CC BY
173
ВЕСТНИК УДМУРТСКОГО УНИВЕРСИТЕТА БИОЛОГИЯ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ
УДК 796.01:612 (045)
Е.Н. Сапожникова, Н.И. Шлык, Т.Г. Кириллова, И.И. Шумихина
ТИПОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА У ШКОЛЬНИКОВ 7-11 ЛЕТ В ПОКОЕ И ПРИ ЗАНЯТИЯХ СПОРТОМ
Представлены нормативы показателей вариабельности сердечного ритма у школьников 7-11 лет с разными типами вегетативной регуляции. Показано, что дети с разными преобладающими типами вегетативной регуляции по-разному адаптируются к физическим нагрузкам.
Ключевые слова: вариабельность сердечного ритма, типы вегетативной регуляции, физические нагрузки.
Вопрос о «внутренней неоднородности здоровой популяции» и разных типологических особенностях организма, связанных с различным уровнем биологического развития, поднимается давно. Представление о норме как среднестатистическом показателе сегодня не устраивает ни физиологов, ни клиницистов ввиду наличия индивидуальных особенностей организма, цикличности процессов, возрастно-половых различий и др.
Риск перенапряжения организма особенно велик у детей от 7 до 11 лет. Низкий уровень функциональной надёжности организма у младших школьников связан, с одной стороны, с длительной гипокинезией и «школьным стрессом», а с другой - с недостаточной зрелостью систем вегетативного обеспечения и механизмов их регуляции.
Ранее проведенными нами исследованиями ВСР у детей от 2 до 6 лет установлено, что на первых этапах развития человека ведущую роль играет скорость созревания регуляторных систем. Сформировавшийся к данному возрасту тип регуляции (центральный или автономный) определяет почти все проявления жизнедеятельности ребёнка. Определение преобладающего типа регуляции сердечного ритма позволяет прогнозировать адаптивные возможности организма и управлять здоровьем. Невозможна правильная интерпретация физиологической зрелости организма в конкретном возрастном периоде без учёта функционального состояния и уровня развития регуляторных систем [1].
Цель работы - разработать нормативы показателей ВСР у школьников 7-11 лет, изучить особенности реакции организма младших школьников с разными типами вегетативной регуляции.
Методика исследования
Регистрация ЭКГ-сигнала осуществлялась в положении лежа во II стандартном отведении в течение 5 мин с использованием комплекса «Варикард 2.51» и программы «Иским-6». При анализе вариабельности сердечного ритма (ВСР) учитывались рекомендации Европейского кардиологического и Североамериканского электрофизиологических обществ (1996) и группы российских экспертов [2]. Нами анализировались временные ^^, MxDMn, RMSSD, р№К50, SDNN, АМо50, SI) и спектральные (ТР, HF, LF, VLF, ULF) показатели ВСР. Преобладающий тип вегетативной регуляции определялся по данным анализа вариабельности сердечного ритма согласно предложенной нами классификации [3]. Исходя из представлений о двухконтурной модели управления сердечным ритмом было выделено четыре типа вегетативной регуляции сердечного ритма: два с преобладанием центральной регуляции [умеренное (I тип) и выраженное (II тип)] и два с преобладанием автономной регуляции [умеренное (III тип) и выраженное (IV тип)]. Взяв за основу классификации не отделы вегетативной нервной системы (симпатический и парасимпатический), а центральный и автономный контуры вегетативного управления физиологическими функциями, подтвердили участие в процессах вегетативной регуляции многих звеньев единого регуляторного механизма. Это системный подход к рассмотрению сложнейшего механизма регуляции физиологических функций, о котором можно судить по данным анализа ВСР.
Для экспресс-оценки преобладающего типа вегетативной регуляции за основу берутся количественные критерии показателей ВСР SI и VLF [1; 3]. Умеренному преобладанию центральной регуляции соответствуют значения SI>100 усл. ед., VLF>240 мс2. Для выраженного преобладания центральной регуляции - SI>100 усл. ед., VLF<240 мс2; умеренному преобладанию автономной регуляции соответствует значения SI>30 и <100 усл. ед., VLF>240 мс2; выраженному преобладанию автономной регуляции - SI<30 усл.ед., VLF>240 мс2, ТР >8000 мс2.
Адаптационные возможности регуляторных систем у младших школьников, занимающихся спортом, определялись с помощью анализа ВСР до и после проведения тренировочных занятий. По данным динамических исследований ВСР, у одних и тех же юных спортсменов составлялся индивидуальный портрет вегетативной регуляции.
Анализ ВСР проводился у 442 школьников 7-11 лет. Из них у 117 одних и тех же учащихся ВСР исследовалась в течение трех и пяти лет.
Результаты и их обсуждение
В табл. 1 и 2 представлены результаты временного и спектрального анализа ВСР у младших школьников с разными преобладающими типами вегетативной регуляции ритма сердца. При сравнительном анализе показателей ВСР у школьников 7-11 лет с преобладанием автономной и центральной регуляции ритма сердца установлены существенные различия независимо от возраста. Согласно представленным данным установлено, что у школьников 7-11 лет с умеренным преобладанием центральной регуляции сердечного ритма по сравнению со сверстниками с умеренным преобладанием автономной регуляции (III тип) достоверно меньше значения R-R и MxDMn кардиоинтервалов, RMSSD, SDNN, р№К50, больше АМо50, АМо 7,8 и SI. Значительно ниже показатели суммарной мощности спектра (ТР) и высокочастотной составляющей (HF-волны).
Данные ВСР у детей с I типом вегетативной регуляции указывают на избыточность симпатических влияний, высокую степень мобилизации системы кровообращения, а также свидетельствуют об увеличении активности надсегментарной составляющей генерации ритма сердца. Преобладание в структуре спектра вазомоторных волн (LF-компонента) у 80% этих детей может служить маркером возможных ранних нарушений системы регуляции сосудистого тонуса.
Для младших школьников с выраженным преобладанием центральной регуляции (II тип), по сравнению со сверстниками с I, III и IV типами вегетативной регуляции, характерны более высокая ЧСС, самый малый разброс MxDMn кардиоинтервалов, очень высокие значения SI и самые низкие показатели спектральной функции ТР, HF, LF, особенно VLF и ULF-волн, что указывает на выраженное напряжение регуляции и сниженное текущее функциональное состояние регуляторных систем и наличие дизрегуляции (табл. 1).
Таким образом, детей с выраженным преобладанием центральной регуляции (II тип) можно отнести к «группе риска». Подобное состояние регуляторных систем может служить маркером донозо-логических состояний, перенапряжения и переутомления. Это предположение согласуется с данными анализа ВСР, полученными нами при многолетних исследованиях ВСР у одних и тех же детей. Дети, которые в начале трехлетних исследований были отнесены к II типу регуляции, в 70% случаев [4; 5] при нормализации функционального состояния переходили на другой тип регуляции (I или III тип).
У младших школьников с умеренным преобладанием автономной регуляции сердечного ритма (III тип), по сравнению с испытуемыми I и II типов, достоверно больше длительность R-R и разброс MxDMn кардиоинтервалов, существенно большие значения RMSSD, SDNN, р№К50, меньше SI, умеренно выражена суммарная мощность ТР и медленно-волновая структура спектра (HF, LF, VLF, ULF), умеренное преобладание HF% над LF% волнами, что свидетельствует об оптимальном взаимодействии между симпатическим и парасимпатическим отделами ВНС и центральными структурами регуляции сердечного ритма и является показателем возрастного совершенства регуляторных систем организма.
Подобные показатели ВСР можно принять за физиологическую норму функционального состояния регуляторных систем. Предположение о наличии физиологической «нормы» ВСР у лиц с умеренным преобладанием автономной регуляции подтверждают исследования 900 спортсменов (9-22 лет), в результате которых в 64-70% случаев (независимо от возраста, пола и специфики спорта) было выявлено умеренное преобладание автономной регуляции [3].
Следовательно, дети с умеренным преобладанием автономной регуляции сердечного ритма имеют готовую физиологическую «платформу» для начала занятий спортом. Речь идет о том, что в спорт необходимо отбирать детей с нормальным уровнем функционирования синусового узла.
Показатели ВСР у детей от 7 до 11 лет с разными типами регуляции сердечного ритма (М±т)
ЧСС, уд/мин R-R, мс MxDMn, мс RMSSD, мс Ато50, %/50 мс SI, усл.ед. ТР, 2 мс HF, 2 мс LF, мс2 VLF, 2 мс ULF 2 мс ОТ, % LF, % VLF, %
7 лет 92,4* 656* 263,5* 33,6° 47,8 ° 158,3* 1847,4 ° 520,7 ° 767,0* 390,5 169,2* 28,2 ° 41,5 ° 21,1* 9,2
±2,6 ±18,4 ±21,0 ±2,8 ±3,4 ±27,6 ±203,7 ±94,9 ±115,9 ±69,3 ±34,7 ±3,5 ±2,4 ±2,7 ±1,3
8 лет 92,1 ° 654 ° 239,2 ° 35,6 ° 47,6 ° 160,1 ° 1846,1 ° 565,4 ° 591,0 ° 410,9 278,8 30,6* 32,0 * СП 2 15,1
±1,6 ±13,0 ±10,3 ±2,8 ±2,2 ±12,4 ±173,1 ±90,0 ±93,2 ±37,8 ±50,0 ±4,0 ±2,5 ±2,8 ±2,4
9 лет 89,3 ° 674 ° 226 ° 35,5 ° 51,1 ° 175,0 ° 1894,0 ° 611,3 ° 712,8* 349,0* 221,2 32,3 ° 37,6* 18,4 ° 11,7
±1,9 ±14,6 ±9,9 ±1,8 ±1,9 ±15,8 ±143,3 ±53,2 ±100,7 ±28,6 ±32,9 ±2,9 ±2,7 ±1,2 ±1,6
10 лет 87,7 699,6 208,3 ° 34,7* 51,2 ° 200,0* 1762,0 ° 548,9 ° 596,3 ° 341,3 275,4 31,2* 33,8 19,4* 15,6
±5,1 ±37,9 ±19,8 ±5,5 ±3,5 ±40,8 ±260,2 ±132,6 ±140,1 ±30,7 ±94,2 ±5,7 ±4,5 ±3,0 ±4,3
11 лет 90,9 ° 656,8 ° 240,4 ° 37,0 ° * ,5 0, 5 164,0* 2193,0 ° 698,0 ° 779,0* 346,0 370,0 31,8 ° 35,5 ° 15,8 16,9*
±2,6 ±17,6 ±19,5 ±3,9 ±7,6 ±84,2 ±315,4 ±124,2 ±105,1 ±56,6 ±78,2 ±2,0 ±2,5 ±2,0 ±2,0
7 лет 94,3 ° 640,0 ° 222,5 ° 32,4 ° 54,4 ° 209,0 ° 1303,0 ° 525,9 ° 456,2 ° 165,0 ° 155,9* * СП, 4 35,0* 12,7 12,0
±1,7 ±12,0 ±12,9 ±2,1 ±2,2 ±17,3 ±89,6 ±65,7 ±41,0 ±11,7 ±29,9 ±3,3 ±2,2 ±1,1 ±2,0
8 лет 91,5 ° 661,3 ° 176,5 ° 32,1 ° 60,2 ° 275,4 ° 1194,2 ° 524,5 ° 377,9 ° 148,9 ° 142,8* 43,9 31,6 12,5 12,0
±1,8 ±13,1 ±7,0 ±1,9 ±2,0 ±20,3 ±100,8 ±58,6 ±42,3 ±12,8 ±20,4 ±3,4 ±1,8 ±1,9 ±1,6
9 лет * ,5 5, 8 703,0* 217,0 ° 34,0 ° 56,0* 200,2* 1414,0 ° 632,0 ° 434,0 ° 143,0 ° 204,9 44,6* 30,7 10,1 14,5*
±2,3 ±20,2 ±20,0 ±4,1 ±7,2 ±45,3 ±305,2 ±80,0 ±40,1 ±28,7 ±45,4 ±5,2 ±1,3 ±1,3 ±4,8
10 лет 90,8* 663,8* 181 ° 35 ° 61,9 ° 289,2 ° 1317,3 ° 590,6 ° 414,0 ° 132,9 ° 179,8* 44,8 31,4 10,1 13,7
±2,0 ±13,8 ±11,1 ±3,6 ±4,0 ±42,7 ±185,8 ±110,1 ±60,0 ±19,1 ±39,7 ±3,5 ±2,8 ±1,4 ±2,9
11 лет 90,8 ° 659,6 ° 186 ° 32,6 ° 62,3 ° 311,7 ° 1293,0 ° 538,5 ° 425,3 ° 156,8 ° 171,3 ° 41,6 ° 32,9* 12,1 13,2
±2,5 ±18,2 ±11,6 ±2,9 ±4,4 ±51,2 ±140,0 ±70,2 ±53,0 ±15,8 ±32,0 ±2,2 ±1,9 ±1,3 ±1,8
Окончание табл. 1
ЧСС, уд/мин R-R, мс MxDMn, мс RMSSD, мс Ато50, %/50 мс SI, усл.ед. ТР, 2 мс ОТ, 2 мс LF, мс2 VLF, 2 мс ULF, 2 мс ОТ, % LF, % VLF, %
7 лет 84,9 709,0 367,0 66,3 33,0 64,6 3801,0 1869,1 1123,0 467,0 340,6 49,2 29,5 12,2 9,1
±1,2 ±10,0 ±19,3 ±2,2 ±1,2 ±3,4 ±201,0 ±118,9 ±86,9 ±55,7 ±61,6 ±2,2 ±1,4 ±1,4 ±1,4
8 лет 83,0 725,0 331,9 65,2 33,5 70,6 3936,7 1810,5 1229,0 492,1 405,8 46,0 31,2 12,5 10,3
±1,1 ±9,8 ±10,5 ±3,2 ±1,8 ±4,9 ±203,8 ±169,3 ±136,0 ±31,7 ±85,3 ±2,2 ±2,0 ±0,9 ±2,1
Е & 9 лет 78,1 774,0 334,1 69,2 32,6 66,4 3997,7 2170,0 1068,0 449,1 311,0 54,3 26,7 11,2 7,8
±1,6 ±15,2 ±10,9 ±3,8 ±1,2 ±4,9 ±256,4 ±214,3 ±115,8 ±34,9 ±68,3 ±2,6 ±2,3 ±0,7 ±1,7
10 лет 80,2 737,8 328,2 65,5 32,4 71,5 4167 1968 1338,3 438,0 422,3 47,2 32,1 10,5 10,2
±2,9 ±22,0 ±14,6 ±6,0 ±1,8 ±8,4 ±347,0 ±341,7 ±200,6 ±35,3 ±67,3 ±3,5 ±3,1 ±1,6 ±1,7
11 лет 78,7 763,4 342,5 71,0 31,2 63,7 4607,2 2520,0 1116,4 494,0 473,0 54,7 24,2 10,7 10,3
±1,0 ±10,4 ±14,6 ±5,1 ±1,4 ±5,5 ±374,4 ±273,4 ±100,6 ±46,5 ±59,1 ±2,6 ±1,6 ±1,1 ±1,6
7 лет 78,4* 771,9* 528,9* 115,3 ° 23,1 ° 26,5 ° 8447,7 ° 5311,6 ° 2199,0 ° 586,6 380,1 62,8* 25,9 6,9* 4,5*
±1,8 ±17,9 ±34,2 ±5,8 ±1,0 ±3,4 ±659,9 ±552,9 ±236,7 ±78,9 ±79,2 ±3,3 ±2,4 ±1,1 ±1,0
8 лет 80,1 752,7 477,4 ° 120,2 ° 22,9 ° 29,9 ° 9250,0 ° 5857,8 ° 2492,0 ° 561,1 337,0 63,3 ° 27,0 6,1 ° 3,6*
±1,9 ±17,5 ±22,7 ±8,2 ±1,3 ±4,0 ±855,1 ±670,6 ±269,6 ±95,1 ±91,0 ±3,5 ±2,8 ±1,0 ±1,9
9 лет 69,9* 855,0* 515,0 ° 135,5 ° 22,3 ° 27,3 ° 9760,0 ° 6880,0 ° 2043,0 ° 436,0 401,0 * 7 20,9 4,5 ° 4,1
> ±2,5 ±29,8 ±31,6 ±15,0 ±1,5 ±3,3 ±1031,5 ±704,3 ±202,0 ±47,6 ±62,9 ±4,0 ±2,4 ±1,2 ±0,8
10 лет 68,8* 874* 501 ° 132 ° 22,7* 24,1 ° 9570 ° 6508,0* 2080,0 541,0 441,0 68,0 21,7 5,7 4,6
±2,7 ±20,4 ±14,7 ±14,8 ±2,5 ±2,0 ±855,0 ±1246,5 ±730,0 ±115,0 ±96,0 ±12,5 ±5,1 ±4,8 ±6,8
11 лет 69,7 865,0 489,0 127,2 21,8 25,8 9305,0° 6076,0 2089,0 663,3 466,0 65,4 22,5 7,1 5,0
±2,7 ±29,0 ±18,0 ±7,0 ±1,1 ±2,7 ±503,4 ±478,9 ±255,0 ±42,2 ±86,0 ±2,9 ±2,6 ±0,8 ±1,1
* - достоверные различия показателей относительно III типа при Р<0,05; ° - достоверные различия показателей относительно III типа при Р<0,001;
I тип - умеренное преобладание центральной регуляции;
II тип - выраженное преобладание центральной регуляции;
III тип - умеренное преобладание автономной регуляции;
IV тип - выраженное преобладание автономной регуляции.
Средние показатели ВСР у исследуемых 7-11 лет с разными типами регуляции сердечного ритма
Рч и с 8 н ЧСС, уд/мин R-R, мс MxDMn, мс RMSSD, мс АМо50 50/% SI, усл.ед. ТР, 2 мс ИБ, 2 мс LF, 2 мс VLF, 2 мс ULF, 2 мс ИБ, % LF, % Рн Рн
I 90,6* 667,6* 232,4° ° 3 ° ,8 ©* 5 186,6* 1903,0° 596,4° 663,8* 373,2 269,5 ° С"-, ©* 3 34,6 20,7* 14,1
+2,8 20,3 +16,1 +3,4 +3,7 +36,2 +219,2 +99,0 +111,0 +44,6 +58,0 +3,6 +2,9 +2,4 +2,3
II ° 9 667,6° 196,5° ° 3 ° О©* 5 257,4° 1303,7° 542,3° 421,3° 149,4° 190,8* * ел ©* 4 32,3 12,5 14,9
+2,1 15,5 +12,5 +2,9 +4,0 +37,4 +164,3 +96,3 +59,6 +17,6 +40,1 +3,5 +2,0 +1,4 +2,6
III 81,0 746,2 343,5 68,8 32,3 68,2 4093,0 2067,1 1175,1 458,3 391,5 49,4 28,7 11,8 10,0
+1,6 14,9 +14,7 +4,0 +1,3 +5,4 +316,0 +223,5 +131,8 +40,8 +68,3 +2,6 +2,1 +1,1 +1,7
IV * С"- 808,5* 488,3° 122,7° ° 2 ° О© ©* 3 9003,2° 5626,6° 2209,9* 627,7 539,0 61,0 25,0 7,6* 6,4
+2,3 25,0 +30,5 +10,2 +1,5 +3,4 +843,3 +842,1 +339,9 +120,2 +188,7 +5,2 +3,1 +1,8 +2,3
* - достоверные различия показателей ВСР по сравнению с данными III группы при Р<0,05;
° - достоверные различия показателей ВСР по сравнению с данными III группы при Р<0,001;
I тип - умеренное преобладание центральной регуляции;
II тип - выраженное преобладание центральной регуляции;
III тип - умеренное преобладание автономной регуляции;
IV тип - выраженное преобладание автономной регуляции.
При сравнении показателей ВСР у детей с выраженным преобладанием автономной регуляции (IV тип) с исследуемыми I, II и III типов выявлено, что у детей с IV типом вегетативной регуляции самые большие средние значения R-R, Мх и MxDMn кардиоинтервалов, RMSSD, р№К50, ТР, ОТ, LF, VLF, ULF и самые низкие показатели АМо50 и SI. У этих детей суммарная мощность спектра (ТР) была выше, чем с I, II и III типами регуляции, соответственно на 54,5%, 85,5%, 79,9%. Из спектральных составляющих ВСР в наибольшей степени увеличен высокочастотный компонент (HF). Суммарная мощность дыхательных (HF) волн, по сравнению с I, II и III типами, была выше соответственно на 63,3%, 90,3%, 89,3%. Низкочастотный компонент спектра (LF) также был выше на 46,8%, 80,9% и 69,9%. Однако стоит заметить, что при более выраженных абсолютных значениях вазомоторных волн (LF) у детей с IV типом регуляции относительные показатели (LF%) были самыми низкими по сравнению с другими типами регуляции. Это говорит о том, что при сравнении показателей спектральной функции у лиц с разными типами вегетативной регуляции необходимо учитывать как абсолютные, так и их относительные значения.
При анализе ВСР выраженное преобладание автономной регуляции (IV тип) часто встречается у детей 7-11 лет при ежедневных форсированных физических нагрузках (плавание, гимнастика, футбол, хоккей). В табл. 3 представлены данные, полученные Т.Г. Кирилловой [6] при анализе ВСР у гимнастки 8 лет в недельном цикле тренировки. В табл. 3 отражено увеличение показателей ВСР ^-^ MxDMn, ТР, ОТ, ОТ%, LF, ULF) от начала к концу недельного цикла тренировки. Подобные изменения в показателях ВСР указывают на резкую активизацию автономной регуляции, что является показателем несоответствия выполняемых тренировочных нагрузок функциональному состоянию организма и его адаптационным возможностям.
А увеличение R-R и разброса кардиоинтервалов (MxDMn), снижение SI и наряду с этим резкое увеличение значений ТР, HF, HF% и ULF в конце недельного цикла до тренировки указывают на выраженное утомление (табл. 3).
Таблица 3
Динамика показателей ВСР у гимнастки 8 лет в недельном цикле тренировки, в покое,
до тренировки
Занятия № R-R, мс MxDMn, мс Я усл.ед. ТР, мс2 ОТ, мс2 LF, мс2 VLF, 2 мс ULF, 2 мс ОТ, %
1 664 328 93 4771 2961 689 545 575 71
2 745 456 65 9081 6249 1082 325 1426 81,6
3 762 494 37 12910 9504 1963 744 698 78
4 764 519 38 11594 9017 1629 192 756 83
5 709 452 51 8199 5391 1056 432 1320 78
6 787 500 34 12578 9783 1311 445 1040 85
Таким образом, наличие выраженного преобладания вегетативной регуляции (IV тип) у юных спортсменов свидетельствует об ускоренном, нерациональном пути повышения адаптации сердца и его перенапряжении в связи с интенсивными физическими нагрузками. Но в то же время специфика спорта, в частности плавание (с учетом того, что тренировки проходят в горизонтальном положении тела в воде), способствует более выраженной активации автономной регуляции, нежели виды спорта, при которых тело находится в вертикальном положении.
На рис. представлен индивидуальный портрет состояния автономной и центральной регуляции по данным анализа ВСР у спортсменок 11 лет (пловцов) в течение микроцикла до и после тренировок. На рисунке четко видно, что спортсменки по-разному реагируют на одинаковые тренировочные нагрузки. У спортсменки С. после тренировки включаются автономные механизмы регуляции, а у спортсменки Н. - центральные. Особенно эти проявления выражены к концу недельного тренировочного цикла.
Составление индивидуального портрета функционирования регуляторных систем у юных спортсменов по данным динамического анализа ВСР в период тренировочного процесса необходимо для своевременной оценки переутомления и коррекции тренировочного процесса, а также прогноза спортивных результатов.
Рис. Индивидуальный портрет состояния регуляторных систем у юных пловцов до и после тренировки в течение микроцикла
Необходимо учитывать, что выявляемая высокая частота аритмий у детей с выраженным преобладанием автономной регуляции, в частности, многофокусный ритм, синдром слабости синусового узла и др. влияют на интерпретацию спектральных показателей ВСР.
Данные анализа ВСР у младших школьников с IV типом вегетативной регуляции должны особенно заинтересовать детских кардиологов, врачей функциональной диагностики, спортивных врачей и тренеров в плане проведения углубленного медицинского обследования.
Однако врачи, учителя физической культуры и тренеры по-прежнему определяют состояние занимающихся и степень переносимости физических нагрузок в основном по частоте сердечных сокращений (ЧСС) без учета того, что одна и та же частота сердечных сокращений в покое может скрывать за собой разную степень напряжения кардиорегуляторных систем. То есть одной и той же ЧСС могут соответствовать различные включения систем, управляющих вегетативным гомеостазом (табл. 4).
Таблица 4
Различия в показателях ВСР у школьников 11 лет при одинаковой частоте
сердечных сокращений
Показатели Тип регуляции
I тип II тип III тип
А. Б. В.
Частота пульса (ЧСС), уд/мин 84 83 83
Среднее значение длительности RR интервалов, мс 718 724 724
Разность Мах-Мт (МхБМп), мс 202 106 415
RMSSD, мс 32 17 95
рКЫ50, % 9,1 0,5 53,9
Среднее квадратич.отклонение (SDNN), мс 38 21 87
Коэффициент вариации (СУ), % 5,3 2,8 12
Дисперсия ф), мс2 2440 421 7501
Индекс напряжения регуляторных систем ^) 196 701 51
Суммарная мощность спектра (ТР), мс2 2066,4 361,48 6242,35
Суммарная мощность HF, мс2 706,56 131,01 3603,88
Суммарная мощность LF, мс2 527,7 108,27 1429,32
Суммарная мощность VLF, мс2 425,54 55,31 512,63
Суммарная мощность ULF, мс2 406,59 66,89 696,53
Мощность ЭТ, % 34,2 36,2 57,8
Мощность LF, % 25,5 29,9 22,9
Мощность VLF, % 20,6 15,2 8,2
Мощность ULF, % 19,7 18,7 11,2
I тип - умеренное преобладание центральной регуляции;
II тип - выраженное преобладание центральной регуляции;
III тип - умеренное преобладание автономной регуляции.
В таблице приведены результаты анализа ВСР у трех школьников 11 лет с одинаковой ЧСС. Согласно этим данным у исследуемых А. и Б. преобладают центральные структуры регуляции сердечного ритма, а у исследуемого В. - автономные.
Так, у исследуемых А. и Б. меньше разброс (MxDMn) кардиоинтервалов, меньше значения RMSSD, рКК50% и SDNN, больше АМо50 и SI, меньше суммарная мощность спектра (ТР), абсолютные и относительные значения компонентов спектра Ю1, LF, VLF и ULF. Эти данные указывают на то, что функциональное состояние регуляторных систем у школьников на момент исследования имеет существенные различия. Наиболее выражено напряжение регуляторных систем у школьника Б. (II тип).
Поэтому важно знать не только количественную, но и качественную характеристику ЧСС, то есть стоимость любой ЧСС для организма [7]. Следовательно, важно в практику спорта включать метод изучения вариабельности сердечного ритма, который будет облегчать работу тренера и врача и вовремя корректировать тренировочный процесс и динамическое здоровье спортсменов.
Типологические особенности вариабельности сердечного ритма. БИОЛОГИЯ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ
Поэтому, используя в практической работе контроль только за ЧСС, без учета функционального состояния регуляторных систем перед выполнением физической работы и сразу после нее, учитель физкультуры и тренер не могут точно определять степень переносимости нагрузки у занимающихся и грамотно планировать тренировочные занятия. Это прямой путь к возникновению дизрегуляции и переутомлению, особенно у юных и начинающих спортсменов. Исследованиями Н.И. Шлык, Е.Д. Синяк, И.И. Шумихиной [3; 5; 8] установлено, что школьники с разными типами вегетативной регуляции по разному реагируют на физические нагрузки. Так, у детей с преобладанием центральной регуляции при выполнении физических нагрузок включаются механизмы автономной регуляции (парадоксальная реакция), а с преобладанием автономной регуляции - центральные механизмы управления (оптимальный вариант реакции).
Проводимые Е.Н. Сапожниковой [4] динамические исследования ВСР у одних и тех же испытуемых в течение 5 лет показали, что у большинства детей выявленный тип регуляции (автономный или центральный) сохраняется. Речь идет о том, что при повторном воспроизведении записей ВСР качественные показатели ВСР в норме в покое не изменяются, а имеются лишь их количественные сдвиги, которые укладываются в диапазон значений ВСР, характерных для определенного типа регуляции. При переходе типа вегетативной регуляции с оптимального на дизрегуляторный происходит изменение в показателях ВСР в сторону увеличения централизации (II тип) или резкого преобладания автономной регуляции (IV тип), что указывает на снижение функциональных и адаптивных возможностей организма. При улучшении функционального состояния дизрегуляторные проявления исчезают, и показатели ВСР приходят к условной норме (III тип).
Показано, что показатели ВСР, отражающие функциональное состояние регуляторных систем у детей с I и III типами регуляции, имеют существенное различие на протяжении всех 5 лет исследований. Эти данные показывают, что процессы созревания регуляторных систем у детей I и III типов происходят неодинаково.
Сохранение определенного типа вегетативной регуляции у детей в течение нескольких лет может быть обусловлено индивидуальными особенностями созревания регуляторных систем. Нами установлено, что для поддержания нормального уровня функционирования сердечно-сосудистой системы организм детей с центральным типом регуляции затрачивает постоянно больше усилий, нежели у детей с автономным типом регуляции.
Так, в исследованиях И.И. Шумихиной [8] показано, что юные футболисты 9-11 лет с умеренным преобладанием центральной регуляции (I тип) существенно отстают по функциональным, адаптивным и резервным возможностям организма от сверстников-футболистов с автономным типом регуляции (III тип). За два года занятий в школе футбола дети с I типом регуляции так и не приблизились по уровню созревания регуляторных систем к сверстникам с III типом вегетативной регуляции. Это также связано и с тем, что ежедневный тренировочный процесс и учеба в школе у детей с I типом вегетативной регуляции поддерживают напряжение центральных механизмов регуляции, что ведет к истощению организма. Это еще раз подтверждает наше предположение о том, что в спортивные школы необходимо отбирать детей с оптимальным типом (III тип) вегетативной регуляции сердечного ритма, то есть с более высокими функциональными и адаптивными возможностями организма.
Таким образом, функциональное состояние и адаптационные возможности организма зависят в первую очередь от индивидуально-типологических особенностей. Таким образом, в практику школьной и спортивной детской медицины необходимо внедрять методы анализа ВСР. Полученные результаты анализа ВСР дают возможность осуществлять индивидуальный подход в планировании физических нагрузок у младших школьников с учетом типологических особенностей вегетативной регуляции.
Выводы
1. Установлены нормативы показателей вариабельности сердечного ритма для детей 7-11 лет с учетом типа вегетативной регуляции.
2. В зависимости от индивидуально-типологических регуляторных систем организм детей по разному реагирует на одинаковые физические нагрузки. Дети с автономным типом вегетативной регуляции реагируют на физические нагрузки включением центральных механизмов регуляции, а дети с центральным типом - включением автономной регуляции.
3. Одна и та же частота сердечных сокращений у детей в покое может иметь разное напряжение кардиорегуляторных систем.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Шлык Н.И. Сердечный ритм и центральная гемодинамика при физической активности у детей. Ижевск: Филиал изд-ва Нижегородского ун-та, 1991. 418 с.
2. Вариабельность сердечного ритма: стандарты измерения, интерпретации, клинического использования: Доклад Рабочей группы Европейского общества кардиологии и Североамериканского общества кардиостимуляции и электрофизиологии // Вестн. аритмологии. 1999. № 11. С. 53-78.
3. Шлык Н.И. Сердечный ритм и тип регуляции у детей, подростков и спортсменов. Ижевск: Удм. ун-т, 2009. 255 с.
4. Сапожникова Е.Н. Ритм сердца у школьников с различной степенью напряжения механизмов вегетативной регуляции в покое и при ортоклиностатическом тестировании: автореф. дис. ... канд. биол. наук. Казань, 2003. 24 с.
5. Синяк Е.Д. Влияние урока физической культуры на вариабельность сердечного ритма у детей младшего школьного возраста в начале и в конце учебного года: автореф. дис. .канд. биол. наук. Казань, 2003. 23 с.
6. Шлык Н.И., Сапожникова Е.Н., Кириллова Т.Г., Семенов В.С. Типологические особенности функционального состояния регуляторных систем у школьников и юных спортсменов (по данным вариабельности сердечного ритма) // Физиология человека. 2008. Т.35, № 6. С.1-9.
7. Баевский Р.М. Прогнозирование состояний на грани нормы и патологии. М.: Медицина, 1979. 295 с.
8. Шумихина И.И. Особенности вариабельности сердечного ритма и центральной гемодинамики у юных футболистов под влиянием тренировочного процесса: автореф. дис. . канд. биол. наук. Киров, 2005. 20 с.
Поступила в редакцию 13.02.12
E.N. Sapozhnikova, N.I. Shlyk, T. G. Kirillova, I.I. Shumikhina
Typological peculiarities of heart rate variability of 7-11 years old students at rest and when doing sport
In the work, standard measures of heart rate variability of 7-11 years old students with different types of vegetative
regulation are presented. It is shown that children with different dominant types of vegetative regulation adapt to physical activity differently.
Keywords: heart rate variability, types of vegetative regulation, physical activity.
Сапожникова Елена Николаевна, кандидат биологических наук, доцент
Шлык Наталья Ивановна,
доктор биологических наук, профессор
Шумихина Ирина Ивановна, кандидат биологических наук, доцент
ФГБОУ ВПО «Удмуртский государственный университет» 426034, Россия, г. Ижевск, ул. Университетская, 1 E-mail: [email protected]
Кириллова Татьяна Георгиевна, кандидат биологических наук, доцент
Набережночелнинский филиал Поволжской ГАФКСиТ 423807, Россия, г. Набережные Челны, ул. им. Е.Н. Батенчука, 21 (ГЭС 3/16)
E-mail: [email protected]
Sapozhnikova E.N., candidate of biology, associate professor
Shlyk N.I., doctor of biology, professor
Shumikhina I.I., candidate of biology, associate professor
Udmurt State University
426034, Russia, Izhevsk, Universitetskaya st., 1
E-mail: [email protected]
Kirillova T.G.,
candidate of biology, associate professor
Naberezhnye Chelny branch of Povolzhsky State Academy of Physical Education, Sport and Tourism 423807, Russia, Naberezhnye Chelny,
E.N. Batenchuk st., 21 E-mail: [email protected]
