CC BY
27
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2020 - V. 27, №2-P. 112-115
УДК: 611.1 DOI: 10.24411/1609-2163-2020-16666
СОСТОЯНИЕ ВЕГЕТАТИВНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ В УСЛОВИЯХ НАГРУЗКИ У ЖЕНЩИН НА СЕВЕРЕ РФ
Ю.В. БАШКАТОВА *, Л.С. ЧЕМПАЛОВА**, В.Н. ТРОФИМОВ**, Ю.А. АКСЕНОВА***, Н.И. ПОНОМАРЕВА***
"ФГУ «ФНЦНаучно-исследовательский институт системных исследований Российской академии наук», Нахимовский просп., д. 36, корп. 1, г. Москва, 117218, Россия, e-mail: yuliya-bashkatova@yandex.ru "ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет», ул. Молодогвардейская, д. 244, г. Самара, 443100, Россия '"ФГБОУ ВО "Тольяттинский государственный университет", ул. Белорусская, д. 14, г. Тольятти, 445020, Россия
Аннотация. Проблема увеличения продолжительности жизни жителей Севера РФ требует детального изучения особенностей регуляции сердечно-сосудистой системы обследуемых. Цель исследования. Изучение реакции симпатической и парасимпатической вегетативной нервной системы на дозированную физическую нагрузку. Материалы и методы. Исследовалась группа женщин (средний возраст 28 лет) по параметрам симпатической и парасимпатической систем регуляции сердечно-сосудистой системы в спокойном состоянии и после 30-ти приседаний. С помощью аппарата «Элокс-01» регистрировали по 5 минут параметры кардиоинтервалов (по 15 раз у каждого человека). Для каждого испытуемого строилась матрица парных сравнений выборок параметров кардиоинтервалов и рассчитывались числа к пар выборок, которые можно отнести к одной генеральной совокупности. Одновременно рассчитывались и параметры квазиаттракторов для этих показателей. Результаты. Установлено, что числа к для всех испытуемых в режиме 15-ти повторов имеют разные и крайне низкие значения, что доказывает эффект Еськова-Зинченко и для сердечно-сосудистой системы. Одновременно, числа к в этих матрицах существенно изменялись как по группе, так и индивидуально после нагрузки. Заключение. Выборки параметров симпатической и парасимпатической систем не могут демонстрировать однородность как отдельного человека, так и целой группы. Необходимо многократно повторять регистрацию этих параметров для учета неоднородности групп и эффекта Еськова-Зинченко.
Ключевые слова: кардиоинтервалы, физическая нагрузка, хаос, эффект Еськова-Зинченко.
AUTONOMIC NERVOUS SYSTEM STATUS AT PHYSICAL ACTIVITY OF WOMEN LIVING IN THE NORTH
TERRITORIES OF RUSSIA
Yu.V. BASHKATOVA*, L.S. CHEMPALOVA**, V.N. TROFIMOV**, Yu.A. AKSENOVA***, N.I. PONOMAREVA***
* Scientific Research Institute for System Studies, Federal Research Center, Russian Academy of Sciences, NakhimovskyAv., 36, Moscow, Russia, 117218, e-mail: yuliya-bashkatova@yandex.ru ** Samara State Technical University, Molodogvardeyskaya Str., 244, Samara, 443100 ***Togliatti State University, Togliatti, Belorusskaya Str., 14, Russia, 445020
Abstract. The problem of increasing the life expectancy of residents of the North of the Russian Federation requires a detailed study of the characteristics of the regulation of the cardiovascular system of the subjects. The research purpose was to study the response of the sympathetic and parasympathetic autonomic nervous system to dosed physical activity. Materials and methods. A group of women was studied (average age 28 years) according to the parameters of the sympathetic and parasympathetic systems of regulation of the cardiovascular system in a calm state and after 30 squats. Using the «Е1ох-01» apparatus, the parameters of cardio intervals were recorded for 5 minutes (15 times for each person). As a result, a matrix of pairwise comparisons of samples of parameters of cardio intervals was built for each subject, and the numbers k of pairs of samples were calculated, which can be attributed to one general population. At the same time, the parameters of pseudo-attractors for these indicators were calculated. Results. It was found that the numbers k for all subjects in the mode of 15 repetitions have different and extremely low values, which proves the Eskov-Zinchenko effect for the cardiovascular system. At the same time, the numbers k in these matrices significantly changed both in the group and individually after the load. Conclusions. Parameter samples of the sympathetic and parasympathetic systems cannot demonstrate the homogeneity of both an individual person and a whole group. It is necessary to repeat the registration of these parameters many times to take into account the heterogeneity of the groups and the effect of Eskov-Zinchenko.
Keywords: cardio intervals, physical activity, chaos, the effect of Eskov-Zinchenko.
Введение. После повышения пенсионного возраста в России возникает актуальная проблема увеличения продолжительности жизни населения РФ. Особо это касается населения Севера РФ, которое сейчас резко увеличивается по численности в связи с освоением Севера. В этой связи возникает и проблема объективной регистрации параметров сердечнососудистой системы (ССС) человека, т.к. патология ССС существенно влияет на качество и продолжительность жизни человека на Севере [1-4,11,15].
Напомним, что в связи с открытием эффекта Еськова-Зинченко (ЭЕЗ), в котором наблюдается от-
сутствие статистической устойчивости выборок треморограмм и теппинграмм при их регистрации от одного и того же испытуемого (подряд, в неизменном психологическом и физиологическом состоянии), в области биомеханики [5-8,10,13] и его переносом на параметры ССС, сейчас в экологии и физиологии человека создаются новые подходы и новые методы исследований. Они базируются на расчетах матриц парных сравнений выборок параметров ССС при многократных повторениях регистрации одних и тех же параметров, например кардиоинтервалов (КИ) [4,9,14]. Поскольку многократные
ВЕСТНИК НОВЫХ МЕДИЦИНСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ - 2020 - Т. 27, № 2 - С. 112-115 JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2020 - V. 27, №2-P. 112-115
повторы измерения КИ затруднительны, то целесообразно рассчитывать параметры квазиаттракторов (КА), внутри которых непрерывно и хаотически движется вектор состояния биосистемы x=x(t)=(xi, Х2, ..., х,„)'', где Xi - любой параметр ССС (в нашем случае это параметры КИ) [1,5].
Это все сейчас может быть рассчитано в рамках новой теории хаоса-самоорганизации (ТХС) [3,6-12]. Доказано, что выборки параметров треморограмм (или у нас это параметры ССС) Xi(t) могут демонстрировать более высокую статистическую устойчивость для группы испытуемых, чем для одного испытуемого в режиме «-кратных повторных регистрации выборок Xi(t) [10,12,15]. Это представлено в настоящем сообщении с позиции ТХС [3,10,12] для женщин возраста до 35 лет, т.е. младшей возрастной группы.
Цель исследования - изучение реакции симпатической и парасимпатической вегетативной нервной системы на дозированную физическую нагрузку.
Материалы и методы. Исследования проводились на группе из 15-ти женщин (средний возраст 28,4 года) с целью изучения реакции организма человека на дозированную физическую нагрузку, согласно Хельсинской декларации. Регистрация параметров симпатической нервной системы (СИМ) и парасимпатической нервной системы (ПАР) производилась в течении 5 минут, сидя, с помощью аппарата «Элокс-01». Для каждого испытуемого наблюдения повторялись по 15 раз и 15 раз у этого же испытуемого регистрировались параметры ССС после дозированной нагрузки (30 приседаний за 1 минуту).
Полученные выборки x,{t) сравнивались в виде матриц парных сравнений и в этих матрицах находились числа к пар выборок КИ, которые (эти две) можно было отнести к одной генеральной совокупности. В итоге было получено 15 матриц для КИ до нагрузки и 15 матриц КИ после дозированной нагрузки. Полученные выборки к для КИ и значения СИМ и ПАР сравнивались до нагрузки и после нагрузки. Анализ реакции ССС на дозированную нагрузку производился по параметрам к и по значениям СИМ и ПАР, что является основой ТХС [10, 13-15].
Результаты и их обсуждение. Сразу отметим, что у большинства испытуемых наблюдается выраженная парасимпатотония, которая доказывается большими значениями показателя ПАР над показателем СИМ. Только у 2-х испытуемых наблюдается кратное превышение СИМ над ПАР (в 2 и более раз) в спокойном состоянии. У 4-х испытуемых мы имеем почти равные значения этих показателей (7-6 или 9-11 например). Остальные 9 испытуемых мы относим к выраженным парасимпатотоникам. Общие результаты по этим двум параметрам вегетативной нервной системы представлена в табл. 1. Здесь же представлены и сводные данные по кардио-интервалам (NN).
Таблица 1
Интегральные и временные показатели регуляции сердечно-сосудистой системы со стороны вегетативной нервной системы у группы девушек до и после физической нагрузки (и=15)
До нагрузки После нагрузки
№ п/п NN, мс СИМ, у.е. ПАР, у.е. NN, мс СИМ, у.е. ПАР, у.е.
1 629 2 13 619 2 13
2 718 3 14 749 2 16
3 699 3 11 677 5 25
4 759 1 19 743 1 18
5 630 3 14 618 4 10
6 640 7 6 624 15 5
7 850 1 15 873 1 20
8 620 9 11 638 8 5
9 688 3 8 733 2 14
10 726 2 14 742 1 16
11 640 4 8 583 9 4
12 564 7 5 562 10 5
13 546 8 6 569 11 3
14 531 15 2 557 7 7
15 728 12 6 776 13 6
Хер. 665 5 10 671 6 11
D 738 18 22 885 22 47
Р (кр. Вилкоксона) 0,565 0,351 0,556
Из табл. 1 следует, что дозированная физическая нагрузка увеличила число симпатотоников (от 2-х человек в спокойном состоянии до 5 человек после нагрузки). При этом несколько уменьшилось число нормотоников по данным КИ (всего 2 человека: 7-7 и 8-5). В целом, после нагрузки мы получили общее число симпатотоников и нормотоников чуть больше, чем в покое (было 6 человек (2+4), стало 7 человек (5+2)). Следовательно, парасимпатотония преобладает даже после дозированной физической нагрузки (в начале парасимпатотоников было 9 человек, а после 30-ти приседаний их стало 8 человек).
Все это говорит о выраженной парасимпатото-нии у жителей Севера РФ (Югры). Отметим, что в нашей группе 14-й и 15-й испытуемые периодически занимаются физической нагрузкой (по работе). Поэтому они и исходно были представлены как сим-патотоники. При этом нормотоники (12-й и 13-й испытуемые) демонстрируют выраженную симпато-тонию после дозированной физической нагрузки.
Анализ параметров КИ в рамках статистики по всей группе показал, что КИ в целом изменились в сторону уменьшения длительности для выраженных парасимпатотоников. Однако, симпатотоники и нормотоники не демонстрируют такую четкую картину. В целом уровень показателей парасимпатото-нии даже несколько вырос по группе в целом.
Более выразительная картина наблюдается по параметрам КА для всей группы обследуемых до и после дозированной нагрузки. Действительно, что характерно для всей группы демонстрируется в виде типовой картины поведения площади КА у одного испытуемого (см. рисунок). Очевидно, что после
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2020 - V. 27, №2-P. 112-115
нагрузки у испытуемого ГОА почти в 2 раза возросла площадь &> (&=0,255 х 10' у.е. после нагрузки) в сравнении Яг (5;=0,119х 10' у.е. до нагрузки). Подобная закономерность наблюдается почти у всех (до и после нагрузки) испытуемых. Это наглядно представлено в табл. 2, где имеются средние значения <5/>= 0,065 *106 у.е. до нагрузки (для всех 15-ти человек) и средняя площадь <5/>= 0,091 *106 у.е. после нагрузки для всей группы. При этом у некоторых испытуемых все-таки имеем инверсную зависимость (площадь КА несколько уменьшилась после нагрузки, что характерно для спортсменов).
Таблица 2
Значение площадей S квазиаттракторов для кардиоинтервалов (КИ) группы девушек
Девушки
До нагрузки После нагрузки
SxlO6, у.е. S* 10", у.е.
1 0,081 0,185
2 0,083 0,070
3 0,041 0,140
4 0,119 0,255
5 0,066 0,046
6 0,014 0,046
7 0,181 0,112
8 0,058 0,034
9 0,106 0,133
10 0,074 0,160
11 0,039 0,032
12 0,025 0,037
13 0,018 0,022
14 0,013 0,039
15 0,062 0,059
Хер. 0,065 0,091
D 0,002 0,005
р (кр. Вилкоксона) 0,125
Полученные результаты показывают сильную неоднородность (табл. 1, 2) группы тем более, что каждый индивидуум не может демонстрировать свою устойчивость выборок. Очевидно, что реакция на нагрузку у каждого испытуемого индивидуальна и это требует очень серьезного отношения при переходе на индивидуализированную медицину (для каждого испытуемого свои параметры СИМ, ПАР и КА).
5;=0,119*106, у.е. 5^=0.255*10°. у.е.
Рис. Фазовые портреты параметров квазиаттракторов (5) для кардиоинтервалов (КИ) испытуемой ГОА: А - до физической нагрузки; В - после нагрузки
Заключение. Выполненные исследования подводят нас к постановке новой, особой проблемы в физиологии и экологии человека и в медицине (при назначении лечебной физкультуры при различных заболеваниях). Якобы одинаковые (по полу, возрасту и т.д.) испытуемые могут существенно различаться
статистически. Более того, один и тот же испытуемый может демонстрировать калейдоскоп статистических функций параметров СИМ и ПАР, но при этом он будет находиться в одном, неизменном гомеостазе.
Статистическая обработка данных СИМ и ПАР не дает четкую и выраженную динамику поведения этих параметров у испытуемых после нагрузки. Однако, параметры псевдоаттракторов, например, для кардиоинтервалов дают четкую статистическую картину увеличения площади КА после нагрузки. Это характерно для большинства жителей РФ, которые не занимаются спортом и проживают длительное время на Севере РФ.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ№18-07-00161А «Разработка вычислительной системы мониторинга и моделирования параметров организма жителей Севера РФ»
Литература / References
1. Еськов В.М., Галкин В.А., Гавриленко Т.В., Афаневич К.А. Математическая проблема выбора однородной группы в биомеханике // Сложность. Разум. Постнеклассика. 2018. № 3. С. 94-101. DOI: 10.12737/article 5с063599сЬ27е7.32012385 /Eskov VM, Galkin VA, Gavrilenko TV, Afanevich KA. Matematicheskaya problema vybora odnorodnoi gruppy v biomekhanike [The mathematical problem of choosing a homogeneous group in biomechanics].Slozhnost'. Razum. Postneklassika. 2018;3:94-101. DOI: 10.12737/article 5c063599cb27e7. 32012385. Russian.
2. Зинченко Ю.П., Еськов B.M., Филатов M.A., Григорьева С.В. Стохастика и хаос в организации движений // Вестник новых медицинских технологий. 2019. Т. 26, №2. С. 101-106. DOI: 10.24411/1609-2163-2019-16376 / Zinchenko YuP, Eskov VM, Filatov MA, Grigoryeva SV. Stokhastika i khaos v organizatsii dvizhenii [ Stochastics and chaos in the organization of movements]. Vestnik novy'x medicinskix texnologij. 2019;26(2):101-6. DOI: 10.24411/16092163-2019-16376. Russian.
3. Макеева С.В., Филатов М.А., Филатова Д.Ю., Колосова А.И., Анализ параметров памяти учащихся в зависимости от типа латерализации головного мозга с позиций методов теории хаоса-саморганизации // Сложность. Разум. Постнеклассика. 2018. № 1. С. 31-36. DOI: 10.12737/article 5aaa6d44234482.37608624 / Makeeva SV, Filatov MA, Filatova DYu, Kolosova AI. Analiz parametrov pamyati uchashchikhsya v zavisimosti ot tipa lateralizatsii golovnogo mozga s pozitsii metodov teorii khaosa-samorganizatsii [Analysis of students' memory parameters depending on the type of brain lateralization from the standpoint of methods of the theory of chaos-self-oiganization]. Slozhnost'. Razum. Postneklassika. 2018;1:31-6. DOI: 10.12737/article 5aaa6d44234482.37608624. Russian.
4. Мирошниченко И.В., Григоренко В.В., Филатова Д.Ю., Мна-цаканян Ю.В. Особенности поведения параметров сердечнососудистой системы школьников при широтных перемещениях // Сложность. Разум. Постнеклассика. 2018. № 1. С. 45-51. DOI: 10.12737/article 5ааа6е6с9Ье127.70940497 / Miroshnichenko IV, Grigorenko W, Filatova DYu, Mnatsakanyan YuV. Osobennosti povedeniya parametrov serdechno-sosudistoi sistemy shkol'nikov pri shirotnykh peremeshcheniyakh [Features of the behavior of the parameters of the cardiovascular system of students in latitudinal movements]. Slozhnost'. Razum. Postneklassika. 2018;1:45-51. DOI: 10.12737/article 5aaa6e6c9bel27.70940497. Russian.
5. Пятин В.Ф., Еськов В.В., Алиев Н.Ш., Воробьева JI.A. Хаос параметров гомеостаза функциональных систем организма человека // Вестник новых медицинских технологий. 2018. Т. 25, № 1. С. 143-153. DOI: 10.24411/1609-2163-2018-15990 / Pyatin VF, Eskov W, Aliev NSh, Vorobyova LA. Khaos parametrov gomeostaza funktsional'nykh sistem organizma cheloveka [Chaos of parameters of homeostasis of functional systems of the human body]. Vestnik novy'x medicinskix texnologij. 2018;25(l):143-53. DOI: 10.24411/1609-21632018-15990. Russian.
6. Прохоров C.A., Гумарова О.А., Монастырецкая O.A., Хвостов Д.Ю., Афаневич И.А. Нестабильные системы: проблема однородности групп // Сложность. Разум. Постнеклассика. 2019. № 1.
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2020 - V. 27, №2-P. 112-115
C. 62-72. DOI: 10.12737/article 5cb82aca839245.25389473 / Prokho-rov SA, Gumarova OA, Monastyretskaya OA, Khvostov DYu, Afanevich IA. Nestabil'nye sistemy: problema odnorodnosti grapp [Unstable systems: the problem of group homogeneity]. Slozhnost\ Razum. Postneklassika. 2019;1:62-72. DOI: 10.12737/article 5cb82aca839245. 25389473. Russian.
7. Филатов M.A., Афаневич И.А., Афаневич K.A., Воробьева Л.А. Стохастический анализ параметров вариабельности сердечного ритма человека в условиях динамической нагрузки // Сложность. Разум. Постнеклассика. 2018. № 4. С. 5-14. DOI: 10.12737/article 5c21fefdc26ce6.42824981 / Filatov MA, Afanevich IA, Afanevich KA, Vorobyeva LA. Stokhasticheskii analiz parametrov variabel'nosti serdechnogo ritma cheloveka v usloviyakh dinamicheskoi nagruzki [Stochastic analysis of parameters of human heart rate variability under dynamic load]. Slozhnost\ Razum. Postneklassika. 2018;4:5-14. DOI: 10.12737/article 5c21fefdc26ce6. 42824981. Russian.
8. Якунин В.E., Горбунова Д.С., Часовских А.В., Мороз О.А., Балашов В.Г. Теорема Гленсдорфа-Пригожина в описании параметров кардиоинтервалов школьников при широтных перемещениях // Сложность. Разум. Постнеклассика. 2018. № 1. С. 22-30. DOI: 10.12737/article 5aaa7008e2cb34.60938632 / Yakunin VE, Gorbunova DS, Chasovskikh AV, Moroz OA, Balashov VG. Teorema Glensdorfa-Prigozhina v opisanii parametrov kardiointervalov shkol'nikov pri shirotnykh peremeshcheniyakh [The Glensdorf-Prigogine theorem in the description of the parameters of the cardiointervals of schoolchildren at latitudinal movements]. Slozhnost\ Razum. Postneklassika. 2018;1:22-30. DOI: 10.12737/article 5aaa7008e2cb34. 60938632. Russian.
9. Eskov V.M., Khadartsev A.A., EskovV.V., Vokhmina J.V. Chaotic dynamics of cardio intervals in three age groups of indigenous and nonindigenous populations of Ugra // Advances in gerontology. 2016. Vol. 6, №3. P. 191-197 / Eskov VM, Khadartsev AA, Eskov W, Vokhmina JV. Chaotic dynamics of cardio intervals in three age groups of indigenous and nonindigenous populations of Ugra. Advances in gerontology. 2016;6(3):191-7.
10. Eskov V.V., Filatova D.Y., Ilyashenko L.K., Vochmina Y.V. Classification of uncertainties in modeling of complex biological sys-
tems // Moscow university physics bulletin. 2019. Vol. 4, № 1. P. 57-63 / Eskov W, Filatova DY, Ilyashenko LK, Vochmina YV. Classification of uncertainties in modeling of complex biological systems. Moscow university physics bulletin. 2019;4(l):57-63.
11. Filatov M.A., Ilyashenko L.K., Makeeva S.V. Psychophysiological parameters of students before and after translatitude travels // Human ecology. 2019. Vol. 4. P. 18-24 / Filatov MA, Ilyashenko LK, Makeeva SV. Psychophysiological parameters of students before and after translatitude travels. Human ecology. 2019;4:18-24.
12. Filatova O.E., Bazhenova A.E., Ilyashenko L.K., Grigorieva S.V. Estimation of the parameters for tomograms according to the Eskov-Zinchenko effect//Biophysics. 2018. Vol. 63, № 2. P. 262267 / Filatova OE, Bazhenova AE, Ilyashenko LK, Grigorieva SV. Estimation of the parameters for tomograms according to the Eskov-Zinchenko effect. Biophysics. 2018;63(2):262-7.
13. Ilyashenko L.K., Bazhenova A.E., Berestin D.K., Grigorieva S.V. Chaotic dynamics parameters of the tremorgrams at the stress exposure // Russian journal of biomechanics. 2018. Vol. 22, № 1. P. 62-71 / Ilyashenko LK, Bazhenova AE, Berestin DK, Grigorieva SV. Chaotic dynamics parameters of the tremorgrams at the stress exposure. Russian journal of biomechanics. 2018;22(1):62-71.
14. Leonov B.I., Grigorenko V.V., Eskov V.M., Khadartsev A.A., Ilyashenko L.K. Automation of the diagnosis of age-related changes in parameters of the cardiovascular system//Biomedical engineering. 2018. Vol. 52, № 3. P. 210-214 / Leonov BI, Grigorenko W, Eskov VM, Khadartsev AA, Ilyashenko LK. Automation of the diagnosis of age-related changes in parameters of the cardiovascular system. Biomedical engineering. 2018;52(3):210-4.
15. Zilov V.G., Khadartsev A.A., Ilyashenko L.K., Eskov V.V., Minenko I.A. Experimental analysis of the chaotic dynamics of muscle biopotentials under various static loads // Bulletin of experimental biology and medicine. 2018. Vol. 165, № 4. P. 415-418 / Zilov VG, Khadartsev AA, Ilyashenko LK, Eskov W, Minenko IA. Experimental analysis of the chaotic dynamics of muscle biopotentials under various static loads. Bulletin of experimental biology and medicine. 2018;165(4):415-8.
Библиографическая ссылка:
Башкатова Ю.В., Чемпалова Л.С., Трофимов В.Н., Аксенова Ю.А., Пономарева Н.И. Состояние вегетативной нервной системы в условиях нагрузки у женщин на Севере РФ // Вестник новых медицинских технологий. 2020. №2. С. 112-115. Б01: 10.24411/1609-2163-2020-16666.
Bibliographic reference:
Bashkatova YuV, Chempalova LS, VN Trofimov, Aksenova YuA, Ponomareva N1. Sostoyanie vegetativnoy nervnoy sistemy v usloviyakh nagruzki u zhenshchin na Severe RF [Autonomic nervous system status at physical activity of women living in the north territories of Russia], Journal of New Medical Technologies. 2020;2:112-115. DOI: 10.24411/1609-2163-2020-16666. Russian.
