Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,931

AGE FEATURES OF FUNCTIONING OF CARDIOVASCULAR SYSTEM NATIVES OF THE ARCTIC

Kolosova O.N. 1 Belchusova E.A. 2
1 Institut biological
2 Medical Institute of M.K. Ammosov North-Eastern Federal University
На основе результатов собственных исследований анализируются особенности регуляции сердечно-сосудистой системы в организме женщин-эвенкиек, постоянно проживающих на территории Оленёкского эвенкийского национального района, в различных возрастных группах. При проведении исследований было сформировано 6 возрастных групп: Г1 (18–25) лет, Г2 (26–35) лет, Г3 (36–45) лет, Г4 (46–60) лет, Г5 (61–74) лет, Г6 (75 и старше лет). Исследование проведено в весенний период (март-апрель) 2013 г. Функционирование сердечно-сосудистой системы в исследуемых возрастных группах ЖЭ зависит от наличия разных уровней регуляции. В возрастных группах Г3 (36–45 лет) и Г6 (75 и старше лет) в основе механизма формирования адаптационных реакций лежат энергетически чрезвычайно затратные процессы межсистемных перестроек, обусловленные усилением дублирования процессами адаптации со стороны центральной регуляции.
Based on the results of their own research analyzes the features of the regulation of the cardiovascular system in the body of women evenkiek permanently residing in the territory of Olenek Evenk National District, in different age groups. When research was formed by 6 age groups: G1 (18–25) years, G2 (26–35) years, G3 (36–45) years, G4 (46–60) years, T5 (61–74) years, G6 (75 years and older). The study was conducted in the spring (March-April) 2013. The functioning of the cardiovascular system in age groups studied VE depends on the presence of different levels of regulation. In the age group G3 (36–45 years) and T6 (75 years and older) at the heart of the mechanism of formation of adaptive reactions are energetically very costly processes of intersystem rearrangements due to increased duplication of processes of adaptation on the part of central regulation.
adaptation
Arctic
heart rate variability
indigenous peoples
the heart

Арктические территории, на которых проживают коренные малочисленные народы, подвергаются из года в год все более усиливающемуся техногенному воздействию. В связи с этим происходят перестройки сложившихся на протяжении многих лет и эволюционно закрепленных в организме физиолого-биохимических механизмов адаптации [1,2,5,12-15]. Одной из важнейших компенсаторно-приспособительных систем (КПС) организма, которая обусловливает оптимальные в новых социально-экономических условиях функциональные перестройки, является сердечно-сосудистая система (ССС), деятельность которой регулируется вегетативной нервной системой (ВНС) [2,4,8,11].

Исследования состояния здоровья коренных жителей европейской части территории Арктики указывают на то, что сочетанное воздействие техногенных и экстремальных климато-географических факторов может приводить к чрезмерной активации компенсаторно-приспособительных систем и истощению резервных возможностей организма [1,4,6,8,9,14-16]. Известно, что под воздействием экстремальных гелиогеофизических и метеорологических факторов в организме формируется специфический «северный» метаболизм на основе белково-липидного типа питания, определяющий более высокий уровень основного обмена у коренных жителей Севера. Исследования последних десятилетий выявляют ухудшение качества жизни на Севере (омоложение, хронизацию и более длительное течение отдельных заболеваний, раннее старение организма, высокий уровень психоэмоционального напряжения, снижение продолжительности жизни, высокий уровень смертности в работоспособном возрасте и т.д.), отмечается также продолжающаяся депопуляция коренных малочисленных народов Севера [1,8-10,15]. Известно, что генетически закрепленные адаптивные механизмы особенно ярко проявляются в процессе онтогенеза и зависят от условий проживания [1,11,19]. В связи с вышесказанным, особый интерес представляют исследования, направленные на выявление феногенотипических особенностей протекания адаптивных процессов в различных возрастных группах одного этноса, проживающего длительное время на территории арктического региона, поскольку с возрастом происходит определенная дезинтеграция звеньев функциональной системы поддержания постоянства артериального давления в крови человека, как на уровне канала обратной связи, так и на различных уровнях вегетативной регуляции сердечной деятельности [2,8,14,16]. В связи с этим выявление возрастных периодов риска развития десинхронизации функциональных систем в организме коренных жителей Арктики представляется весьма актуальным.

Цель настоящего исследования – выявление возрастных особенностей состояния регуляции функционирования сердечно-сосудистой системы организма женщин коренной национальности (эвенкиек), постоянно проживающих в условиях Арктики.

Материалы и методы

Обьектом исследования были женщины добровольцы (n = 182), постоянно проживающие на территории Оленёкского эвенкийского национального района, представители малочисленных народов Севера – эвенкийки (ЖЭ), условно здоровые, не болевшие в течение последнего месяца. Исследование проведено в весенний период (март-апрель) 2013 г. При проведении исследований было сформировано 6 возрастных групп: Г1 (18–25) лет, Г2 (26–35) лет, Г3 (36–45) лет, Г4 (46–60) лет, Г5 (61–74) лет, Г6 (75 и старше лет).

Для оценки вегетативной регуляции функционирования ССС использовали метод анализа вариабельности сердечного ритма (ВСР). Исследование проводилось на аппаратно-программном комплексе «ВНС-Микро» (Нейрософт, Иваново) в течение 5 мин в расслабленном положении, сидя утром. Анализ результатов ВСР проводили с учетом стандартов Европейского Кардиологического общества и Североамериканского общества электрофизиологии [3]. В соответствии с этим изучение ВСР у ЖЭ было проведено двумя методами: временным (Time Domain Methods), включающим статистический и вариационный анализы, и частотным (Frequency Domain Methods) на основе корреляционного анализа.

Статистические параметры динамического ряда кардиоинтервалов включали: частоту пульса (Heart Rate – HR), количество RR интервалов (NN), среднее квадратическое отклонение (Standard Deviation – SDNN), коэффициент вариации (CV), среднее квадратичное отклонение динамического ряда разностных значений (SDSD), показатель активности парасимпатического звена вегетативной регуляции (RMSSD – Root Mean of Sum Saccessive Deviations).

Основные математические показатели вариационной пульсометрии: мода (Мо – наиболее вероятный уровень функционирования сердечно-сосудистой системы), амплитуда моды (Амо – этот показатель отражает стабилизирующий эффект централизации управления ритмом сердца, который обусловлен в основном степенью активации симпатического отдела ВНС), вариационный размах (MxDMn – отражает степень вариативности значений кардиоинтервалов в исследуемом динамическом ряде), индекс напряжения регуляторных систем (ИН – отражает степень централизации управления ритмом сердца и характеризует, в основном, активность симпатического отдела ВНС). Величина ИН в норме колеблется в пределах от 80 до 150 усл. ед.. При эмоциональном стрессе и физической работе у здоровых людей значения ИН могут увеличиваться до 300 – 500 усл. ед, а у людей старшего возраста – даже в покое.

Для точной количественной оценки периодических процессов в сердечном ритме использовали параметры спектрального анализа, физиологический смысл которого состоит в оценке активности отдельных уровней управления ритмом сердца. Определяли мощности спектра в следующих диапазонах: 1) Высокие частоты (High Frequency – HF) – 0,15 – 0,40 Гц; 2) Низкие частоты (Low Frequency – LF) – 0,04 – 0,15 Гц; 3) Очень низкие частоты (Very Low Frequency – VLF) – 0,003 – 0,04 Гц. По результатам спектрального анализа вычисляли абсолютную суммарную мощность в диапазоне, среднюю мощность в диапазоне, значение максимальной гармоники и относительное значение в процентах от суммарной мощности во всех диапазонах (Total Power – TP).

В каждой исследуемой группе проведено определение индекса массы тела (ИМТ, индекс Кетле), найденного по формуле (1.1):

(1.1),

где m – масса тела, кг, h – рост, м2.

Нормальные значения: 19,5–22,9 для возраста 16–25 лет, 20,0-25,9 – для 26–50-летних испытуемых [7].

Проведенное исследование основано на простой случайной выборке. Хранение результатов исследования и первичная обработка материала осуществлялись в оригинальной базе данных Microsoft Excel 2007. Статистическая обработка проведена общепринятыми методами с пакетом «SPSS 10», с использованием которого проведен корреляционный анализ по Spearman's, критерий Фишера был взят при одномерном дисперсионном анализе. Проверка законов нормального распределения сделана с помощью критерия Колмогорова – Смирнова. По каждой группе данных вычислялись средние величины (M), стандартное отклонение (SD) и 95 % доверительный интервал.

Исследование проводилось в полном соответствии с этическими рекомендациями Хельсинской декларации Всемирной медицинской ассоциации и «Основами законодательства РФ об охране здоровья граждан» (1993 г.).

Результаты и обсуждение

Результаты определения индекса массы тела свидетельствуют об его увеличении с возрастом (табл.1). Максимальных значений ИМТ у ЖЭ достигает в Г4 (28,8 ±3,6) кг/м2, после чего происходит снижение. Начиная с 36 лет, средние величины ИМТ у женщин эвенкиек превышали нормальные значения.

Таблица 1

Характеристика испытуемых по индексу массы тела

Группа

n

Mean ± SD

среднее

Г1

40

22.43 ± 2.50

Г2

48

25.44 ± 2.71

Г3

60

26.31 ± 2.84

Г4

40

28.83 ± 2.69

Г5

25

26.64 ± 2.68

Г6

5

24.63 ± 1.76

Как видно из таблицы 2, наиболее высокий уровень параметра SDNN выявляется в возрастной группе Г5 и наиболее низкий в Г6. Поскольку данный параметр соотношения уровня парасимпатической и симпатической регуляции работы сердца, то увеличение величины данного параметра в возрастных группах Г1, Г4, Г5 указывает на усиление автономной регуляции, т.е. влияния дыхания на ритм сердца. Уменьшение SDNN в Г6 отражает усиление симпатической регуляции, которая подавляет активность автономного контура.

Таблица 2

Показатели вариабельности сердечного ритма в различных возрастных группах женщин-эвенкиек (M ± SD)

 

Возрастные группы

 

Показатели

Г1 (18-25) лет

n = 40

Г2 (26-35) лет

n = 48

Г3 (36-45) лет

n = 60

Г4 (46 - 60) лет

n = 40

Г5 (61-74)

лет

n = 25

Г6 (75 и старше)

лет

n = 5

NN

173.0 ± 23

157.2 ± 19

156.7 ± 26

159.0 ± 16

131.5 ± 20

139.0 ± 18

HR уд-мин

87.8 ± 6.4

82.9 ± 5.7

79.3 ± 5.3

80.7 ± 6.2

69.9 ± 4.7

70.3 ± 4.1

RRNN, mc

687.50±41.32

745.52±40.26

1 238.51±98.43

752.79±64.58

876.64±62.15

887.55± 4.19

SDNN, mc

102.02 ± 8.13

84.52 ± 7.57

88.00 ± 7.36

103.04 ± 8.20

129.21± 8.54

34.85 ± 4.16

RMSSD, mc

117.98 ±10.13

97.03 ± 9.43

86.00± 8.76

111.71±10.41

121.82±10.14

32.70 ± 8.26

CV, %

14.83 ± 1.56

11.15 ± 1.53

11.40 ± 2.02

14.19 ± 1.73

14.71 ± 1.46

4.45 ± 0.96

Мо, сек

0.65 ± 0.07

0.72 ± 0.05

0.79 ± 0.07

0.77 ± 0.08

0.9± 0.08

0.87 ± 0.06

АМо, %

39.12 ± 2.13

45.05 ± 2.56

49.83 ± 4.45

50.83 ± 4.88

58.54 ± 6.21

65.30 ± 5.67

ВР, сек

0.48 ± 0.11

0.39 ± 0.09

0.38 ± 0.12

0.44 ± 0.11

0.63 ± 0.13

0.17 ± 0.09

ИВР, уе

160.27± 17.24

236.71±19.21

247.63±18.28

357.82±22.13

293.33± 19.12

769.07±24.68

ПАПР, уе

57.69± 6.16

62.82±5.17

65.21± 7.11

66.91± 5.73

67.32± 6.13

75.52± 8.10

ВПР, уе

5.04± 0.43

6.27± 0.54

6.15± 0.53

6.77± 0.87

5.53± 0.91

11.60± 0.88

ИЦ, уе

9.71± 1.11

5.65± 0.83

3.73± 0.56

5.90± 0.49

3.8± 0.39

2.67± 0.40

ИН, уе

123.31± 18.13

176.41±21.24

168.82±20.23

231.35±20.14

218.31± 20.16

446.77±32.17

При анализе возрастной структуры показателя суммарной мощности спектра (TP) мы видим (рис.1), что акрофаза приходится на возрастную группу Г5, что соответствует наибольшей величине SDNN, и наименьшая суммарная мощность отмечается у ЖЭ 75 лет и старше. Этот показатель отличается тем, что характеризует только периодические процессы в ритме сердца и не содержит так называемой фрактальной части процесса, т.е. нелинейных и непериодических составляющих.

В возрастных группах Г1, Г4, Г5 выявляется наибольшая активность автономного контура регуляции, о чем свидетельствуют высокие уровни показателя активности парасимпатического звена вегетативной регуляции RMSSD (табл.2).

Необходимо отметить практически во всех возрастных группах (кроме Г1) повышение выше нормативных величин индекса напряжения регуляторных систем (ИН), особенно в Г6 (табл.2).

Рис.1. Возрастные изменения мощности спектра (ТР) в различных возрастных группах женщин эвенкиек

Проведенный спектральный анализ ВСР женщин эвенкиек указывает на то, что в возрастных группах Г3 и Г6 на фоне снижения внутрисистемной регуляции функций усиливается дублирующее влияния центральной нейро-гуморальной регуляции (рис.2). Акрофаза превалирующего воздействия автономного контура регуляции выявляется в Г1 и Г5.

Рис. 2. Возрастные изменения показателей спектрального анализа вариабельности сердечного ритма женщин эвенкиек

В условиях Арктики в весенний период выявляется достоверное по сравнению с нормативными данными повышение величины индекса напряжения (ИН) регуляторных систем в трех возрастных группах (Г4, Г5, Г6) (p<0,05). Акрофаза ИН (446.77±32.17 у.е.) приходится на возрастную группу Г6 (p<0,001). 40,01 % общего спектра регуляторных систем в группе Г6 занимает диапазон VLF % (p<0,01), что является свидетельством усиления нейро-гуморальной регуляции.

Таким образом, физиологические механизмы формирования адаптивных реакций в исследуемых возрастных группах ЖЭ отличаются разными уровнями состояния регуляторных систем и величиной напряженности функционирования организма. В возрастных группах Г3 и Г6 в основе механизма формирования адаптационных реакций лежат энергетически чрезвычайно затратные процессы межсистемных перестроек, обусловленные усилением дублирования процессами адаптации со стороны центральной регуляции.