Введение
Адаптация, или приспособление к условиям окружающей среды, к социальным, производственным, бытовым или климатическим факторам, – одно из фундаментальных свойств организма человека [1, 2]. Любое заболевание может рассматриваться как результат истощения адаптационных механизмов [7]. Переход из состояния здоровья в состояние болезни проходит через последовательные стадии адаптационного процесса. Следовательно, можно выделить среди здоровых людей разнородные группы лиц с различной степенью адаптированности к окружающей среде. Р.М. Баевским предложена следующая рабочая классификация состояний по степени напряжения регулярных систем, обусловленного адаптивными реакциями организма [3]: состояние нормы или удовлетворительной адаптации; состояние повышенного функционального напряжения механизмов адаптации; состояние перенапряжения, или состояние неудовлетворительной адаптации и состояние истощения регуляторных систем, или срыв адаптации.
Сердечно-сосудистая система является одной из ведущих систем, отвечающих за функциональное состояние организма в целом [4, 9]. Развитие приспособительных реакций к условиям внешней среды лимитируется деятельностью сердечно-сосудистой системы [2]. Сердце способно реагировать на малейшие изменения в потребностях многочисленных органов и систем. Результаты ранее проведенных авторами исследований [5, 6, 8] позволяют констатировать не совсем благоприятное состояние сердечно-сосудистой системы подростков, указывающее на функциональное напряжение механизмов адаптации и срыв адаптационных процессов.
Вариационный анализ ритма сердца дает возможность количественной и дифференцированной оценки степени напряженности или тонуса симпатического и парасимпатического отделов ВНС, их взаимодействия в различных функциональных состояниях, а также деятельности подсистем, управляющих работой различных органов.
Преимущество данного метода состоит в возможности обнаружить тончайшие отклонения в сердечной деятельности, поэтому его использование эффективно для оценки общих функциональных возможностей организма в норме, а также ранних отклонений, которые в отсутствие необходимых профилактических процедур постепенно могут развиться в серьезные заболевания.
Нормативы статистических характеристик вариабельности сердечного ритма следует разрабатывать применительно к каждой микропопуляции людей в зависимости от возраста, пола и географического месторасположения [3].
Целью исследования являлась оценка функционального состояния организма школьников методом вариационной кардиоинтервалометрии.
Наше исследование проводилось среди учащихся городского общеобразовательного лицея г.Ишима. В исследовании приняли участие169 школьников, из них 79 – девушки; 90 – юноши.
Классическая методика оценки показателей вариабельности ритма сердца изложена в работах Р.М. Баевского [3]. Вариационная кардиоинтервалометрия осуществлялась с помощью устройства психофизиологического тестирования УПФТ – 1/30 – «Психофизиолог», созданным научно-производственной конструкторской фирмой «Медиком МТД» г. Таганрог.
В процессе обследования пациента регистрируется ЭКГ – сигнал, с помощью специальных датчиков, входящих в комплект прибора. В процессе регистрации ЭКГ – сигнала измеряется время соседними RR-интервалами. Точность измерения 1 мс. Минимальный цикл для обследования по методике равен времени, необходимому для регистрации 128 кардиоинтервалов.
После регистрации вычисляются следующие показатели, используемые в дальнейшем для интерпретации данных: среднее значение интервалов RR, среднеквадратичное отклонение, максимальное и минимальное значения, мода, амплитуда моды, уровень функционального состояния. Статистическая обработка результатов производилась с использованием пакета программ «Statistica 6,0».
Мода (Мо) является одним из важнейших показателей вариационной пульсометрии, она отражает наиболее часто встречающиеся значения RR. При симпатикотонии Мо минимальна, при ваготонии – максимальна.
В возрасте 14 лет наблюдались статистически достоверные различия показателей моды среди юношей и девушек (таблица 1). У девушек в этом возрасте преобладали парасимпатические влияния в регуляции сердечно-сосудистой системы, а у юношей преобладали влияния симпатического отдела вегетативной нервной системы.
У юношей от 14 до 16 лет наблюдалось увеличение моды, что свидетельствует о повышении роли парасимпатических влияний в регуляции сердечно-сосудистой системы.
Таблица 1
Мода (мс) школьников города Ишима в возрасте 14–16 лет (M±m, δ, Cv)
|
Возраст, лет |
Юноши |
Девушки |
Достоверность (Р) |
||||
|
M±m |
δ |
Cv |
M±m |
δ |
Cv |
||
|
14 |
678,84±30,45 |
109,79 |
16,17 |
805,79±38,87 |
86,91 |
10,78 |
р<0,05 |
|
15 |
759,62±25,07 |
100,28 |
13,20 |
719,27±33,53 |
111,23 |
15,46 |
р>0,05 |
|
16 |
737,40±47,83 |
106,95 |
14,50 |
690,40±38,48 |
86,06 |
12,46 |
р>0,05 |
Среди обследованного контингента девушек тенденция была прямо противоположной: повышалась роль симпатических влияний в регуляции сердечно-сосудистой системы. Мо девушек 14 лет составляла 805,79±38,87, а к 16 годам снижалась до 690,40±38,48 мс.
Среднее квадратическое отклонение (СКО) значений динамического ряда кардиоинтервалов представляет собой один из основных показателей вариабельности сердечного ритма и характеризует состояние механизмов регуляции [3]. В норме среднее квадратическое отклонение колеблется в пределах 40–80 мс. Результаты исследования СКО подростков города Ишима 14–16 лет представлены в таблице 2.
Таблица 2
Среднее квадратическое отклонение (СКО) школьников города Ишима в возрасте 14–16 лет (мс)
|
Возраст, лет |
Юноши |
Девушки |
Достоверность (Р) |
||||
|
M±m |
δ |
Cv |
M±m |
δ |
Cv |
||
|
14 |
57,53±8,60 |
31,04 |
53,94 |
56,59±11,91 |
26,63 |
47,05 |
р>0,05 |
|
15 |
73,56±8,98 |
35,93 |
48,85 |
55,27±8,63 |
28,64 |
51,82 |
р>0,05 |
|
16 |
72,59±6,31 |
14,11 |
19,44 |
59,20±15,62 |
34,93 |
59,01 |
р>0,05 |
У школьников г. Ишима 14 лет, как у юношей, так и у девушек СКО приближалось к среднему значению нормы. У юношей 14 лет СКО составляло 57,53±8,60 мс, у девушек – 56,59±11,91 мс. В возрасте 15 лет у юношей, в период напряжения функционального состояния организма, связанного с окончанием основной образовательной программы и подготовкой к государственной итоговой аттестации, СКО приближается к верхней границе нормы и составляет 73,56±8,98 мс. В возрасте 16 лет показатель СКО у юношей остался на прежнем уровне, что свидетельствовало об усилении тонуса парасимпатической нервной системы.
У девушек в период с 14 до 16 лет происходило волнообразное изменение показателя СКО, эти изменения не носили достоверного характера. В целом у девушек СКО достаточно стабильное и составляло от 56,59±11,91 до 59,20±15,62 мс.
Таким образом, с завершением полового созревания к 16-летнему возрасту организм обследованных подростков не достигал оптимального уровня функционирования и работал с напряжением, что можно связать с влиянием на организм высоких учебных нагрузок. К 16 годам у юношей наблюдалось усиление парасимпатических влияний вегетативной нервной системы на регуляцию сердечного ритма, по сравнению с их сверстницами.
Методика вариационной кардиоинтервалометрии используется для оценки функционального состояния вегетативной нервной системы по параметрам ритма его сердечной деятельности, а также для оценки общего функционального состояния организма. Для оценки функционального состояния организма подростков по параметрам сердечной деятельности использовалась методика, разработанная в МНТК «Надежность» (В.Е. Косачев, А.А. Талалаев) с выделением следующих уровней функционального состояния: критическое, негативное, предельно-допустимое, допустимое, близкое к оптимальному, оптимальное.
Результаты оценки функционального состояния организма подростков 14–16 лет приведены на рисунках 1–3.
Рис. 1. Оценка функционального состояния организма юношей и девушек 14 лет методом вариационной кардиоинтервалометрии (%)
Среди юношей 14 лет не было выявлено лиц с оптимальным функциональным состоянием, среди их сверстниц 20 % имели оптимальное функциональное состояние. 30,7 % юношей и 20 % девушек характеризовались допустимым функциональным состоянием. Предельно-допустимое функциональное состояние отмечалось у 23 % и 40 % девушек. Негативное и критическое функциональное состояние отмечалось только среди юношей 14 лет и составляло 7,7 и 15,6 % соответственно.
Рис. 2. Оценка функционального состояния организма юношей и девушек 15 лет методом вариационной кардиоинтервалометрии (%)
Большинство 15-летних юношей и девушек характеризовалось допустимым функциональным состоянием (31,3 % и 36,4 % соответственно). Оптимальное функциональное состояние у 15-летних подростков отмечалось как у юношей, так и у девушек, но процент лиц, относящихся к этому уровню функционального состояния, невысок: среди юношей 12,5 %, среди девушек – 9,1 %. Предельно-допустимое функциональное состояние встречалось у 12,5 % юношей и 27,2 % девушек. У юношей этого возраста критическое функциональное состояние встречалось в 3,5 раза чаще, чем у их сверстниц.
Рис. 3. Оценка функционального состояния организма юношей и девушек 16 лет методом вариационной кардиоинтервалометрии (%)
В группе 16-летних подростков города Ишима не встречались лица с оптимальным функциональным состоянием. Среди юношей чаще отмечается негативное функциональное состояние – 40 %, а среди девушек – допустимое функциональное состояние – 40 %. В отличие от юношей в группе девушек 16 лет 20 % характеризовались критическим функциональным состоянием.
Оптимальное функциональное состояние отмечалось только в группах девушек 14 и 15 лет и юношей 15 лет, причем процент подростков, отнесенных к этой группе, с возрастом снижался. Допустимое функциональное состояние отмечается в среднем у 30 % обследуемого контингента юношей и девушек, независимо от возраста.
Негативное функциональное состояние встречалось во всех возрастных группах юношей и в группе девушек 15 лет. С возрастом процент подростков, отнесенных к этой группе, увеличивался. Критический уровень функционального состояния чаще встречался среди юношей, чем среди их сверстниц, за исключением 16-летней возрастной группы. Наибольший процент подростков, характеризующихся критическим функциональным состоянием, отмечался среди юношей 15 лет – 31,3 %. С возрастом и среди юношей и среди девушек происходит ухудшение функционального состояния организма.
Выводы
1. У девушек 14 лет преобладали парасимпатические влияния в регуляции сердечно-сосудистой системы, у юношей преобладали влияния симпатического отдела вегетативной нервной системы, эти отличия носили статистически достоверный характер.
У юношей от 14 до 16 лет наблюдалось увеличение моды, что свидетельствует о повышении роли парасимпатических влияний в регуляции сердечно-сосудистой системы. У девушек с возрастом повышалась роль симпатических влияний в регуляции сердечно-сосудистой системы.
2. У школьников 14 лет среднее квадратическое отклонение приближалось к среднему значению нормы. В возрасте 15 лет у юношей СКО приближается к верхней границе нормы. К 16 годам у юношей наблюдалось усиление парасимпатических влияний вегетативной нервной системы на регуляцию сердечного ритма, по сравнению с их сверстницами.
У девушек в период с 14 до 16 лет происходило волнообразное изменение показателя СКО.
3. Негативное функциональное состояние встречалось во всех возрастных группах юношей и в группе девушек 15 лет. С возрастом процент подростков, отнесенных к этой группе, увеличивался. Критический уровень функционального состояния чаще встречался среди юношей, чем среди их сверстниц, за исключением 16-летней возрастной группы. Наибольший процент подростков, характеризующихся критическим функциональным состоянием, отмечался среди юношей 15 лет – 31,3 %. С возрастом происходит ухудшение функционального состояния организма школьников.
Полученные данные вариационной пульсометрии свидетельствуют о неблагоприятных реакциях организма школьников на факторы учебной деятельности. Результаты исследования позволяют объективно оценить функциональное состояние организма в процессе роста и разработать необходимые профилактические и коррекционные мероприятия.
Рецензенты:
Соловьев В.С., д.м.н., профессор, зав. кафедрой анатомии и физиологии человека и животных ФГБОУ ВПО «Тюменский государственный университет», г. Тюмень;
Койносов П.Г., д.м.н., профессор, заведующий кафедрой физического воспитания и врачебного контроля ГБОУ ВПО «Тюменская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Тюмень.