. 333]. Колебания суммарной мощности, как и колебания абсолютных значений мощности различных волн спектра, могут говорить о неустойчивости регуля-торных систем сердечного ритма. Установлено преобладание вклада VLF,% в общую мощность спектра в большинстве групп, выделенных по продолжительности проживания на Севере. Установлено, что вклад VLF в общий спектр был максимальным у педагогов, проживающих на Севере от 16 до 20 лет, что свидетельствует о выраженном стрессовом состоянии [11, с. 22] ВНС во время этих периодов адаптации. Известно, что преобладание вклада VLF,мс2 в общую мощность спектра характеризует активность симпатического отдела вегетативной нервной системы, влияние надсегментарного уровня регуляции. Амплитуда VLF отражает психоэмоциональное состояние, напряжение и функциональное состояние коры головного мозга, а также энергометаболический уровень регуляции. Очень низкочастотная составляющая спектра хорошо отражает энергодефицитные состояния и состояния гиперадаптации, высокий уровень VLF волн трактуется как гиперадаптивное состояние, а сниженный уровень VLF - как энергодефицитное [2, с. 26; 12, с. 335].
Некоторые исследователи считают, что преобладание VLF-волн в общем спектре может указывать на дизрегуляцию, а также снижение функциональных и адаптивных возможностей организма [12, с. 335]. Другие связывают данный показатель с различными гуморальными факторами. Принято считать, что увеличение низкочастотной составляющей связано с преобладанием гуморально-метаболического влияния, увеличением концентрации ка-техоламинов, которые оказывают возбуждающее действие на центральную нервную систему. Установлено, что снижение доли дыхательной составляющей HF указывает на смещение вегетативного баланса в сторону преобладания симпатического отдела [2, с. 26; 12, с. 335]. У обследованных нами педагогов изменение показателя HF происходило волнообразно, обнаруживая самые низкие значения у педагогов, проживших на Севере более 35 лет. Процентное содержание домена VLF в старшей возрастной группе педагогов превышали таковые других возрастных групп, что можно трактовать как гиперадаптивное состояние (по А.Н. Флейшману) за счёт увеличения мощности энергетического спектра гуморального звена нейрогуморальной регуляции.
Обычно дыхательная составляющая (HF) занимает 40-55% суммарной мощности спектра. Снижение этой доли указывает на смещение вегетативного баланса в сторону преобладания симпатического отдела. Если же величина HF% падает ниже 20% или резко возрастает более 70%, то, соответственно, можно говорить о резком преобладании центральной или автономной регуляции. В этом случае существенно уменьшаются или увеличиваются временные показатели SDNN, RMSSD и pNN50 [2, с. 26; 12, с. 335]. Снижение доли высокочастотных волн свидетельствует о падении влияния вагуса на ритмообразовательные процессы сердца и нарастающем разобщении между сердечно-сосудистой и дыхательной системами организма при максимальных нагрузках [5, с. 39].
Анализ значений индекса централизации (ИЦ) и индекса активации подкорковых центров (ИАПЦ) обследованных преподавателей показал, что адаптационный период 11-15 лет проживания на Севере характеризуется резким увеличением ИЦ и ИАПЦ (рис. 1).
у.е.
16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 -0 -
<5 лет 6-10 лет 11-15 лет 16-20 лет 21-25 лет 26-30 лет 31-35 лет
Рис. 1. Индекс централизации (ИЦ) и индекс активации подкорковых центров педагогов (ИАПЦ) в зависимости от продолжительности проживания на Севере
Доля соседних интервалов R-R, которые различаются более чем на 50 мс - это pNN50,%, относительное значение, также показывающее преобладание парасимпатического звена регуляции над симпатическим. Это показатель достоверно снижался при увеличении продолжительности проживания на севере, а также с возрастом, что свидетельствует о снижении парасимпатических влияний. Превалирование симпатических вегетативных реакций имеет значение для прогрессирования неблагоприятных инволю-тивных изменений ЦНС и ССС, что может способствовать срыву срочной и долговременной адаптации. Многочисленные исследования показывают, что спектральный анализ сердечного ритма позволяет косвенно судить о состоянии сегментарных и надсегментарных структур мозга [11, с. 16]. Частотные характеристики сердечного ритма отражают уровень и характер метаболических процессов и особенности их нейровегетативной регуляции. Индивидуальный спектр ВРС устойчив течение длительного времени, именного поэтому его анализ используют для оценки вегетативного тонуса человека.
Ритмообразовательные процессы в сердце отражают состояние многоуровневой системы регуляторных механизмов, начиная с внутриклеточных и заканчивая влияниями центральной нервной системы. Синусо-предсердный узел является объектом нейро-гуморальных влияний, а сердечный ритм ведущим маркером функционального состояния и адаптационных возможностей организма. Анализ показателей, характеризующих общую ВРС педагогов в зависимости от продолжительности проживания на Севере представлен на рис. 2. Величина SDNN - это стандартное отклонение всех NN - интервалов, является наиболее информативным показателем в определении ВРС в целом
■ ИЦ □ ИАПЦ
и зависит от влияния на синусовый узел симпатического или парасимпатического отделов ВНС, поскольку регуляция ритма сердца реализуется в сунусо-вом узле через сложные нервные и гуморальные механизмы.
Рис. 2. Показатели временного анализа вариабельности ритма сердца (RMSSD, SDNN) педагогов в зависимости от продолжительности проживания на Севере
м.с.
Высокие значения SDNN отмечаются обычно у здоровых лиц в покое и отражают хорошее состояние сердечно-сосудистой системы и её регуляции. Снижение этого показателя может быть связано с низкими значениями парасимпатических индексов RMSSD, мс и pNN50,%, что может быть обусловлено как нарушениями адаптации сердечно-сосудистой системы, так и с нарушениями системы регуляции [6, с. 115]. Таким образом, значительное снижение величины SDNN у обследованных нами педагогов на начальных этапах адаптации к условиям Севера свидетельствует о напряжённом функционировании ССС и ВНС в эти периоды.
Показатель активности парасимпатического звена вегетативной регуляции - это RMSSD - квадратный корень из среднеарифметического значения квадрата разности длительностей последовательных интервалов R-R. Этот показатель вычисляется по динамическому ряду разностей последовательных пар кардиоинтервалов и не содержит медленноволновых составляющих сердечного ритма. Он в чистом виде отражает активность автономного контура регуляции. Чем выше значение RMSSD, тем активнее звено парасимпатической регуляции. В норме значения этого показателя находятся в диапазоне 20-50 мс.
В группе педагогов, поживающих на Севере от 6 до 10 лет, установлены наибольшие значения величины RMSSD (126,9±32,7, мс), что свидетельствует об усилении парасимпатических влияний на синусовый узел. Следовательно, резкое снижение парасимпатической активности при переезде в гипокомфортные условия Севера через 5 лет проживания приводит к некоторому её увеличению в группе педагогов, проживающих на Севере от 6 до 10 лет. В целом тенденция изменения RMSSD отражает увеличение вклада симпатической активности ВНС в регуляцию сердечного ритма с увеличением длительности проживания в условиях высоких широт.
Профессия педагога характеризуется высоким психоэмоциональным напряжением, что неизбежно приводит к возникновению эмоционального стресса, отражается на психофизиологических особенностях человека, что может сопровождаться выраженными сдвигами парасимпатического звена. Наряду с эти показано, что к факторам, провоцирующим вегетативные дисфункции, относят гиподинамию, неблагоприятные или резко меняющиеся техногенные влияния, аллергию и т. д. Проведённое нами исследование выявило низкую приверженность педагогов к здоровому образу жизни, широкую распространённость среди них метаболических нарушений
(ИМТ > 25кг/м2, гиперхолестеринемия), недостаточную физическую активность. Поскольку только сбалансированная вегетативная регуляция позволяет максимально реализовать функциональные возможности организма, а её нарушения могут выступать как наиболее ранний признак дезадаптации среди людей, считающих себя практически здоровыми [8, с. 77], наблюдение за регуляторными параметрами на всех стадиях адаптации к условиям Севера. Результаты вариационной пульсометрии представлены в таблице 2.
Таблица 2
Показатели кардиоинтервалографии педагогов с разной продолжительностью проживания на Севере, М±П1
Проживание на Севере, лет п Мо, с АМо, % вр, с ИВР, у.е. ПАПР, у.е.
0-5 35 0,859±0,012 48,7±1,0 0,438±0,036 112,2±8,0 65,1±4,2
6-10 44 0,794±0,010 р1-2=0,000 42,7±2,1 р1-2=0,036 0,745±0,149 137,0±17,9 54,9±3,0
11-15 30 0,822±0,016 52,3±2,6 р2-3=0,007 0,256±0,023 р1-3=0,000 р2-3=0,011 252,4±19,9 р1-3=0,000 р^=0,000 64,4±3,1 р2-3=0,050
16-20 45 0,898±0,016 р1-4=0,023 р2-4=0,000 р3-4=0,000 54,5±3,1 р1-4=0,007 р2-4=0,000 0,264±0,031 р1-4=0,000 р2-4=0,001 287,6±37,4 р1-4=0,000 р2-4=0,000 61,5±3,6 р2-4=0,046
21-25 30 0,875±0,019 р2 5=0,000 Р2-5=0,022 45,5±2,5 р4-5=0,004 0,369±0,045 р2 5=0,048 Р2-5=0,030 р4-5=0,008 198,9±27,6 р1-5=0,003 р„=0,000 57,9±3,2 р1 5=0,028 рм=0,009 р4-5=0,013
26-30 29 0,843±0,023 Р2-6=0,034 р4-6=0,013 40,5±2,8 р1-6=0,012 Р3-6=0,005 Р4-6=0,000 0,349±0,035 Р2-6=0,037 Р3-6=0,037 р4-6=0,013 162,0±19,7 р1-6=0,013 Р3-6=0,002 Р4-6=0,000 48,5±3,5 Р1-6=0,009 Р3-6=0,003 р4-6=0,003
31-35 20 0,888±0,025 р2-7=0,000 р2-7=0,025 44,1±4,1 р4-7=0,005 0,424±0,042 р3-7=0,000 р4-7=0,000 142,3±19,6 р3-7=0,000 р^=0,000 51,5±5,9 р1-7=0,046 р^=0,024 р4-7=0,023
Примечание. р - достоверность различий по критерию Стьюдента.
Величина АМо,% отражает влияние центрального контура регуляции на автономный по нервным каналам. После 5 лет проживания на Севере происходило снижение АМо, затем - увеличение. Наибольшее статистически достоверное увеличение этого показателя установлено в группах педагогов, проживающих на Севере от 10 до 20 лет. Величина вариационного размаха, отражающая активность парасимпатического отдела, увеличивалась (по сравнению с другими группами) у педагогов, проживающих на Севере от 6 до 10 лет.
Индекс вегетативного равновесия (ИВР) определяет соотношение симпатической и парасимпатической регуляции сердечной деятельности. Величина этого показателя статистически достоверно увеличивалась в группах с продолжительностью проживания на Севере от 10 до 20 лет. Величина ВПР также позволяет судить о вегетативном балансе: чем меньше величина ВПР, тем больше вегетативный баланс смещён в сторону преобладания парасим-
патической регуляции. Установлено, что наименьшими значениями ВПР характеризовались педагоги, проживающие на Севере до 10 лет. Следовательно, в период от 11 до 15 лет и при продолжительности проживания на Севере более 30 лет происходит увеличение симпатической активности ВНС. ИН характеризует активность симпатической регуляции. В норме он колеблется в пределах 80-150 условных единиц и отражает степень централизации управления сердечным ритмом [2, с. 236].
Рис. 3. Индекс напряжения педагогов в зависимости от продолжительности проживания на Севере
Установлено увеличение индекса напряжения при увеличении продолжительности проживания на Севере более 10 лет. Максимальные величины ИН характерны для групп педагогов, проживающих в условиях высоких широт от 10 до 20 лет. Если человек пребывает в состоянии, требующем повышенной готовности, быстроты реакции, при стрессе и некоторых других патологических состояниях к регуляции сердечного ритма подключаются более высокоорганизованные структуры мозга - ствол и кора больших полушарий. Сердечный ритм становится более жёстким и ИН увеличивается. Также увеличение индекса напряжения связывают с наличием или риском развития сердечной патологии, высоким уровнем стрессорных воздействий, повышенного внимания, готовности, а также ИН увеличивается у лиц с повышенной тревожностью.
Таким образом, установлено, что происходит усиление вклада симпатической активности ВНС в регуляцию ритма сердца обследованных преподавателей с увеличением продолжительности проживания в условиях высоких широт. Выявленное изменение показателей вариабельности ритма сердца можно расценивать как сигнал риска развития гемодинамических, метаболических и энергетических нарушений.
Литература
1. Агаджанян, Н.А. Человек в условиях Севера [Текст] / Н.А. Агаджанян, П.Г. Петрова. - М. : КРУК, 1996. - 208 с.
2. Баевский, Р.М. Основы экологической валеологии человека [Текст] / Р.М. Баевский, А.Л. Максимов, А.П. Берсенева. - Магадан : СВНЦ ДВО РАН, 2001. - 276 с.
3. Валькова, Н.Ю. Количественная оценка вегетативной регуляции: методология, системное исследование влияния внешних и внутренних факторов [Текст] : автореф. дис. ... д-ра биол. наук / Н.Ю. Валькова. - Архангельск, 2007. - 40 с.
4. Вейн, А.М. Вегетативные расстройства: клиника, диагностика, лечение [Текст] / А.М. Вейн. - М. : МИА, 2003. - 752 с.
5. Горст, В.Р. Формирование ритма сердца и адаптационные возможности организма при различных функциональных состояниях [Текст] : автореф. дис. ... д-ра биол. наук / В.Р. Горст. - Астрахань, 2009. - 47 с.
6. Ильина, С.С. Значение различных методов анализа вариабельности сердечного ритма в кардиологии [Текст] / С.С. Ильина [и др.] // Вестник Омского государственного университета. - 2003. - № 5. - С. 115-120.
7. Калинина, И.Н. Гендерные особенности вегетативного статуса у здоровых лиц в возрасте 15-60 лет [Текст] / И.Н. Калинина // Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение : тез. докл. IV Всерос. симпоз. с междунар. участием. - Ижевск, 2008. - С. 121-124.
8. Козырев, Т.В. Функциональные изменения при адаптации организма к холоду [Текст] / Т.В. Козырев, Е.Я. Ткаченко, Т.Г. Симонова // Успехи физиологических наук. - 2003. - Т. 34. - № 2. - С. 76-84.
9. Михайлов, В.М. Вариабельность ритма сердца: опыт практического применения метода [Текст] / В.М. Михайлов. - Иваново, 2002. - 290 с.
10. Ноздрачев, А.Д. Современные способы оценки функционального состояния автономной (вегетативной) нервной системы [Текст] / А.Д. Ноздрачёв, Ю.В. Щербатых // Физиология человека. - 2001. - Т. 27. - № 6. - С. 95-101.
11. Хаспекова, Н.Б. Диагностическая информативность мониторирования вариабельности ритма сердца [Текст] / Н.Б. Хаспекова // Вестник аритмоло-гии. - 2003. - № 32. - С. 15-23.
12. Шлык, Н.И. ВСР у детей, взрослых и спортсменов с разным типом функционального состояния регуляторных систем [Текст] / Н.И. Шлык [и др.] // Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение : материалы IV Всеросс. симп. ; отв. ред. Н.И. Шлык, Р.М. Баев-ский. - Ижевск : УдГУ, 2008. - С. 333-340.
13. Шлык, Н.И. Сердечный ритм и тип регуляции у детей, подростков и спортсменов : монография [Текст] / Н.И. Шлык. - Ижевск : Изд-во «Удмуртский университет», 2009. - 255 с.
14. Reed, M.J. Heart rate variability measurements and the prediction of ventricular arrhythmias / M.J. Reed, C.E. Robertson, P.S. Addison // QJM. - 2005. - Vol. 98. - P. 87-95.
15. Routledge, H.C. Heart rate variability - a therapeutic target? / H.C. Routledge, S. Chowdhary, J.N. Townend // J Clin Pharm Ther. - 2002. - Vol. 27. - P. 85-92.
