CC BY
45
Литовченко О.Г., Соловьев B.C.*
Сургутский государственный педагогический университет *Тюменский государственный университет
СОСТОЯНИЕ ВЕГЕТАТИВНОЙ РЕГУЛЯЦИИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА УРОЖЕНЦЕВ СРЕДНЕГО ПРИОБЬЯ 7-20 ЛЕТ ПО ДАННЫМ ВАРИАЦИОННОЙ ПУЛЬСОМЕТРИИ
Изучали состояние вегетативной регуляции ритма сердца уроженцев г. Сургута в возрасте 7-20 лет. Показано, что на хронотропную функцию сердца обследованных выраженное влияние оказывает симпатическое звено регуляции, что свидетельствует о напряжении механизмов адаптации у относительно здоровых школьников и студентов, родившихся и проживающих в климатогеографических условиях Среднего Приобья.
Сегодня обоснованную тревогу вызывает ухудшение состояния здоровья учащихся [4, 11]. Оценка уровня здоровья на современном этапе невозможна без учета региональных особенностей, отражающих разнообразие этнического состава населения, особенностей уклада жизни, климатогеографичес-ких условий [9].
Одной из ведущих систем жизнеобеспечения, в которой происходят изменения при воздействии факторов окружающей среды, является сердечно-сосудистая система, ее деятельность лимитирует развитие приспособительных реакций к условиям Севера [1]. Достижение определенного уровня функционирования организма обеспечивается деятельностью механизмов регуляции и управления. Мобилизация резервов происходит в результате изменения уровня активности регуляторных систем, и в частности усиления тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы. При постоянном дефиците функциональных резервов для достижения уравновешенности с окружающей средой возникает состояние функционального напряжения, которое характеризуется смещением вегетативного равновесия в сторону преобладания адренергических механизмов. В состоянии функционального напряжения все основные функции не выходят за пределы нормы, но затраты функциональных резервов на поддержание нормального уровня функционирования систем и органов увеличиваются [1, 14].
Одним из индикаторов адаптационных реакций всего организма является оценка его функционального состояния по характеру регуляции сердечного ритма. Известно, изменение ритма сердца - это универсальная
реакция целостного организма в ответ на воздействие внешней и внутренней среды, отражающая результат многочисленных ре-гуляторных влияний на сердечно-сосудистую систему [2, 10]. Изменения нервной и гуморальной регуляции работы сердца возникают раньше, чем начинают выявляться энергетические, метаболические и гемодина-мические сдвиги [8, 12].
Для изучения хронотропной функции сердца, а также состояния вегетативной регуляции сердечного ритма учащихся г. Сургута мы использовали метод вариационной пульсометрии по P.M. Баевскому [2, 3].
В нашем исследовании приняли участие уроженцы Среднего Приобья обоего пола, в возрасте от 7 до 20 лет, 1 и 2 групп здоровья. Все обследованные нами относились к славянской группе национальностей и были рождены в городе Сургуте представителями пришлого населения, мигрировавшими в места освоения новых месторождений нефти и газа из юго-западных и южных областей России и стран СНГ. Всего был обследован 1551 учащийся различных муниципальных образовательных учреждений г. Сургута и студенты педагогического вуза. Из них 768 мужского пола и 783 женского пола.
Функциональные показатели вариационной пульсометрии жителей г. Сургута от 7 до 20 лет характеризовались значительной лабильностью.
Одним из важнейших показателей вариационной пульсометрии является мода (Мо). Мо - это наиболее часто встречающееся значение интервала RR, она указывает на доминирующий уровень функционирования синусового узла. При симпатикотонии Мо минимальна, при ваготонии - максимальна [5].
Таблица 1. Мода (мс) уроженцев г. Сургута в возрасте от 7 до 20 лет (M±m, д)
Возраст (лет) Мальчики, юноши Девочки, девушки
n M±m 8 n M±m 8
7 54 660,37±11,09 81,49 55 671,43±10,43 77,35
8 55 663,02±14,34 106,31 59 700,18±13,74 105,50
9 59 724,32±12,57 96,55 50 722,37±13,67 96,31
10 57 725,24±18,32 138,20 59 731,67±15,21 116,81
11 55 738,19±15,12 112,11 57 739,09±17,15 129,33
12 56 757,02±13,48 100,90 55 750,09±12,24 90,77
13 57 760,15±17,12 129,31 58 765,24±15,67 119,31
14 55 769,64±14,11 104,63 51 785,71±16,04 114,52
15 44 796,18±15,03 99,72 57 785,89±13,09 98,83
16 57 803,44±13,37 100,94 55 780,37±14,65 108,60
17 58 827,77±14,20 108,11 59 814,18±13,37 102,71
18 55 830,12±15,62 115,82 57 823,39±14,24 107,82
19 54 835,24±18,09 132,93 56 834,58±17,31 129,54
20 52 854,19±17,38 125,31 55 822,08±16,28 120,71
В наших исследованиях от 7 к 20 годам у всех обследованных прослеживается стабильное увеличение моды (Мо), что свидетельствует о повышении роли парасимпатических влияний в регуляции сердечно-сосудистой системы и снижении степени влияния симпатического отдела вегетативной нервной системы (табл. 1). Достоверных отличий в идентичных возрастных группах между значениями Мо у мальчиков, юношей и девочек, девушек мы не обнаружили.
Амплитуда моды (АМо) - число кардио-интервалов, соответствующих значению (диапазону) моды. Этот показатель отражает стабилизирующий эффект централизации управления ритмом сердца, который в основном обусловлен влиянием симпатического отдела вегетативной нервной системы.
Считают, что значения АМо в пределах 50-80% соответствуют умеренной симпати-котонии, в пределах 31-49% - вегетативному равновесию [2, 3].
В наших исследованиях в возрастных группах мальчиков 8-11 лет, 14-17 лет, юношей 1920 лет, а также во всех возрастных группах девочек, за исключением 12 лет, наблюдались значения АМо, находящиеся в интервале умеренной симпатикотонии (рис. 1). В остальных группах: мальчики 7 лет, мальчики 12-13 лет, юноши 18 лет и девочки 12 лет - наблюдалось вегетативное равновесие.
АМо как условный показатель активности симпатического звена регуляции свидетельствует о напряжении функционирования
сердечно-сосудистой системы уроженцев Среднего Приобья.
Вариационный размах вычисляется как разница между максимальным и минимальным значениями RR (Ах). Вариационный размах (ВР) отражает степень вариабельности, или размах колебаний значений карди-оинтервалов. ВР рассматривают как парасимпатический показатель [2, 10].
Вариационный размах, указывающий на степень влияния парасимпатической нервной системы на кардиоритм, изменялся у сургутян в течение всего изучаемого отрезка онтогенеза и находился в пределах 160290 мс, что согласно данным Р.М. Баевско-го [2, 3] говорит о вегетативном равновесии (рис. 2). Исключение составила группа юношей 19 лет, у которых ВР находился на уровне 312,67±13,52 мс. Это значение попадает в границы состояния «умеренная ваготония».
У девочек в периоде второго детства (811 лет) ВР отличался относительной стабильностью и составлял 247,94±11,35 мс в 8 лет и 256,00±12,22 мс в 11 лет.
Значение индекса вегетативного равновесия (АМо/Ах), отражающее соотношение между активностью симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы [3], свидетельствовало о значительном преобладании влияния симпатического звена на регуляцию сердечного ритма у обследованных мальчиков в период второго детства, а также во время активных пубертатных перестроек (рис. 3). У девочек в
Рисунок 1. Значения амплитуды моды (%) уроженцев г. Сургута 7-20 лет
Рисунок 2. Вариационный размах (мс) уроженцев г. Сургута 7 - 20 лет
Рисунок 3. Значения индекса вегетативного равновесия (усл.ед.) уроженцев г. Сургута 7 - 20 лет
Рисунок 4. Среднеквадратическое отклонение (мс) уроженцев г. Сургута 7 - 20 лет
возрасте 13 лет наблюдается резкое увеличение индекса вегетативного равновесия до 302±1,25 усл. ед.
Среднее квадратическое отклонение (СКО) значений динамического ряда карди-оинтервалов представляет собой один из основных показателей вариабельности сердечного ритма и характеризует состояние механизмов регуляции. СКО в большей степени отражает активность парасимпатического отдела [2, 3, 15]. В норме оно колеблется в пределах 40-80 мс. Увеличение этого показателя свидетельствует о повышении тонуса парасимпатической регуляции.
У детей г. Сургута 7 лет, как у мальчиков, так и у девочек, СКО приближалось к среднему значению нормы. У мальчиков 7 лет СКО составляло 58,00±1,75 мс, у девочек - 61,79±1,81 мс. В возрасте 8 лет, т. е. в период адаптации к учебным нагрузкам начальной школы, у мальчиков СКО приближалось к нижней границе нормы (рис. 4).
У мальчиков от 8 до 12 лет наблюдалось достоверное увеличение данного показателя от года к году. В возрасте 8 лет СКО составляло 46,00±5,11. В группе мальчиков 12 лет этот показатель составлял 71,62±10,17 мс, что свидетельствовало об усилении тонуса парасимпатической вегетативной нервной системы. У девочек в период с 8 до 11 лет происходит недостоверное увеличение СКО. В целом у девочек СКО достаточно стабильное в этот период онтогенеза и составляло от 57,34±1,63 мс до 60,36±1,54 мс.
Такие изменения показателя СКО в период второго детства соответствовали имеющимся представлениям о формировании механизмов вегетативной регуляции сердечной деятельности в процессе онтогенеза [6, 7].
В возрасте 14 лет у мальчиков отмечали увеличение тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы (наблюдали уменьшение СКО).
В период активных пубертатных перестроек у девочек, так же как и у мальчиков, усиливался тонус симпатического отдела вегетативной нервной системы, что находило отражение в достоверном уменьшении СКО. В 13 лет СКО у девочек составляло 48,45±1,59 мс, что приближалось к нижней границе нормы.
Таблица 2. Значения индекса напряжения (усл. ед.) уроженцев г. Сургута 7 - 20 лет (M±m, д)
Возраст (лет) Мальчики, юноши Девочки, девушки
n M±m 8 n M±m 8
7 54 208,32±10,140 74,51 55 128,10±7,210 53,47
8 55 218,05±13,240 98,19 59 129,15±8,320 63,91
9 59 209,74±11,120 85,41 50 128,53±8,890 62,86
10 57 197,31±9,950 75,12 59 137,86±9,470 72,74
11 55 124,17±7,38 54,73 57 128,44±8,01 60,47
12 56 88,33±6,460 48,34 55 119,19±7,540 55,92
13 57 94,24±8,750 66,07 58 199,43±11,220 55,45
14 55 137,48±9,94 73,72 51 128,73±8,59 61,34
15 44 179,65±12,32 81,72 57 164,31±10,01 75,57
16 57 125,69±8,660 65,38 55 206,02±10,530 78,09
17 58 157,37±10,43 79,43 59 133,00±9,64 74,05
18 55 82,18±6,710 49,76 57 200,09±10,870 82,07
19 54 88,38±7,320 53,79 56 172,54±9,120 68,25
20 52 205,40±11,84 85,38 55 190,46±10,45 77,50
Примечание: ◊ - достоверные отличия в одних возрастных группах, р<0,05
В конце подросткового периода у мальчиков наблюдали вновь усиление парасимпатических влияний вегетативной нервной системы, однако в юношеском периоде онтогенеза происходило увеличение активности симпатической нервной системы. СКО девушек достоверно снижалось от 65,53±8,78 мс у 17-летних до 45,17±1,19 мс у 19-летних девушек. Т. е. в юношеский период онтогенеза нами не было отмечено характерного для данного возраста увеличения парасимпатических влияний на регуляцию сердечного ритма. СКО как у юношей, так и у девушек г. Сургута находилось в пределах нормы, но имело тенденцию к снижению своей величины, т. е. усилению симпатических влияний на предсердия.
Вероятно, с завершением полового созревания организм молодых сургутян не достигал оптимального уровня функционирования и работал с напряжением, что можно связать с влиянием на организм учебных нагрузок в вузе, а также воздействием специфичных гипокомфортных климатогеографи-ческих условий Среднего Приобья.
Индекс напряжения (ИН) регуляторных систем характеризует активность механизмов симпатической регуляции и отражает суммарную активность симпато-адренало-вой системы [3].
В норме ИН колеблется в пределах 80150 условных единиц [2]. Этот показатель
чрезвычайно чувствителен к тонусу симпатической нервной системы. Даже небольшая нагрузка (эмоциональная или физическая) увеличивает ИН в 1,5-2 раза.
Считают [3, 5], что при эйтонии (сбалансированном состоянии механизмов регуляции вегетативной нервной системы) ИН находится в пределах 51-199 условных единиц. При умеренной ваготонии ИН меньше 50, при выраженной ваготонии меньше 25 условных единиц. При умеренной симпатикото-нии ИН больше 200, при выраженной сим-патикотонии больше 500 условных единиц.
У девочек, девушек г. Сургута на изучаемом отрезке онтогенеза нарастали средние значения ИН, что указывает на повышение с возрастом активности симпатического отдела вегетативного отдела нервной системы.
У мальчиков младшего школьного возраста (7-10 лет) средние значения ИН находились на уровне 197,31±9,95 - 218,05±13,24 усл. ед., что свидетельствует о высокой активности симпатического отдела вегетативной нервной системы. В возрасте от 11 до 19 лет у мальчиков средние значения ИН находились в пределах 82,18 ± 6,71 до 157,37 ±10,43 усл. ед., т. е. на уровне нормотонии, за исключением мальчиков 15 лет, где среднее значение ИН составляло 179,65 ± 12,32 усл. ед. (табл. 2).
В старшем подростковом возрасте и у мальчиков, и у девочек наблюдали опти-
мальное напряжение систем регуляции сердечной деятельности.
Постепенное увеличение ИН у девочек, девушек Среднего Приобья свидетельствует об усилении влияния симпатической нервной системы на сердечно-сосудистую систему. У мальчиков наблюдались высокие значение ИН в возрасте 7, 8, 9,10 лет, и только в возрасте 11 лет ИН находился в пределах нормотонии.
Широкий диапазон значений ИН как у обследованных мальчиков и юношей, так и у девочек и девушек указывал на общий высокий уровень активности вегетативной регуляции сердечного ритма.
Достоверные отличия величины ИН в группах мальчиков и девочек наблюдались в младшем школьном возрасте от 7 до 10 лет, причем результаты исследования показали, что у девочек по сравнению с мальчиками превалируют парасимпатические влияния вегетативной нервной системы и угнетение
100%
80% 60% 40% 20% 0%
ш
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
возраст (лет) □ Шстепень ■ 11степень ° I степень
Рисунок 5. Распределение по степени ИН (%) в группах мальчиков и юношей г. Сургута
100% 80% 60% 40% 20% 0%
I
I
ш
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
возраст (лет)
1степень 1степень
° I степень
Рисунок 6. Распределение по степени ИН (%) в группах девочек и девушек г. Сургута
симпатической нервной системы, что является более благоприятным фактором адаптации. Более низкий уровень центрального управления у девочек по сравнению с мальчиками также свидетельствует о наличии резервных возможностей организма.
В возрастных группах 18, 19 лет можно отметить более благоприятное функционирование сердечно-сосудистой системы у юношей, чем у девушек, что проявляется в более выраженной направленности к уменьшению централизации управления сердечным ритмом на фоне понижения активности симпатического отдела и повышения влияния на синусный узел парасимпатического отдела вегетативной нервной системы.
В возрасте 11, 14, 15, 17 и 20 лет достоверные отличия ИН в группах мальчиков и девочек нами не выявлены.
По величине индекса напряжения, как интегрального показателя, отражающего степень централизации управления сердечным ритмом, принято условно выделять следующую градацию функционального состояния:
• первая степень - ИН< 80 усл. ед. - сниженный уровень активности регуляторных механизмов;
• вторая степень 80<ИН<160 усл. ед. -адаптивные изменения регуляции;
• третья степень - ИН>160 усл. ед. - напряжение процесса регуляции [13].
Всех обследованных мы распределили по типу вегетативного типа регуляции (рис. 5, 6). Вегетативный тип регуляции оценивали как ваготонический - при ИН < 80 усл. ед. (I степень), нормотонический при величине ИН = 80-160 усл. ед. (II степень), симпатотоничес-кий - при ИН >160 усл. ед. (III степень).
Доля мальчиков от 7 до 10 лет с третьей степенью ИН (симпатотонический тип вегетативной регуляции) составляла 50,0056,00%, начиная с 11-летнего возраста до 13 лет у мальчиков существенно увеличивалась доля детей с первой степенью ИН (вагото-нический тип вегетативной регуляции), что составляло от 48,00 до 55,55%.
С 11 до 19 лет доля мальчиков со второй степенью ИН находилась примерно на одном уровне и составляла от 23,00 до 33,00%.
У девочек на протяжении всего изучаемого отрезка онтогенеза (от 7 до 20 лет) доля со второй степенью ИН (нормотонический тип вегетативной регуляции) находилась в пределах от 25 до 43%.
В группе 13-летних девочек наблюдалось увеличение доли обследованных подростков с симпатотоническим типом вегетативной регуляции (53%). В группе девочек 14 лет, напротив, было больше детей с ваготоничес-ким типом регуляции - доля девочек с ИН первой степени составляла 61%.
В период пубертатных перестроек у 46,15% мальчиков в возрасте 15 лет и у 52,63% девочек 13 лет проявлялось выраженное напряжение аппарата центральной регуляции, свидетельствующее о недостаточности защитно-приспособительных механизмов и их неспособности обеспечить оптимальную реакцию организма на воздействие факторов окружающей среды. Из-
вестно, что чем выше активность симпатического отдела вегетативной нервной системы, тем выше уровень возбудимости системы гипоталамус - гипофиз - кора надпочечников, которая обеспечивает адаптивную реакцию организма.
Исходя из того, что наиболее вероятный уровень функционирования синусового узла сердца показывает величина Мо, а показатели АМо, ВР и ИН отражают воздействие симпатического или парасимпатического, а также центрального звена регуляции на синусовый ритм сердца, можно предполагать, что на хронотропную функцию сердца обследованных школьников и студентов выраженное влияние оказывает симпатическое звено регуляции при значительном участии центрального контура регулирования сердечного ритма, что свидетельствует о снижении резервных возможностей растущего организма в условиях Среднего Приобья.
Список использованной литературы:
1. Агаджанян H.A., Баевский P.M., Берсенева А.П. Проблемы адаптации и учение о здоровье: Учеб. пособие.- М.: Изд-во РУДН, 2006. - 284 с.
2. Баевский P.M. Анализ вариабельности сердечного ритма в космической медицине // Физиология человека, 2002. Т. 28. С. 70-82.
3. Баевский P.M., Кириллов О.И., Клецкин С.З. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе. М.: Наука, 1984. 225 с.
4. Баранов A.A., Кучма В.Р. Программа улучшения здоровья лиц призывного возраста // Вопросы современной педиатрии. 2007. Т.6. №2. С. 9-12.
5. Вегетативные расстройства: клинка, диагностика, лечение. / Под. ред. A.M. Вейна. - М.: ООО «Медицинское информационное агентство», 2003. - 752 с.
6. Гринене Э., Вайткявичус В.Ю., Марачинскене Э. Особенности сердечного ритма у школьников // Физиология человека. 1990. Т. 16, №1. С. 88.
7. Душенина Т.В. Особенности морфофункционального развития и адаптации учащихся в процессе обучения. Автореф. дисс. ... канд. биол.наук по специальности 03. 00.13. Томск, 2004. - 24 с.
8. Казначеев В.П., Баевский Р.М., Берсенева А.П. Донозологическая диагностика в практике массовых обследований населения. Л.: Медицина, 1980. 207 с.
9. Ларионова Г.Н., Кузько H.H. Сравнительная оценка функционирования основных систем организма городских и сельских школьников Оренбуржья // Гигиена и санитария, №5, 2002. С. 62- 64.
10. Ноздрачев А.Д., Щербатых Ю.В. Современные способы оценки функционального состояния автономной (вегетативной) нервной системы // Физиология человека, 2001. Т. 27, №6. С. 95-101.
11. Онищенко Г.Г. Проблема улучшения здоровья учащихся и состояние общеобразовательных учреждений // Гигиена и санитария №3, 2005 С. 40-43.
12. Поборский А.Н. Особенности регуляции сердечного ритма у детей в начальной школе в условиях Севера.// Физиология человека 2001, Т. 27. №5. С. 82-86.
13. Псеунок А.А. Адаптивные возможности сердечно-сосудистой системы детей, обучающихся по новым образовательным программам. // Педиатрия. 2005. №6. С. 77-78.
14. Сивакова Н.Н. Использование методов донозологической диагностики в оценке уровня здоровья человека // Теория и практика физической культуры. №9. 2002. С. 8-11.
15. Щербатых Ю.В. Что выявляет спектральный анализ вариабельности сердечного ритма? // Прикладные информационные аспекты медицины. Воронеж. 1999. Т. 2. №4. С. 40.
