Человек является сложной системой, преобразующей детерминированную и хаотическую составляющую внешней среды в детерминированную и хаотическую составляющую своего организма. Наиболее чувствительным звеном этого организма является сердечный ритм, обе компоненты которого, как периодическая, так и хаотическая, легко поддаются анализу по нерегулярному чередованию RR-интервалов ЭКГ. Изменения сердечного ритма в связи с деятельностью механизмов нейрогормональной регуляции можно рассматривать как результат активности различных звеньев вегетативной нервной системы, модулирующих сердечную деятельность, в том числе ритм сердца [2].
Цель работы: выявить особенности вегетативной регуляции сердечного ритма военнослужащих в процессе прохождения воинской службы.
Объем и методы исследования. Объект исследования - военнослужащие срочной службы в возрасте 18-22 лет. Всего было обследовано 92 юноши. Исследования проводились в начале прохождения воинской службы: на 1-м (первый этап), в середине - 6-7-м (второй этап) и в конце - 11-12-м месяцах (третий этап) срочной воинской службы.
Регистрация и обработка ЭКГ осуществлялась на компьютере. Объем анализируемой выборки для каждого испытуемого составлял 100 кардиоциклов. Математический анализ ритма сердца проводился методом вариационной пульсометрии по критериям P.M. Баевского и соавт. [3], аппаратно-программным комплексом «Варикард - 2.4» (изготовитель - институт внедрения новых медицинских технологий «Рамена», г. Рязань).
Анализировались следующие статистические параметры сердечного ритма: средний RR-интервал (MEAN), стандартное отклонение полного массива кардиоинтервалов (SDNN), число пар кардиоинтервалов с разностью более 50 мс в % к общему числу кардиоинтервалов в массиве (pNN50), коэффициент вариации полного массива кардиоинтервалов (CV), разность между максимальным и минимальным значениями кардиоинтервалов (MxDMn), мода (Mo), амплитуда моды (AMo). По данным вариационной пульсометрии вычислялся стресс-индекс (индекс напряжения, SI) регуляторных систем, отражающий степень централизации управления сердечным ритмом по следующей формуле: ИН = АМо/(2 * АХ * Мо). Для выявления и оценки периодических составляющих сердечного ритма проводили спектральный анализ с использованием непараметрического метода быстрого преобразования Фурье. Вычисляли суммарную мощность спектра ВСР в мс-2 (TP), мощность спектра высокочастотного (HF, %), низкочастотного (LF, %), очень низкочастотного (VLF, %) компонентов вариабельности в % от суммарной мощности колебаний, среднее значение мощности спектра высокочастотного (HFav), низкочастотного (LFav), очень низкочастотного (VLFav) компонента ВСР в мс-2, отношение средних значений низкочастотного и высокочастотного компонента ВСР (LF/HF), индекс централизации (IC) [3]. Статистическая обработка проводилась с использованием программы Statistica 8.0.
Результаты и их обсуждение. Адаптация военнослужащих проходит ряд стадий [4]. Представляется важным проанализировать, какие особенности процесса адаптации появляются на каждом из этих этапов.
Как видно из представленных результатов (табл. 1), со стороны статистических и геометрических (вариационных) показателей достоверных различий не отмечалось (табл. 1), за исключением индекса напряжения (стресс-индекса).
Таблица 1 - Динамика вариационных показателей сердечного ритма в зависимости от этапа прохождения воинской службы
|
|
В начале |
Середина |
В конце |
|
MEAN |
858,83±19,86 |
873,97±19,2 |
857,86±39,25 |
|
MXDMN |
258,78±16,28 |
289,18±21,62 |
297,88±25,58 |
|
PNN50 |
26,96±3,63 |
28,03±2,93 |
28,05±5,26 |
|
CV |
5,79±0,3 |
6,04±0,34 |
6,62±0,59 |
|
MO |
858,39±20,8 |
868,03±20,48 |
848,55±49,17 |
|
AMO |
45,19±2,89 |
42,49±2,23 |
40,37±5,02 |
|
SI |
136,99±15,6 |
98,58±10,21* |
92,22±17,85* |
|
* - разница по сравнению с первым этапом достоверна (p<0,05); х - разница между вторым и третьим этапами достоверна (p<0,05). |
|||
В динамике индекса напряжения (SI) отмечалось снижение его количественных значений от начального этапа к концу прохождения воинской службы (табл. 1). Так, если в начале службы среднее значение индекса составляло 136,99±15,6 усл. ед., то уже в середине прохождения отмечалось достоверное снижение до 98,58±10,21 усл. ед. (p<0,05). К концу службы отмечалось дальнейшее снижение индекса напряжения, хотя и не столь выраженное по сравнению со вторым этапом, и в среднем составляло 92,22±17,85 усл. ед. (p<0,05). И если в трактовке результатов динамики индекса напряжения идти от обратного, то на начальном этапе у военнослужащих отмечалось увеличение активности центральных механизмов регуляции над автономными, что являлось следствием реакции организма на воздействие факторов, присущих воинской службе. В середине прохождения воинской службы адаптированность к воздействующим факторам отражается и на индексе напряжения, он достоверно снижается до 98,58±10,21 усл. ед. (p<0,05), с последующим незначительным снижением до 92,22±17,85 усл. ед. (p<0,05).
Таблица 2 - Динамика спектральных показателей сердечного ритма в зависимости от этапа прохождения воинской службы
|
|
В начале |
Середина |
В конце |
|
TP |
2537,7±317,8 |
2451,7±232,8 |
2810,7±404,6 |
|
HF |
924,22±139,75 |
818,2±98,37 |
727,99±156,1 |
|
LF |
808,36±82,56 |
854,53±107,06 |
843,5±125,49 |
|
VLF |
403,22±47,57 |
490,22±74,84 |
784,74±121,83*(x) |
|
ULF |
244,38±33,91 |
318,41±41,48 |
432,29±66,94* |
|
* - разница по сравнению с первым этапом достоверна (p<0,05); х - разница между вторым и третьим этапами достоверна (p<0,05). |
|||
Наибольшее число достоверных различий отмечалось у спектральных показателей ВСР. Как видно из представленных результатов (табл. 2) достоверные различия отмечались у таких показателей, как мощность спектра очень низкочастотного (VLF) и ультранизкочастотного (ULF) компонента, что свидетельствует об усилении активности симпатического звена и субкортикальных уровней регуляции (высшие вегетативные центры). Активация этих центров регуляции отмечалась на заключительном этапе прохождения воинской службы. Так, если в начале службы средние значения VLF и ULF составляли 403,22±47,57 и 244,38±33,91 соответственно, то к середине хотя и отмечалось увеличение количественных значений, но статистической достоверности между ними не было (490,22±74,84 и 318,41±41,48 соответственно, p>0,05). В конце воинской службы отмечалось достоверное увеличение мощности спектра очень (VLF) и ультранизкочастотного (ULF) компонента до 784,74±121,83 и 432,29±66,94 (p<0,05).
В тоже время отсутствие достоверных различий не свидетельствует об одинаковом напряжении регуляторных систем в адаптационном процессе на начальном и серединном этапах прохождения службы. Это подтверждается значениями мощности спектра частотного компонента вариабельности в процентах от суммарной мощности колебаний (рис. 1). Так, на начальном этапе воинской службы адаптационный процесс протекает за счет ультранизкочастотного компонента вариабельности, что свидетельствует об активации симпатического звена регуляции ВСР, к тому же процентное соотношение 49,06±1,86% говорит о его преимущественном положении.
Рис. 1. Динамика значений мощности спектра частотного компонента вариабельности в процентах от суммарной мощности колебаний в зависимости от этапа прохождения воинской службы.
На серединном этапе активируются преимущественно низкочастотные (LFP) и высокочастотные компоненты (HFP), количественные значения которых составляли 39,38±3,02% и 38,87±1,88% соответственно (p<0,05). Данные результаты свидетельствовали о том, что регуляторный процесс идет за счет активации подкоркового симпатического сосудистого (вазомоторного) центра и активности парасимпатического звена регуляции. На конечном этапе воинской службы отмечалось перераспределение активности частотных диапазонов - снижение высокочастотного (HFP) до 27,99±4,35% и увеличение очень низкочастотного (VLFP) компонента до 34,42±4,55% (p<0,05). Это свидетельствует о снижении активности парасимпатического звена регуляции и увеличении активности энерго-метаболического звена регуляции.
Анализ динамики индекса централизации в зависимости от места жительства военнослужащих показал сходную с частотными характеристиками спектрального анализа ВСР (рис. 2). У военнослужащих в начале прохождения службы среднее значение индекса централизации составляло 1,97±0,17 усл. ед., в середине отмечалось достоверное снижение до 2±0,28 усл. ед. (p<0,05), в конце срока отмечалось достоверное его увеличение до 3,26±0,59 усл. ед. (p<0,05). Это свидетельствует об увеличении степени централизации управления сердечным ритмом к концу прохождения воинской службы. То есть для поддержания гомеостаза на должном физиологическом уровне в управлении ритмом активно включался центральный контур управления, и как следствие, высокая «цена» адаптивных процессов в организме военнослужащих.
Рис. 2. Динамика индекса централизации (IC) и ПАРС в зависимости от этапа прохождения воинской службы.
Анализ динамики показателя активности регуляторных систем (ПАРС) достоверной динамики в зависимости от этапа прохождения воинской службы и места жительства военнослужащих не выявил (рис. 2). Количественные его значения были в диапазоне «умеренное» и «выраженное» функциональное напряжение, проявляющееся мобилизацией защитных механизмов, в том числе повышение активности симпато-адреналовой системы и системы «гипофиз ‒ надпочечники» [3].
Таким образом, адаптация военнослужащих на начальном этапе протекает за счет увеличения активности центральных механизмов регуляции над автономными и активации симпатического звена регуляции ВСР. В середине прохождения воинской службы происходит адаптированность к факторам за счет активации подкоркового симпатического сосудистого (вазомоторного) центра и активности парасимпатического звена регуляции. На заключительном этапе прохождения воинской службы отмечалось увеличение активности энерго-метаболического звена регуляции. Диапазон активности регуляторных систем был в пределах между умеренным и выраженным функциональным напряжением, проявляющимся мобилизацией защитных механизмов.
Рецензенты
- Жаутикова С.Б., д.м.н., профессор, заведующий кафедрой патологической физиологии Карагандинского государственного медицинского университета, г. Караганда.
- Конкабаева А.Е., д.м.н., профессор кафедры физиологии Карагандинского государственного университета имени Е.А. Букетова, г. Караганда.