CC BY
35
УДК 612.216.06:612.172.2.087:616-053.4/.7 Е.Г.Потягайло
СЕРДЕЧНО-ДЫХАТЕЛЬНЫЙ СИНХРОНИЗМ КАК НОВЫЙ СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ НАРУШЕНИЙ РЕГУЛЯТОРНО-АДАПТИВНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ДЕТСКОГО ОРГАНИЗМА
Кубанская государственная медицинская академия, г. Краснодар
РЕЗЮМЕ
Для оценки регуляторно-адаптивных возможностей организма у детей предлагается использовать метод сердечно-дыхательного синхронизма. Сердечно-дыхательный синхронизм проявляется в том, что при частоте дыхания, превышающей исходный сердечный ритм, сердце усваивает дыхательную ритмику и сокращается с частотой дыхания. Параметрами сердечно-дыхательного синхронизма, позволяющими оценить регуляторно-адаптивные возможности организма у детей, являются ширина диапазона синхронизации и длительность ее развития на минимальной границе. При снижении регуляторно-адаптивных возможностей организма ширина диапазона синхронизации уменьшается, а длительность ее развития на минимальной границе увеличивается. При этом, чем больше степень уменьшения регуляторно-адаптивных возможностей, тем уже диапазон и больше длительность развития синхронизации на минимальной границе.
SUMMARY
E.G.Potyagailo
CARDIO-RESPIRATORY
SYNCHRONISM - A NEW METHOD TO DETERMINE DISTURBANCE OF REGULATORY-ADAPTIVE ABILITIES IN CHILDREN
To assess regulatory and adaptive abilities in children we used method of cardio-respiratory synchronism. Cardio-respiratory synchronism lies in that with respiratory rate exceeding baseline heart rate heart adopts respiratory rate and contracts in accordance with respiratory rate. The following parameters of cardio-respiratory synchronism allow us to assess regulatory-adaptive abilities: the width of synchronization range and synchronization duration. The greater regulatory-adaptive abilities decrease the narrower the range and longer the duration of synchronization.
Оценка регуляторно-адаптивных возможностей организма все в большей мере рассматривается как один из важных критериев здоровья [8]. В общебиологическом плане под здоровьем понимают возможность организма активно адаптироваться к условиям окружающей среды [1]. При эмоциональных перенапряжениях, болезни, по ряду авторов [1, 8], происходит снижение регуляторно-адаптивных возможностей организма. На стадиях предболезни, когда болезнь протекает еще в скрытой форме, уже имеет место снижение регуляторно-адаптивных возможностей организма [8], которое
становится более выраженным по мере развития заболевания. В связи с этим, становится очевидным, что оценка регуляторно- адаптивных возможностей организма у детей является актуальной проблемой, решение которой позволит диагностировать преморбидные состояния и своевременно их корригировать. В настоящее время регуляторно-адаптивные возможности организма определяются в основном с помощью аппаратнотехнических средств на основе измерения степени напряжения регуляторных систем с использованием методики математического анализа сердечного ритма [1, 2], анализа ритмов сердца и мозга [6].
Целью данной работы было определить возможность использования метода сердечно-дыхательного синхронизма для оценки регуляторно-адаптивных возможностей организма. Предпосылкой к этому послужил факт участия в формировании сердечнодыхательного синхронизма различных структурнофункциональных уровней нервной системы [5] и возникшее в связи с этим предположение, что изменения, происходящие в ней при состояниях, сопровождающихся снижением регуляторно-адаптивных возможностей организма (психоэмоциональном стрессе, болезни), отразятся на параметрах сердечно-дыхательного синхронизма.
Участие в формировании сердечно-дыхательного синхронизма нервной системы позволило предположить зависимость его параметров от ее врожденных качеств, а следовательно и отличия параметров сердечно-дыхательного синхронизма у темпераментов с различными адаптивными способностями. При этом, принимая во внимание мнение И.П.Павлова, сангвиники и флегматики расценивались как наиболее адаптированные к жизни темпераменты, меланхолики и холерики -как наименее адаптированные [5].
Материал и методы исследования
Для выяснения динамики параметров сердечнодыхательного синхронизма у детей при психоэмоциональном стрессе был обследован 31 здоровый ребенок. У этих детей параметры сердечно-дыхательного синхронизма определялись в обычные дни школьных занятий и во время стрессовой ситуации, вызванной сдачей годовых контрольных работ. С целью выяснения уровня тревожности всем детям до и во время стрессовой ситуации проводилось тестирование по Люшеру.
Параметры сердечно-дыхательного синхронизма во время болезни определялись у 26 здоровых и больных детей. Здоровые дети составили первую (контрольную группу), больные дети были объединены во вторую группу. Основными клиническими диагнозами у детей были хронический гастродуоденит и язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки в фазе обостре-
ния. Патология желудка и двенадцатиперстной кишки была взята в связи с тем, что импульсация с органов брюшной полости наиболее часто оказывает рефлекторные влияния на сердце.
Параметры сердечно-дыхательного синхронизма в зависимости от типа нервной системы исследовались у 42 детей. Тип нервной системы при этом определялся с помощью теста Айзенка, который используется в качестве основного для оценки темперамента у детей [7]. Для большей информативности и сопоставимости данных все исследования были выполнены на детях одного пола и возраста - мальчиках 12 лет. При постановке исследований были учтены требования Хельсинской декларации Всемирной Медицинской Ассоциации.
Суть пробы сердечно'-дыхательного синхронизма сводилась к следующему: после регистрации электрокардиограммы и пневмограммы в исходном состоянии испытуемому предлагали дышать в такт вспышкам фотостимулятора (миганию лампочки), частота которых регулировалась исследователем. Электрокардиограмма, пневмограмма и отметки вспышек фотостимулятора синхронно регистрировались на самописце. Продолжительность пробы составляла в среднем 60 секунд. Факт сердечно-дыхательного синхронизма, т. е. состояние, при котором каждому дыханию соответствовало одно сердечное сокращение, устанавливался на записи по равенству времени интервала Я-Я электрокардиограммы, расстоянию между идентичными элементами пневмограммы и отметками вспышек фотостимулятора.
Первоначально частота вспышек лампочки устанавливалась на 5% ниже исходного ритма сердца, дети дышали в такт вспышкам 30-60 с, после чего вновь переходили на обычное дыхание. После восстановления частоты сердечных сокращений и дыхания до исходных величин частоту вспышек фотостимулятора устанавливали на 5% выше первоначальной и пробу повторяли вновь.
При проведении пробы с последующим 5% ростом частоты вспышек фотостимулятора находили такую частоту, при которой появлялся феномен синхронизации. Эту частоту обозначили минимальной границей сердечно-дыхательного синхронизма, которую выражали в синхронных кардиореспираторных циклах в минуту. Далее по мере наращивания частоты вспышек фотостимулятора с прежним 5% интервалом от предыдущей величины находили частоту, при которой синхронизация не развивалась. Наибольшую частоту дыхания (вспышек фотостимулятора), при которой еще наблюдался сердечно-дыхательный синхронизм, обозначили как максимальную границу сердечно-дыхательного синхронизма и выражали ее в синхронных кардиорес-пираторных циклах в минуту. Для определения ширины диапазона вычислялась разность между максимальной и минимальной границами. Помимо диапазона синхронизации определяли длительность развития синхронизации на минимальной и максимальной границах, которая оценивалась в количестве кардиоциклов от начала пробы до наступления сердечно-дыхательного синхронизма и разницу между минимальной границей и исходной частотой сердечных сокращений (ЧСС).
Следует отметить, что при проведении исследова-
ний ни одним из испытуемых не было отмечено каких-либо неприятных ощущений. Дыхание при частоте, вызывающей сердечно-дыхательный синхронизм, становилось поверхностным. Уменьшение дыхательного объёма при возросшей частоте дыхания предотвращало развитие гипервентиляции и связанный с ней выраженный сдвиг кислотно-щелочного баланса, что было показано ранее при исследовании кислотно-щелочного состояния крови [4].
Результаты исследования и их обсуждение
Тестирование по методике Люшера до стрессорной ситуации (за 1 месяц до контрольной) позволило установить, что 29 детей имели низкий уровень тревожности, что соответствовало 0-3 баллам по шкале тревожности, 2 ребенка - средний уровень тревожности, что соответствовало 4-7 баллам по шкале тревожности.
Во время контрольной численность детей с низким уровнем тревожности снизилась до 2-х, численность детей со средним уровнем тревожности возросла до 19, у 10 детей имела место высокая тревожность, что соответствовало 8 и более баллам по шкале тревожности
Во время экзаменационной обстановки у всех детей исходная ЧСС увеличилась на 8,59±1,32 ударов (р<0,01) и составила 93,29±2,08 уд/мин, минимальная граница достоверно не изменилась и составила 96,87±2,04, максимальная граница снизилась на 6,65±1,78 (р<0,01) и составила 110,35±2,54 уд/мин, ширина диапазона синхронизации уменьшилась на 6,9±1,13 (р<0,01) и составила 13,45±1,28, разница между минимальной границей и исходной ЧСС уменьшилась на 4,64±0,78 (р<0,01) и составила 7,42±1,01, длительность развития синхронизации на минимальной границе сердечно-дыхательного синхронизма увеличилась на 1,29±1,89 (р>0,05) и составила 14,93±3,43, длительность развития синхронизации на максимальной границе сердечно-дыхательного синхронизма снизилась на 3,32±4,0 (р>0,05) и составила 36,9±3,01.
У детей с высоким уровнем тревожности во время экзаменационной обстановки исходная ЧСС увеличилась на 12,78±3,31 ударов (р<0,01) и составила 100,5±5,44 уд/мин, минимальная граница снизилась до 99,11±3,79 уд/мин (р>0,05), максимальная граница снизилась еще более значительно - на 11,33±2,98 (р<0,01) и составила 112,11±3,98 уд/мин, ширина диапазона синхронизации уменьшилась на 9,77±2,68 (р>0,01) и составила 13,0±3,05, разница между минимальной границей и исходной ЧСС снизилась на 5,66±2,39 (р>0,01) и составила 6,66±2,23, длительность развития синхронизации на минимальной границе увеличилась на 2,55±3,47 (р>0,05) и составила 12,8±0,44, длительность развития синхронизации на максимальной границе уменьшилось на 5,3±5,51 (р>0,05) и составила 31,8±4,31.
У детей первой (контрольной группы) минимальная граница сердечно-дыхательного синхронизма составила 92,5±1,27, максимальная граница сердечно-
дыхательного синхронизма 119,5±1,53 уд/мин, ширина диапазона синхронизации 27,0±0,68, разница между минимальной границей и исходной ЧСС 10,3±0,89, длительность развития синхронизации на минимальной границе 12,5±2,88, длительность развития синхрониза-
ции на максимальной границе 35,3±4,81.
У детей второй группы по сравнению с детьми контрольной группы минимальная граница была несколько ниже и составила 91,93±2,24 (р>0,05), максимальная граница была ниже и составила 99,37±2,15 (р<0,01), ширина диапазона синхронизации была меньше и составила 7,44±0,89 (р<0,01), разница между минимальной границей и исходной ЧСС была больше и составила 13,75±1,57, длительность развития синхронизации на минимальной границе была больше и составила 13,75±1,57 (р>0,05), длительность развития синхронизации на максимальной границе была меньше и составила 27,94±3,17 (р>0,05).
Психологическое тестирование позволило оценить две шкалы - экстраверсию-интроверсию и нейротизм и по их сочетанию определить типы: сангвиник, флегматик, холерик, меланхолик.
Установлено, что у флегматиков минимальная граница составила 95,1±5,27, максимальная граница 116,0±6,33, ширина диапазона синхронизации 20,5±1,54, разница между минимальной границей и исходной ЧСС 10,13±1,01, длительность развития синхронизации на минимальной границе 11,5±2,72, длительность развития синхронизации на максимальной границе 40,0±4,38; у сангвиников минимальная граница составила 96,0±5,02, максимальная граница 112,33±5,95, ширина диапазона синхронизации 16,3±1,33, разница между минимальной границей и исходной ЧСС 11,22±0,59, длительность развития синхронизации на минимальной границе 8,0±1,08, а на максимальной - 28,55±2,41; у меланхоликов минимальная граница составила 92,75±2,63, максимальная граница 106,56±5,01, ширина диапазона синхронизации 13,81±1,39, разница между минимальной границей и исходной ЧСС 9,69±0,67, длительность развития синхронизации на минимальной границе 13,31± 1,43, а на максимальной - 31,19±0,24; у холериков минимальная граница составила 92,88±2,46, максимальная граница 104,44±2,66, ширина диапазона синхронизации 11,55±0,84, разница между минимальной границей и исходной ЧСС 11,22±1,18, длительность развития синхронизации на минимальной границе 16,66±4,48, а на максимальной - 23,88±4,38.
С целью определения возможности использования параметров сердечно-дыхательного синхронизма для оценки регуляторно-адаптивных возможностей организма мы проанализировали направленность и выраженность изменений параметров сердечно-
дыхательного синхронизма, у детей в зависимости от типа нервной системы, при стрессе и болезни.
Проведенный анализ позволил установить, что од-нонаправлено изменяются в зависимости от состояния регуляторно-адаптивных возможностей организма ширина диапазона и длительность развития синхронизации на минимальной границе. Уменьшение ширины диапазона и увеличение длительности развития синхронизации на минимальной границе свидетельствуют об ухудшении регуляторно-адаптивных возможностей организма. Так, темпераменты, характеризующиеся высокой степенью адаптивности (флегматики, сангвиники), имеют наиболее широкий диапазон и меньшую длительность развития синхронизации на минимальной
границе чем темпераменты, характеризующиеся низкой степенью адаптивных возможностей (меланхолики, холерики). При состояниях, характеризующихся ухудшением регуляторно-адаптивных процессов (стрессе, болезни) происходит уменьшение ширины диапазона и увеличение длительности развития синхронизации на минимальной границе.
Обращает на себя внимание, что, чем больше степень уменьшения адаптивных возможностей, тем больше уменьшается ширина диапазона и более значительно увеличивается длительность развития синхронизации на минимальной границе. Так, при стрессе - чем выше уровень тревожности, тем меньше диапазон и больше длительность развития синхронизации на минимальной границе.
Выводы
Значимыми показателями сердечно-дыхательного синхронизма, характеризующими адаптивнорегуляторные возможности организма у детей, являются ширина диапазона и длительность развития синхронизации на минимальной границе, по выраженности изменения которых можно судить о степени отклонения адаптивных возможностей от нормы. Учитывая неинвазивность, простоту и быстроту метода сердечнодыхательного синхронизма (продолжительность в среднем составляет 60 с), его можно рекомендовать для оценки регуляторно-адаптивных возможностей организма ребенка.
ЛИТЕРАТУРА
1. Баевский Р.М., Берсенева А.П. Оценка адаптационных возможностей организма и риск развития забо-леваний.-М.: Медицина, 1997.-236 с.
2. Галеев А.Р. Использование показателей сердечного ритма для оценки функционального состояния школьников с учетом их возрастных особенностей и уровня двигательной активности: Автореф. дис. ... канд.мед.наук.-Новосибирск, 1999.
3. Павлов И.П. Полное собрание сочинений.-М.; Л. : Изд-во АН СССР, 1951.-Т.3.-Книга 2.-С.85.
4. Покровский В.М., Абушкевич В.Г., Дашковский А.И. и др. Сердечно-дыхательный синхронизм как способ выявления поцикловой регуляции ритма сердца центральной нервной системой//Физиол. журн. СССР.-1990.- Т.76, №>10.-0340-1345.
5. Покровский В.М., Абушкевич В.Г., Борисова И.И. и др. Сердечно'-дыхательный синхронизм у чело-века//Физиология человека.-2002.-Т.28, №6.-С.116-119.
6. Смирнов К.Ю., Ярилов С.В., Бибикова Л.А. Использование компьютерной системы "Динамика 100" в целях динамической оценки адаптационных возможностей организма//Моделирование спортивной деятельности в искусственно созданной среде (стенды, тренажеры, имитаторы): Материалы конф.-М., 1999.-С.187-190.
7. Столяренко Л.Д. Детская психодиагностика и профориентация.-Ростов-на-Дону: Феникс, 1999.-383 с.
8. Abelin T. Global public health: a challenge for the 21st century//Soz Praventivmed.-2001.-Vol.46, №2.-P.73-74.
