Научная статья на тему 'Спектральные характеристики ритма сердца детей с различным уровнем физических нагрузок'

Спектральные характеристики ритма сердца детей с различным уровнем физических нагрузок Текст научной статьи по специальности «Медицинские технологии»

CC BY
256
87
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Человек. Спорт. Медицина
Scopus
ВАК
ESCI
Ключевые слова
ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ СЕРДЕЧНОГО РИТМА / МЛАДШИЙ ШКОЛЬНЫЙ ВОЗРАСТ / ВАРИАЦИОННЫЙ РЯД / СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТАЯ СИСТЕМА / НЕРВНО-ГУМОРАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ / HEART RATE VARIABILITY / A JUNIOR SCHOOL AGE / THE VARIATION SERIES / CARDIOVASCULAR SYSTEM / NERVOUS AND HUMORAL REGULATION

Аннотация научной статьи по медицинским технологиям, автор научной работы — Кашицина К. А., Горбачёва Ю. В.

Выявлены основные особенности применения метода оценки вариабельности сердечного ритма у младших школьников. На основе анализа литературных источников и собственных заключений сформулированы методические рекомендации по оптимизации исследований типологических особенностей вариабельности сердечного ритма у младших школьников. Отмечена важность применения метода оценки вариабельности сердечного ритма как показателя функционального состояния сердечно-сосудистой и нервно-гуморальной систем у детей в младшем школьном возрасте.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Spectral characteristics of the rhythm of heart of children with various level of physical activities

The main features of the method of assessing heart rate variability in primary school children are Revealed. Based on the analysis of the literature and our own conclusions methodical recommendations on optimization studies of typological characteristics of heart rate variability studies in primary school children were formulated. The importance of applying the method of evaluation of HRV as an indicator the functional state of cardio-vascular and neurohumoral systems of children in primary school age are pointed out.

Текст научной работы на тему «Спектральные характеристики ритма сердца детей с различным уровнем физических нагрузок»

УДК 616.127-005

СПЕКТРАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РИТМА СЕРДЦА ДЕТЕЙ С РАЗЛИЧНЫМ УРОВНЕМ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

К.А. Кашицина, Ю.В. Горбачёва

Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск

Выявлены основные особенности применения метода оценки вариабельности сердечного ритма у младших школьников. На основе анализа литературных источников и собственных заключений сформулированы методические рекомендации по оптимизации исследований типологических особенностей вариабельности сердечного ритма у младших школьников. Отмечена важность применения метода оценки вариабельности сердечного ритма как показателя функционального состояния сердечно-сосудистой и нервно-гуморальной систем у детей в младшем школьном возрасте.

Ключевые слова: вариабельность сердечного ритма, младший школьный возраст, вариационный ряд, сердечно-сосудистая система, нервно-гуморальная регуляция.

Младший школьный возраст (7-10 лет) является наиболее чувствительным к несоответствию средовых воздействий и функциональных возможностей организма. С поступлением ребенка в школу зачастую наблюдается снижение двигательной активности, сопровождающееся ухудшением здоровья. Процесс адаптации детей к условиям образовательной среды сопровождается изменением функционального состояния физиологических систем организма, а также напряжением регуляторных механизмов [4].

Для оценки состояния здоровья, функциональных резервов организма и особенностей регуляции в последние десятилетия активно используется в прикладной физиологии и клинической практике метод анализа вариабельности сердечного ритма (ВСР) [3]. В том числе в школьной медицине динамика спектральных показателей ВСР на дозированную умственную нагрузку может быть использована для оценки регуляции умственной деятельности младших школьников, а также применяться в качестве контрольного метода оценки функционального состояния детей [2].

В физиологических условиях регуляция сердечного ритма является результатом ритмической активности автоматических клеток синусового узла, модулирующего влияния вегетативной и центральной нервной систем, гуморальных и рефлекторных воздействий.

Метод ВСР основан на распознавании и измерении временных интервалов между К-зубцами (КК-интервалы) электрокардиограммы (ЭКГ), построении динамических рядов кардиоинтервалов и последующем анализе полученных числовых рядов различными математическими методами. При анализе динамических рядов кардиоинтервалов следует различать кратковременные («короткие») записи - данные исследований, проводимых в течение минут, десятков минут или нескольких ча-

сов, и долговременные («длинные») - данные, получаемые при 24- и 48-часовом мониторировании ЭКГ (холтеровское мониторирование).

Для регистрации ВРС кроме ЭКГ можно использовать и другие методы, записывающие циклы сердечных сокращений (реографию, плетизмографию, допплерографию магистральных артерий, эхокардиографию).

Выявленные типологические особенности ВСР, независимо от возраста, пола и занятий спортом, указывают, что функциональные и адаптационные возможности организма индивидуальны и реализуются у разных людей с разным включением регуляторных систем, что позволяет прогнозировать эти возможности, управлять динамическим здоровьем и процессом физической активности.

Поэтому усредненные показатели ВСР у детей с разными преобладающими типами функционирования регуляторных систем в покое ведут к ложной интерпретации полученных результатов.

ВСР отчетливо видна при графическом представлении последовательности длительностей КК-интервалов за определенный временной промежуток. По оси ординат откладывается длительность КК-интервалов. Если по оси абсцисс откладывается номер кардиоинтервала, то она называется кар-диоинтервалограммой, если время - кардиоритмо-граммой (или просто ритмограммой).

Кардиоинтервалограмма, по предложению Д. Жемайтите, изображается в виде столбиковых диаграмм, а ритмограмма традиционно представляется в виде кривой. Существуют свои особенности построения ритмограммы, связанные с тем, что по оси абсцисс откладывается время в секундах, а КК-интервалы имеют неодинаковые длительности, несоответствующие целой секунде. Для решения этой проблемы дискретные значения КК-интервалов принимаются за опорные точки. Точки последовательно откладываются по оси абсцисс,

124

Вестник ЮУрГУ, № 28, 2012

Кашицина К.А., Горбачёва Ю.В.

Спектральные характеристики ритма сердца детей с различным уровнем физических нагрузок

а затем проводится переоцифровка полученной кривой с постоянным шагом времени. В итоге этих манипуляций получается весьма наглядная и удобная для оценки ритмограмма.

Частотный спектр, получаемый при анализе кратковременных записей ЭКГ, согласно «Стандартам измерения, физиологической интерпретации и клиническому использованию вариабельности ритма сердца», разбит на 3 диапазона: очень низкочастотный (УЬБ) с границами от 0 до 0,04 Гц, низкочастотный (ЪБ) с границами от 0,04 до 0,15 Гц и высокочастотный (ИР) с границами от 0,15 до

0,4 Гц. Таким образом, первый пик называется очень низкочастотным, второй - низкочастотным, а третий - высокочастотным. Наряду с оценкой амплитуды этих пиков принято анализировать также спектральную мощность по диапазонам, которая вычисляется как площадь под кривой, которую образуют соответствующие волновые пики.

Высокочастотные колебания ЧСС (ИБ-компо-нент) связаны с дыхательными движениями и отражают вагусный контроль ритма сердца.

Более противоречива интерпретация ЪБ-ком-понента, который, как полагают одни, является маркером симпатической модуляции, связанной с регуляцией среднего уровня артериального давления, и, как полагают другие, отражает влияние как симпатических, так и парасимпатических воздействий и может быть связан с активностью барорефлекса, температурной регуляцией, поддержанием гомеостаза при стрессах, кровотечениях, сердечной недостаточности [1].

УЪБ-компонент частотного спектра представляет систему, использующую гуморальные механизмы. В частности, выявлена прямая связь между выраженностью этих волн и колебаниями уровней адреналина, норадреналина, активностью системы «гипофиз - надпочечники».

Каждый из вышеуказанных 3 компонентов спектра исследуется путем вычисления абсолютных показателей ВСР, представляющих собой среднюю мощность колебаний ритма сердца в каждом из вышеуказанных 3 диапазонов и обозначаемых соответственно: УЪБ, ЪБ и ИБ.

Следует учитывать, что при анализе ВСР, независимо от возраста и гендерных особенностей исследуемых, наблюдается наличие большого разброса показателей и при этом ярко выраженных индивидуальных (типологических) особенностей функционального состояния регуляторных систем. Выявленные типологические особенности ВСР у исследуемых указывают, что функциональные и адаптационные возможности организма индивидуальны и реализуются у разных людей с разным включением регуляторных систем.

Таким образом, при использовании метода спектрального анализа колебаний ЧСС для исследования функционального состояния младших школьников с различным уровнем физической нагрузки необходимо принимать во внимание, что

интенсивность этих колебаний в высокочастотном диапазоне в значительной мере зависит от частоты и глубины дыхания, а мощные низкочастотные колебания могут определяться относительно редкими одиночными волнами тахикардии, возникающими, например, при проглатывании накапливающейся слюны. Избежать связанных с этими явлениями ошибок в оценке проявлений хроно-тропной регуляции сердца в спектрах колебаний ЧСС можно лишь прибегнув хотя бы к простейшим методам регистрации как дыхания, так и актов глотания.

Получение надежных количественных оценок вклада симпатической системы в интенсивность колебаний ЧСС ограничивается тем, что в происхождении низкочастотных колебаний ЧСС, которые часто считают «симпатическими», участвуют и вагусные сигналы. Получивший широкое распространение способ «обходить» это ограничение, вычисляя отношение мощностей колебаний в низкочастотных и высокочастотных диапазонах, может быть действительно полезным лишь в весьма специфических условиях: когда требуется оценить изменение соотношения симпатических и парасимпатических воздействий при некоторой пробе, но наперед известно, что симпатический приток к водителю ритма должен при этом возрасти, а приток парасимпатических сигналов может лишь снизиться или остаться прежним.

Использование методов анализа колебаний ЧСС, позволяющих следить за изменением спектрального состава этих колебаний на коротких промежутках времени, несомненно, может в большей мере способствовать пониманию количественного и качественного вклада механизмов регуляции сердечной деятельности и отслеживать изменения функциональных состояний младших школьников под воздействием различных физических нагрузок.

Литература

1. Котельников, С.А. Вариабельность ритма сердца: представления о механизмах / С.А. Котельников, А.Д. Ноздрачев, М.М. Одинак. - СПб.: Медицина, 2002. - 159 с.

2. Снежицкий, В.А. Методологические аспекты анализа вариабельности сердечного ритма в клинической практике / В.А. Снежицкий // Медицинские новости. - 2006. - № 4. - С. 5-8.

3. Сравнительные особенности вариабельности сердечного ритма у студентов, проживающих в различных природно-климатических регионах / Н.А. Агаджанян, Т.Е. Батоцыренова, А.Е. Северин и др. // Физиология человека. - 2007. - Т. 33, № 6. - С. 66-70.

4. Типологические особенности функционального состояния регуляторных систем у школьников и юных спортсменов (по данным анализа вариабельности сердечного ритма) / Н.И. Шлык, Е.Н. Сапожникова, Т.Г. Кириллова и др. // Физиология человека. - 2009. - Т. 35, № 6. - С. 85-93.

Поступила в редакцию 20 апреля 2012 г

Серия «Образование, здравоохранение, физическая культура», выпуск 32

125

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.