Научная статья на тему 'Влияние солнечной активности на ритмику сердца человека в условиях стресса'

Влияние солнечной активности на ритмику сердца человека в условиях стресса Текст научной статьи по специальности «Науки о здоровье»

CC BY
211
33
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Экология человека
Scopus
ВАК
CAS
RSCI
Область наук
Ключевые слова
ГЕОМАГНИТНАЯ АКТИВНОСТЬ / БИОФИЗИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ / РИТМИКА СЕРДЦА / СТРЕСС / КУРЕНИЕ / СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ / GEOMAGNETIC ACTIVITY / BIOPHYSICAL MONITORING / HEART RATE / STRESS / SMOKING / STATISTICAL ANALYSIS

Аннотация научной статьи по наукам о здоровье, автор научной работы — Отраднова Милена Искендеровна, Рогачева Светлана Михайловна, Жутов Александр Сергеевич, Козлитин Анатолий Мефодьевич

Цель: определить влияние солнечной активности на показатели ритмики сердца практически здоровых мужчин и женщин, курящих и некурящих, в зависимости от стрессовой нагрузки (физической и психоэмоциональной). Методы. Регистрировали параметры биоэлектрической активности миокарда участников эксперимента (26 человек) в течение двух лет (весна, осень, 95 суток), используя датчик ЭКГ первого отведения из семейства «Фазаграф», кардиосигналы обрабатывали в режиме on-line (www.geliomed.kiev.ua). Длинные временные ряды данных математически обрабатывали с помощью программ Microsoft Office Excel и STATISTICA. Изменение геомагнитной возмущенности оценивали по значениям Кр-индекса. Результаты. Проанализирован массив данных биофизического мониторинга параметров ритмики сердца участников эксперимента. В соответствии с эргодической гипотезой проведена статистическая обработка значений коэффициента симметрии Т-зубца (T) на ЭКГ по временным рядам для четырех групп, объединенных признаками «пол и табакокурение». С помощью критерия Хи-квадрат Пирсона (х2) доказано, что выборки подчиняются закону нормального распределения. Выявлены значимые отличия в ритмике сердца после физической и эмоциональной нагрузок у курящих испытуемых относительно некурящих независимо от геомагнитной обстановки. Рассчитаны средние значения изменения коэффициента симметрии T после стрессовой нагрузки относительно состояния покоя (ΔT) для указанных групп испытуемых в периоды со спокойной геомагнитной обстановкой (Кр < 16) и с высокой геомагнитной активностью (Кр > 16). Только у курящих испытуемых обнаружены значимые отличия (р < 0,05) в показателях изменения ритмики сердца под воздействием нагрузки в магнитовозмущенный период по сравнению с невозмущенным периодом. У курящих женщин наибольшие отличия зафиксированы после психоэмоционального стресса, у курящих мужчин после физической нагрузки. Вывод: в дни с высокой солнечной активностью фактором риска для сердечно-сосудистой системы курящих мужчин является физическая нагрузка, курящих женщин психоэмоциональный стресс.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о здоровье , автор научной работы — Отраднова Милена Искендеровна, Рогачева Светлана Михайловна, Жутов Александр Сергеевич, Козлитин Анатолий Мефодьевич

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

INFLUENCE OF SOLAR ACTIVITY ON THE HUMAN’S CARDIAC RHYTHM UNDER STRESS

The aim: To determine the effect of solar activity on the cardiac rhythm indices of apparently healthy men and women, smokers and non-smokers, depending on the stress load (physical and psycho-emotional). Methods. The registration of myocardium bioelectric activity parameters was carried out in the participants of the experiment (26 people) for 2 years (spring, autumn, 95 days), using ECG sensor «Fazagraf», the cardiosignals were handled on-line (www.geliomed.kiev.ua). Long time-series data were mathematically processed using Microsoft Office Excel and STATISTICA programs. The change of geomagnetic storminess was estimated using Кр-index. Results. Biophysical monitoring data ofcardiac rhythm was analyzed. In accordance with the ergodic hypothesis, a statistical analysis of balance factor values of the T-wave (T) of ECG was performed using time series for 4 groups with common traces gender and tobacco smoking. Using the Pearson's chi-squared test, it was proved that the samples obeyed the normal distribution law. Significant differences in the cardiac rhythm were revealed after physical and emotional loads in smokers in comparison with non-smokers, regardless of the geomagnetic situation. The mean values of the T-wave balance factor changes were calculated after the stress load relative to the rest state (ΔT) for the indicated groups of subjects, for periods with a quiet geomagnetic environment (Kp < 16) and with high geomagnetic activity (Kp > 16). Significant differences (р < 0.05) in the parameters of cardiac rhythm changes under the load in the magnetic disturbed days in comparison with the unperturbed period were found only in smokers. The greatest differences were recorded in women-smokers under psycho-emotional stress and in men smokers after physical activity. Conclusion. Physical load and psycho-emotional stress are risk factors for the cardiovascular system of smokers, respectively, in days with high sunspot activity.

Текст научной работы на тему «Влияние солнечной активности на ритмику сердца человека в условиях стресса»

УДК 613.165.2:612.172.2:613.84:613.73:613.86 DOI: 10.33396/1728-0869-2019-7-4-10

ВЛИЯНИЕ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ НА РИТМИКУ СЕРДЦА ЧЕЛОВЕКА

В УСЛОВИЯХ СТРЕССА

© 2019 г. М. И. Отраднова, С. М. Рогачева, А. С. Жутов, А. М. Козлитин

ФГБОУ ВО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А.» Министерства науки и высшего образования России, г. Саратов

Цель: определить влияние солнечной активности на показатели ритмики сердца практически здоровых мужчин и женщин, курящих и некурящих, в зависимости от стрессовой нагрузки (физической и психоэмоциональной). Методы. Регистрировали параметры биоэлектрической активности миокарда участников эксперимента (26 человек) в течение двух лет (весна, осень, 95 суток), используя датчик ЭКГ первого отведения из семейства «Фазаграф», кардиосигналы обрабатывали в режиме on-line (www.geliomed.kiev.ua). Длинные временные ряды данных математически обрабатывали с помощью программ Microsoft Office Excel и STATISTICA. Изменение геомагнитной возмущенности оценивали по значениям Кр-индекса. Результаты. Проанализирован массив данных биофизического мониторинга параметров ритмики сердца участников эксперимента. В соответствии с эргодической гипотезой проведена статистическая обработка значений коэффициента симметрии Т-зубца (7) на ЭКГ по временным рядам для четырех групп, объединенных признаками «пол и табакокурение». С помощью критерия Хи-квадрат Пирсона (х2) доказано, что выборки подчиняются закону нормального распределения. Выявлены значимые отличия в ритмике сердца после физической и эмоциональной нагрузок у курящих испытуемых относительно некурящих независимо от геомагнитной обстановки. Рассчитаны средние значения изменения коэффициента симметрии T после стрессовой нагрузки относительно состояния покоя (Д7) для указанных групп испытуемых в периоды со спокойной геомагнитной обстановкой (Кр < 16) и с высокой геомагнитной активностью (Кр > 16). Только у курящих испытуемых обнаружены значимые отличия (р < 0,05) в показателях изменения ритмики сердца под воздействием нагрузки в магнитовозмущенный период по сравнению с невозмущенным периодом. У курящих женщин наибольшие отличия зафиксированы после психоэмоционального стресса, у курящих мужчин - после физической нагрузки. Вывод: в дни с высокой солнечной активностью фактором риска для сердечно-сосудистой системы курящих мужчин является физическая нагрузка, курящих женщин - психоэмоциональный стресс.

Ключевые слова: геомагнитная активность, биофизический мониторинг, ритмика сердца, стресс, курение, статистический анализ

INFLUENCE OF SOLAR ACTIVITY ON THE HUMAN'S CARDIAC RHYTHM UNDER STRESS

M. I. Otradnova, S. M. Rogacheva, A. S. Zhutov, A. M. Kozlitin

Saratov State Technical University named after Yuri Gagarin, Saratov, Russia

The aim: To determine the effect of solar activity on the cardiac rhythm indices of apparently healthy men and women, smokers and non-smokers, depending on the stress load (physical and psycho-emotional). Methods. The registration of myocardium bioelectric activity parameters was carried out in the participants of the experiment (26 people) for 2 years (spring, autumn, 95 days), using ECG sensor «Fazagraf», the cardiosignals were handled on-line (www.geliomed.kiev.ua). Long time-series data were mathematically processed using Microsoft Office Excel and STATISTICA programs. The change of geomagnetic storminess was estimated using Кр-index. Results. Biophysical monitoring data ofcardiac rhythm was analyzed. In accordance with the ergodic hypothesis, a statistical analysis of balance factor values of the T-wave (7) of ECG was performed using time series for 4 groups with common traces - gender and tobacco smoking. Using the Pearson's chi-squared test, it was proved that the samples obeyed the normal distribution law. Significant differences in the cardiac rhythm were revealed after physical and emotional loads in smokers in comparison with non-smokers, regardless of the geomagnetic situation. The mean values of the T-wave balance factor changes were calculated after the stress load relative to the rest state (Д7) for the indicated groups of subjects, for periods with a quiet geomagnetic environment (Kp < 16) and with high geomagnetic activity (Kp > 16). Significant differences (р < 0.05) in the parameters of cardiac rhythm changes under the load in the magnetic disturbed days in comparison with the unperturbed period were found only in smokers. The greatest differences were recorded in women-smokers under psycho-emotional stress and in men smokers after physical activity. Conclusion. Physical load and psycho-emotional stress are risk factors for the cardiovascular system of smokers, respectively, in days with high sunspot activity.

Key words: geomagnetic activity, biophysical monitoring, heart rate, stress, smoking, statistical analysis

Библиографическая ссылка:

Отраднова М. И., Рогачева С. М., Жутов А. С., Козлитин А. М. Влияние солнечной активности на ритмику сердца человека в условиях стресса // Экология человека. 2019. № 7. С. 4-10.

Otradnova M. I., Rogacheva S. M., Zhutov A. S., Kozlitin A. M. Influence of Solar Activity on the Human's Cardiac Rhythm under Stress. Ekologiya cheloveka [Human Ecology]. 2019, 7, pp. 4-10.

Все живые организмы, обитающие на Земле, подвержены комплексному воздействию гелио-геофизических факторов, связанных с процессами, протекающими в околоземном космическом про-

странстве и контролируемыми явлениями на Солнце. Колебания этих факторов могут оказывать негативное влияние на нормальные процессы жизнедеятельности организмов, в том числе человека. К настоящему

моменту накоплено много сведении о взаимосвязях между гелиогеофизическими факторами и частотой развития заболеваний сердечно-сосудистой системы (ССС) человека — стенокардии, инфарктов, инсультов и другого [5, 10, 16, 18], изменением биохимических параметров крови [12], обострением язвенной болезни [6], сахарного диабета, псориаза и другого, возникновением эпидемий инфекционных заболеваний [9].

Реакция организма человека на изменение солнечной активности и ее проявлений в геофизических явлениях неоднозначна и зависит от индивидуальных особенностей организма, его адаптационных способностей, факторов окружающей среды, наличия у человека вредных привычек, которые создают дополнительную угрозу для здоровья человека.

В рамках международного научно-исследовательского проекта «Гелиомед» проводился мониторинг параметров ритмики сердца практически здоровых людей. Он позволил выявить особенности индивидуальных и групповых гелиобиологических реакций в зависимости от сезона года, фазы цикла солнечной активности, географической широты проживания людей, доказать существование популяционных эффектов и универсальных программ адаптации человека к космогеофизическим факторам [5].

Нами исследовалось влияние отягчающих факторов на способность практически здоровых мужчин и женщин адаптироваться к изменению солнечной активности [2, 4]. В качестве такого фактора, значительно выделяющего одну группу людей из совокупности испытуемых, было выбрано табакокурение. Все участники эксперимента были разделены на четыре группы по двум признакам: пол и курение. У них регистрировали параметры биоэлектрической активности миокарда и централизованно проводили обработку кардиосигналов в режиме on-line в Институте проблем математических машин и систем НАН Украины. С помощью метода автоматического поиска групповых эффектов было обнаружено, что курение усиливает чувствительность организма к воздействию гелиогеофизических факторов и что мужчины обладают пониженной адаптационной способностью к геомагнитным возмущениям [3].

За несколько лет нами была создана экспериментальная база из ~10 000 ежедневных измерений параметров ритмики сердца практически здоровых мужчин и женщин, курящих и некурящих, в дни с повышенной и пониженной солнечной активностью. Поскольку метод регистрации отклика ССС включал получение ЭКГ 1-го отведения участников в состоянии покоя, после эмоционального и физического стресса, представляло интерес проанализировать базу экспериментальных данных с целью определить влияние солнечной активности на показатели ритмики сердца испытуемых в зависимости от стрессовой нагрузки (физической и психоэмоциональной).

Цель исследования — определить влияние стресса в совокупности с отягчающим фактором — курением — на молодых мужчин и женщин в условиях различной солнечной активности.

Методы

Исследования проводили в Саратовском государственном техническом университете имени Гагарина Ю. А., в них участвовали практически здоровые мужчины (14) и женщины (12), некурящие и курящие, в возрасте 18—20 лет, стаж курения не превышал 2—3 лет, количество выкуриваемых в день сигарет 10-20 штук.

Отбор испытуемых добровольцев проводился по результатам психофизиологических тестов (опросник Русалова, опросник Менделевича-Яхина) [11, 14] и ЭКГ первого отведения. Мужчины и женщины с параметрами ЭКГ в пределах возрастной нормы [8] и нормативов, отражающих средний или выше среднего уровни выраженности личностных свойств, были разделены на две группы - курящих и некурящих - с равным количеством испытуемых.

В работе использовали оригинальный датчик ЭКГ первого отведения из семейства «Фазаграф», который позволяет снимать сигнал с кистей рук обследуемого.

Все участники проходили четырехкратную регистрацию параметров ЭКГ первого отведения: 1) в состоянии покоя - сидя ровно на стуле и держа датчик кистями рук на согнутых коленях; 2) после стресс-теста на компьютере, который представляет собой игру в шарики, регулярно меняющие цвета и скорость падения; 3) после физической нагрузки, которая создается выполнением физических упражнений (30 приседаний в течение одной минуты); 4) после десятиминутного отдыха.

В качестве показателя уровня воздействия гелио-геофизических факторов на человека использовали Т-зубец на ЭКГ первого отведения. Обработку данного параметра проводили в фазовом пространстве координат, получая коэффициент симметрии Т-зубца [7, 13, 15]. Каждый кардиосигнал обрабатывался централизованно в режиме on-line в Институте проблем математических машин и систем НАН Украины (www.geliomed.kiev.ua).

По каждой группе испытуемых для каждого из состояний: покоя, после физической нагрузки, после стресс-теста и минутного отдыха, производились расчеты среднего значения коэффициента симметрии Т-зубца:

YJm

,

(1)

где Т — среднее значение коэффициента симметрии Т-зубца, усл. ед.; Тт — коэффициент симметрии Т-зубца кардиограммы человека в одном из состояний, усл. ед.; п — количество человек в группе.

Для каждой группы испытуемых определяли также показатели ДТ, и ДТ по формуле:

физ. эмоц. ~ 1

II

AT

т,-Т„

-, (2)

_ п

где ДТ — среднее значение изменения коэффициента симметрии Т-зубца, усл. ед.; Тк — коэффициент сим-

метрии Т-зубца кардиограммы человека в состоянии покоя, усл. ед.; Т. — коэффициент симметрии Т-зубца кардиограммы человека после физической нагрузки или после стресс-теста, усл. ед.; n — количество человек в группе.

Изменение геомагнитной возмущенности оценивали по значениям Кр-индекса, которые были предоставлены Институтом космофизических исследований и аэрономии им. Ю. Г. Шафера СО РАН г. Якутска.

Математическую обработку полученных данных проводили с использованием компьютерных программ Microsoft Office Excel и STATISTICA. В программе Excel рассчитано среднее арифметическое и стандартное отклонение средней величины. В программе STATISTICA определены центры группировки возможных значений случайной величины — выборочное среднее (математическое ожидание) для каждой выборки из генеральной совокупности, выборочная дисперсия и среднеквадратическое отклонение. Выполнена интервальная оценка статистик и определены доверительные интервалы с вероятностью 0,95 и относительно малой дисперсией. Проверку гипотезы о нормальном распределении проводили на основе критерия Хи-квадрат Пирсона. Уровни статистически значимой разницы между средними значениями выборок установлены с использованием t-критерия Стьюдента.

Результаты

Биофизический мониторинг состояния ССС практически здоровых мужчин и женщин, курящих и некурящих, проводился в течение четырех лет, весной и осенью, когда проявляется наибольшая солнечная активность. Испытуемые были разделены на четыре группы по двум признакам: пол и курение. Количество испытуемых в каждой группе было небольшое (6—7 человек), но длительные измерения (95 сут) одинаковых параметров у постоянных участников эксперимента позволили нам провести статистическую обработку длинных рядов данных с целью выявления значимых отличий реакции ССС на стрессовый фактор, отягощающий фактор (курение) и на изменение геомагнитной активности.

В табл. 1 приведены результаты статистической обработки средних значений коэффициента симметрии Т-зубца на ЭКГ для групп курящих (Т1) и некурящих (Т2) мужчин и женщин, находящихся в состоянии покоя (Т ), после физической (Т. ) и

_v пок.'' ^ v физ. '

эмоциональной (Тэмоц) нагрузок вне зависимости от солнечной активности.

Чтобы доказать возможность сравнения исследуемых групп, отличающихся по заданным показателям (пол, курение, физическая нагрузка и психоэмоциональный стресс), необходимо было определить, подчиняются ли выборки закону нормального распределения. Для этого использовали критерий Хи-квадрат Пирсона (х2). Проверка нулевой гипотезы о нормальном распределении наблюдаемой

Таблица 1

Данные статистической обработки средних значений коэффициента симметрии Т-зубца на ЭКГ для групп курящих (Т1) и некурящих(Т2) женщин и мужчин в состоянии покоя, после физической и эмоциональной нагрузок

Статистический показатель Тпок. 1 Т 2 V1 Т 2 Тэмоц.1 Т 2

Женщины

0,525 0,485 0,770a 0,671a 0,569ь 0,507ь

G 0,119 0,109 0,166 0,150 0,161 0,101

G2 0,014 0,012 0,028 0,022 0,026 0,010

N 95 95 95 95 95 95

х2 16,102 23,561 22,446 20,475 23,935 19,122

Мужчины

0,482 0,497 0,753 0,735 0,428c 0,611c

G 0,110 0,144 0,198 0,225 0,121 0,185

G2 0,015 0,019 0,049 0,051 0,019 0,033

N 95 95 95 95 95 95

х2 20,651 22,123 23,655 24,112 21,175 21,692

Примечания: X — среднее арифметическое; о - стандартное отклонение; о2 — дисперсия; N — объем выборки; х2 — расчетное значение критерия Хи-квадрат Пирсона для выбранной теоретической функции распределения. Одинаковыми латинскими буквами (а,Ь,е) обозначены значения, значимо отличающиеся друг от друга (по ^критерию Стьюдента).

величины по указанному критерию — это наиболее универсальный из всех используемых в статистике методов проверки соответствия результатов эксперимента рассматриваемой статистической модели. Условием его применения является объем выборки не менее 30. Метод основан на сравнении найденной величины х2 с критическим значением х2кр: если х2 < х2кр, то гипотеза о нормальности распределения принимается.

Критическое значение Хи-квадрата Пирсона х2кр = 24,327 определили, исходя из заданного уровня значимости (р = 0,001) и значения г — число степеней свободы, которое для данного уровня значимости и объема выборки равно 7.

Из данных табл. 1 видно, что для всех выборок х2 меньше критического х2кр, следовательно, исследуемые совокупности данных подчиняются закону нормального распределения. Это позволяет сравнивать средние значения определяемого параметра, полученные для разных групп испытуемых, между собой и определять значимость их отличий. Статистически значимые отличия обнаружены у курящих испытуемых относительно некурящих в показателях: Тфиз и Тэмоц — у женщин и Т — у мужчин.

эмоц. ^ ^

Для выявления уровня воздействия солнечной активности на показатели ритмики сердца испытуемых были рассчитаны средние значения ДТфиз ДТэмоц (формула 2) по восьми группам, объединенным следующими признаками: 1) пол, 2) курение, 3) уровень геомагнитной возмущенности: Кр ^ 16 — магнитовозмущенные дни, Кр < 16 — невозмущенные дни (табл. 2).

_ Таблица 2

Данные статистической обработки параметров АТфиз и ЛТамоц полученных для групп курящих и некурящих женщин и мужчин в дни с различной геомагнитной активностью

Ста- К > 16 К < I6

тисти- Курящие Некурящие Курящие Некурящие

че-ский пока- ДТэмоц ДТэмоц ДТэмоц ДТэмоц

затель

Женщины

X 0,283а 0,167Ь'е 0,189а 0,048Ь 0,234с 0,087а'е 0,184 с 0,052е1

о 0,159 0,186 0,118 0,05 0,130 0,119 0,120 0,054

а 0,032 0,042 0,024 0,021 0,026 0,017 0,024 0,012

N 20 20 20 20 75 75 75 75

Мужчины

X 0,116№ 0,07& 0,19^ 0,^ 0,236^ 0,091 0,1748 0,095

о 0,058 0,035 0,144 0,068 0,133 0,117 0,186 0,073

а 0,033 0,015 0,012 0,022 0,035 0,029 0,018 0,024

N 20 20 20 20 75 75 75 75

Примечания: X — среднее арифметическое; о - стандартное отклонение; а — доверительный интервал; N — объем выборки. *Одинаковыми латинскими буквами (а,Ь,сДеД^,И,1) обозначены значения, значимо отличающиеся друг от друга (по ^критерию Стьюдента).

Доверительный интервал рассчитан для критического уровня значимости 0,05, объем выборки зависел от количества магнитовозмущенных и невозмущенных дней и составил 20 и 75 соответственно. Как видно из табл. 2, статистически значимые отличия (р < 0,05) обнаружены в показателях ДТ, и ДТ между

' ' 1 физ. эмоц. ^^

курящими и некурящими женщинами независимо от геомагнитной активности, только у курящих женщин — в показателях ДТэмоц, рассчитанных для магнитовозмущенных и невозмущенных дней.

Значимые отличия выявлены в показателях ДГ, у

физ. ^

курящих и некурящих мужчин независимо от уровня геомагнитной активности и только у курящих мужчин в зависимости от магнитной возмущенности. При повышенной геомагнитной активности значения ДТ

эмоц.

значимо отличаются (р < 0,05) у курящих мужчин относительно некурящих, но значимых отличий данного показателя для каждой из групп в периоды с различной геомагнитной возмущенностью не обнаружено.

Обсуждение результатов

Известно, что вариации гелиогеофизических факторов воздействуют на функциональные системы организма человека, оказывая в большей степени биоритмотропные, диссинхронизирующие эффекты [5]. По мнению многих авторов, геомагнитные возмущения не вызывают специфических заболеваний, но из-за разбалансирования систем регуляции организма отягощают имеющиеся функциональные нарушения [1]. Для здорового человека геомагнитное воздействие несет слабый тренирующий адаптационный эффект и может вообще не ощущаться, так как не превышает адаптационных возможностей организма или может стать лишь причиной кратковременных расстройств

[5]. В современном мире человек подвергается ежедневно стрессовым и экологически неблагоприятным воздействиям. Поэтому возникает вопрос, есть ли отличия в уровне восприятия геомагнитной активности людьми в условиях различной стрессовой нагрузки.

Универсальным отражением реакции организма на любое воздействие со стороны внешней и внутренней среды является ритмика сердца, она содержит в себе информацию о функциональном состоянии всех звеньев регулирования жизнедеятельности человека, как в норме, так и при различных патологиях [17]. Поэтому нами проводился длительный мониторинг параметров ритмики сердца у постоянных групп испытуемых (мужчин и женщин, курящих и некурящих) в условиях эмоционального и физического стресса. Поскольку изучаемая система является эргодической, была проведена статистическая обработка измерений коэффициента симметрии Т-зубца (Т) по временным рядам, т. е. за весь срок эксперимента (95 суток).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

В результате анализа массива данных выявлено, что вне зависимости от уровня геомагнитной воз-мущенности все группы испытуемых в состоянии покоя имеют практически одинаковые значения показателя Тпок (см. табл. 1). Это свидетельствует о приблизительно одинаковом состоянии ритмики сердца испытуемых — практически здоровых молодых людей, некурящих или с небольшим стажем курения.

Отмечено, что показатели Т, и Т у группы

физ. эмоц.

курящих женщин выше соответствующих показателей группы некурящих женщин на 14 и 12 % соответственно. Следовательно, физическая нагрузка и эмоциональный стресс приводят к значимому изменению ритмики сердца у курящих женщин.

Не обнаружено статистически значимых отличий показателей Тфиз у групп курящих и некурящих мужчин (различия не превышают 3 %). Вероятно, это обусловлено молодым возрастом и хорошей физической подготовкой мужчин, что нивелирует влияние фактора курения на ритмику сердца. Статистически значимые отличия показателя Т зафиксированы после эмоциональной нагрузки, причем у группы курящих мужчин Тэмоц на 30 % ниже, чем у группы некурящих. Возможно, психоэмоциональный стресс у некурящих мужчин вызывает более выраженный отклик ССС, а курение из-за наркотического действия никотина снижает реакцию возбуждения.

Рассчитаны средние значения изменения коэффициента симметрии Т-зубца после стресса относительно состояния покоя (ДТфиз ДТэмоц) для всех групп испытуемых — курящих и некурящих женщин и мужчин — в зависимости от геомагнитной активности, которую оценивали по Кр-индексу.

Кр-индекс — общепланетарный параметр, который показывает величину отклонения горизонтальной компоненты (Н-компоненты) магнитного поля Земли относительно своего положения в невозмущенном состоянии (http://www.forecast.izmiran.ru). Суточная величина Кр-индекса измеряется в относительных единицах. При значении индекса выше 16 наблюдается

умеренно и значительно возмущенный геомагнитный период, при К < 16 геомагнитная обстановка считается нормальной.

На рисунке приведены в сравнении параметры ДТ, и ДТ , полученные для различных групп ис-

физ. эмоц. ' J ^ 1 1 J

пытуемых. Из диаграмм видно, что данные показатели у групп некурящих женщин (рисунок а, столбцы 1 и 3) и некурящих мужчин (рисунок б, столбцы 1 и 3) не зависят от уровня геомагнитной возмущенности. Видимо, солнечная активность не влияет на ритмику сердца здоровых, молодых, некурящих людей, выполняющих физическую работу или находящихся в состоянии психоэмоционального стресса.

0,35

Кр<16 Кр>1б

□ 1 □ 2 из S34

а

Кр<16 Кр>16

□ 1 □ 2 из Н4

б

Средние значения изменения коэффициента симметрии Т-зубца на ЭКГ (ДТ, усл. ед.) после стрессовой нагрузки относительно состояния покоя у курящих и некурящих женщин (а) и мужчин (б), рассчитанные за весь срок эксперимента для дней с различным уровнем геомагнитной активности (К^ < 16 — спокойная геомагнитная обстановка, К^ ^ 16 — геомагнитная возмущенность). Виды стрессовой нагрузки: 1 — физическая нагрузка у некурящих испытуемых, 2 — физическая нагрузка у курящих испытуемых, 3 — эмоциональная нагрузка у некурящих испытуемых, 4 — эмоциональная нагрузка у курящих испытуемых. Отмечены 95 % доверительные интервалы

У курящих женщин параметры ДТ. и ДТ

^ 1 ^ ^ 1 1 физ. эмоц.

значимо выше, чем у некурящих вне зависимости от геомагнитной активности (рисунок а, столбцы 2 и 4). В дни геомагнитной возмущенности указанные параметры значимо увеличиваются по сравнению с невозмущенным периодом. Особенно значительные изменения коэффициента симметрии Т-зубца — практически в 2 раза — обнаружены у данной группы испытуемых после стресс-теста. Следовательно, в дни геомагнитной возмущенности курящие женщины в состоянии стресса могут находиться в группе риска по заболеваниям ССС.

Из диаграммы (рисунок б, столбцы 2 и 4) видно, что реакция ССС у курящих мужчин на физическую нагрузку и стресс в магнитовозмущенный период отличается от таковой в невозмущенные дни. При повышенной геомагнитной активности (Кр > 16) у группы курящих мужчин наблюдается уменьшение параметров ДТ, и ДТ на 38 и 40 % соответ-

1 1 физ. эмоц. 1

ственно по сравнению с группой некурящих мужчин и уменьшение в два раза параметра ДТфиз относительно периода с Кр < 16. Таким образом, для ССС курящих мужчин в дни с высокой солнечной активностью фактором риска становится физическая нагрузка.

В дни геомагнитной возмущенности отмечен различный характер изменения ритмики сердца под воздействием нагрузки у курящих мужчин и женщин (рис. 1 а, б, Кр > 16). Обнаруженный нетипичный отклик ССС мужчин, на наш взгляд, подтверждает сделанное ранее заключение [3] о пониженной адаптационной способности курящих мужчин к геомагнитным возмущениям.

Заключение

1. Проанализированы данные длительного биофизического мониторинга параметров ритмики сердца молодых здоровых мужчин и женщин, курящих и некурящих, и определено влияние стресса в совокупности с отягчающим фактором — курением — на испытуемых в условиях различной солнечной активности.

2. Выявлены отличия в ритмике сердца после физической и эмоциональной нагрузок у курящих испытуемых относительно некурящих независимо от геомагнитной обстановки.

3. Только у курящих испытуемых обнаружены значимые отличия в показателях изменения ритмики сердца под воздействием нагрузки в магнитовозму-щенный период по сравнению с невозмущенным периодом. У курящих женщин наибольшие отличия зафиксированы после психоэмоционального стресса, у курящих мужчин — после физической нагрузки.

Благодарности

Авторы выражают глубокую благодарность ст. науч. сотр. Института космофизических исследований и аэрономии им. Ю. Г. Шафера СО РАН г. Якутска, канд. физ.-мат. наук С. Н. Самсонову за предоставление сведений о геомагнитной активности; в. науч. сотр. Института проблем математических машин и систем НАН Украины, г. Киев, канд. техн. наук В. В. Вишневскому за on-line обработку кардиосигналов.

Авторство

Отраднова М. И. внесла существенный вклад в получение, анализ и интерпретацию данных; Рогачева С. М. участвовала в анализе данных, существенно переработала статью на предмет важного интеллектуального содержания; окончательно утвердила присланную в редакцию рукопись; Жутов А. С. участвовал в экспериментальных исследованиях и проведении статистической обработки результатов с помощью Microsoft Office Excel; Козлитин А. М. провел статистический анализ результатов с использованием компьютерной программы STATISTICA.

Авторы подтверждают отсутствие конфликта интересов.

Отраднова (Бабаева) Милена Искендеровна — ORCID 0000-0003-2736-0551; SPIN 6830-3724 Рогачева Светлана Михайловна - ORCID 0000-0002-8017-745Х; SPIN 6235-8752

Жутов Александр Сергеевич - ORCID 0000-0003-12395823; SPIN 2959-3797

Козлитин Анатолий Мефодьевич - ORCID 0000-0001 -8850-696X; SPIN 9489-9276

Список литературы

1. Агаджанян Н. А., Коновалова Г. М., Ожева Р. Ш., Уракова Т. Ю. Воздействие внешних факторов на формирование адаптационных реакций организма человека // Новые технологии. 2010. № 2. С. 142-144.

2. Бабаева М. И., Рогачева С. М. Сравнительные данные биофизического мониторинга состояния сердечнососудистой системы табакозависимых мужчин и женщин // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2011. Т. 13, № 1 (7). С. 1671-1674.

3. Бабаева М. И., Рогачева С. М., Вишневский В. В. Адаптация человека к гелиогеофизическим возмущениям на фоне отягчающих факторов // Экология человека. 2013. № 2. С. 35-39.

4. Бабаева М. И., Рогачева С. М., Самсонов С. Н. Анализ результатов биофизического мониторинга состояния сердечно-сосудистой системы человека с учетом дополнительной антропогенной нагрузки // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2010. Т. 12, № 1 (8). С. 1917-1920.

5. Биотропное воздействие космической погоды (по материалам российско-украинского мониторинга «Гелио-мед» 2003-2010) / под ред. М. В. Рагульской. М.; Киев; СПб.: ВВМ, 2010. 312 с.

6. Лобанков В. М. Популяционная тяжесть язвенной болезни: определяющие факторы // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2010. № 11. С. 78-83.

7. Минина Е. Н., Файнзильберг Л. С. Фазовый портрет одноканальной ЭКГ в оценке функциональных резервов сердечно-сосудистой системы // Вестник новых медицинских технологий. 2014. Т. 21, № 3. С. 22-26.

8. Нейл Р. Грабб, Дэвид Е. Ньюби. Кардиология. М.: МЕДпресс-информ, 2006. 704 с.

9. Панин Л. Е. Гомеостаз и проблемы приполярной медицины (методологические аспекты адаптации) // Бюллетень Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2010. Т. 30, № 3. С. 6-11.

10. Рагульская М. В., Пипин В. В. Нелинейные динамические модели ЭКГ в задаче изучения воздействия космофизических факторов на сердце человека // Динамика сложных систем. 2010. Т. 1, № 1. С. 17-26.

11. Русалов В. М. Биологические основы индивидуально-психологических различий. М.: Наука, 1979. 319 с.

12. Севостьянова Е. В. Оценка зависимости реологических и гемостатических параметров крови человека от изменений гелиогеофизических факторов в современных мегаполисах // Вестник новых медицинских технологий. 2008. Т. 15, № 4. С. 13-16.

13. Файнзильберг Л. С. Информационная технология для диагностики функционального состояния оператора // Управляющие системы и машины. 1998. № 4. С. 40-45.

14. Яхин К. К. Клинический опросник для выявления и оценки невротических состояний // Клиническая и медицинская психология: учебное пособие. М.: Наука, 2005. 432 с.

15. Fainzilberg L. S., Bekler T. Y., Glushauskene G. A. Mathematical model for generation of artificial electrocardiogram with given amplitude-time characteristics of informative

fragments // Journal of Automation and Information Sciences. 2011. Vol. 43, N 9. P. 20-33.

16. Manykina V. I., Samsonov S. N., Skryabin N. G., Palshina A. M. Research of geophysical and meteorological factors influencing a functional state of cardiovascular system of a human being // Physics of Auroral Phenomena. 2012. Vol. 35, N 1 (36). P. 172-175.

17. Ragul'skaya M. V., Rudenchik E. A., Chibisov S. M., Gromozova E. N. Effects of space weather on biomedical parameters during the solar activity cycles 23-24 // Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2015. Vol. 159, N 2. P. 269-272.

18. Samsonov S. N., Manykina V. I., Kleimenova N. G., Parshina S. S., Strekalovskaya A. A., Petrova P. G. The helio-geophysical storminess health effects in the cardiovascular system of a human in the middle and high latitudes // Wiadomosci Lekarskie. 2016. Vol. 69, N 3. P. 537-541.

References

1. Agadzhanyan N. A., Konovalova G. M., Ozheva R. Sh., Urakova T. Yu. The effect of external factors on the formation of adaptive reactions in human body. Novye tekhnologii [New technology]. 2010, 2, pp. 142-144. [In Russian]

2. Babaeva M. I., Rogacheva S. M. Comparative data of biophysical monitoring the condition of cardiovascular system at tobacco-dependent men and women. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoi akademii nauk [Bulletin of Samara Research Center of Russian Academy of Sciences]. 2011, 13, 1 (7), pp. 1671-1674. [In Russian]

3. Babaeva M. I., Rogacheva S. M., Vishnevskii V. V. Human adaptation to heliogeophysical disturbances against the background of precipitating factors. Ekologiya cheloveka [Human Ecology]. 2013, 2, pp. 35-39. [In Russian]

4. Babaeva M. I., Rogacheva S. M., Samsonov S. N. The analysis of biophysical monitoring results of the state of cardiovascular system of the person in view of additional anthropogenous load. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoi akademii nauk [Bulletin of Samara Research Center of Russian Academy of Sciences]. 2010, 12, 1 (8), pp. 1917-1920. [In Russian]

5. Biotropnoe vozdeistvie kosmicheskoi pogody (po materialam rossiysko-ukrainskogo monitoringa «Geliomed» 2003-2010) [Biotropic effects of space weather (according to materials of Russian-Ukrainian monitoring «Geliomed» 2003-2010)]. Ed. M. V. Ragulskaia. Moscow, Kiev, Saint Petersburg, 2010, 312 p.

6. Lobankov V. M. Population heaviness of peptic ulcer disease: defining factors. Eksperimental'naya i klinicheskaya gastroenterologiya [Experimental and clinical gastroenterology]. 2010, 11, pp. 78-83. [In Russian]

7. Minina E. N., Faynzilberg L. S. Phase portrait of single-channel ECG in asseessment of functional reserves of cardiovascular system. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologii [Bulletin of new medical technology]. 2014, 21 (3), pp. 22-26. [In Russian]

8. Neyl R. Grabb, Devid E. N'yubi. Kardiologiya [Cardiology]. Moscow, MEDpress-inform, 2006, 704 p.

9. Panin L. E. Homeostasis and problems of circumpolar health (methodological aspects of adaptation). Byulleten Sibirskogo otdeleniya Rossiyskoi akademii meditsinskikh nauk [Bulletin of Siberian department of Russian Academy of Sciences]. 2010, 30 (3), pp. 69-11. [In Russian]

10. Ragul'skaya M. V, Pipin V. V Heliophysical perturbations impact on human heart in the light of nonlinear dynamical models of ECG. Dinamika slozhnykh system [Dynamics of complicated systems]. 2010, 1 (l), pp. 17-26. [In Russian]

11. Rusalov V. M. Biologicheskie osnovy individualno-psikhologicheskikh razlichii [Biological bases of individual psychological differences]. Moscow, Nauka Publ,, 1979, 319 p.

12. Sevostyanova E. V Estimation of dependence of human rheological and hemostatic parameters on heliogeophysical factors in modern megapolicies. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologii [Bulletin of new medical technology]. 2008, 15 (4), pp. 13-16. [In Russian]

13. Faynzilberg L. S. Information technology for diagnosis the functional state of the operator. Upravlyayushchie sistemy i mashiny [Control systems and computers]. 1998, 4, pp. 4045. [In Russian]

14. Yahin K. K. Klinicheskii oprosnik dlya vyyavleniya i otsenki nevroticheskikh sostoyanii [A clinical questionnaire for identifying and assessing the State of neurotic]. In: Klinicheskaya i meditsinskaya psikhologiya [Clinical and medical psychology]. Moscow, Nauka Publ., 2005, 432 p.

15. Fainzilberg L. S., Bekler T. Y., Glushauskene G. A. Mathematical model for generation of artificial electrocardiogram with given amplitude-time characteristics of informative fragments. Journal of Automation and Information Sciences. 201 1, 43 (9), pp. 20-33.

16. Manykina V. I., Samsonov S. N., Skryabin N. G.,

Palshina A. M. Research of geophysical and meteorological factors influencing a functional state of cardiovascular system of a human being. Physics of Auroral Phenomena. 2012, 35, 1 (36), pp. 172-175.

17. Ragul'skaya M. V., Rudenchik E. A., Chibisov S. M., Gromozova E. N. Effects of space weather on biomedical parameters during the solar activity cycles 23-24. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2015, 159 (2), pp. 269-272.

18. Samsonov S. N., Manykina V. I., Kleimenova N. G., Parshina S. S., Strekalovskaya A. A., Petrova P. G. The helio-geophysical storminess health effects in the cardiovascular system of a human in the middle and high latitudes. Wiadomosci Lekarskie. 2016, 69 (3), pp. 537-541.

Контактная информация:

Отраднова Милена Искендеровна - кандидат биологических наук, доцент кафедры природной и техносферной безопасности ФГБОУ ВО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А.» Министерства науки и высшего образования России

Адрес: 410054, г. Саратов, ул. Политехническая, д. 77

E-mail: risavalasava@yandex.ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.