Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,931

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ АСИММЕТРИЯ И ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ СЕРДЕЧНОГО РИТМА У ШКОЛЬНИКОВ

Михайлов Н.А. 1 Димитриев Д.А. 1
1 ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный педагогический университет им. И.Я. Яковлева», г. Чебоксары, Россия
Были проведены исследования моторной и сенсорной функциональной асимметрии школьников 6 и 11 классов посредством тестов. Для оценки анализа функциональной асимметрии были вычислены коэффициент асимметрии и коэффициент мануальной асимметрии. Запись ЭКГ проводилась в двух положениях: лёжа на спине и при ортостазе. При ортостазе была найдена достоверная корреляция между коэффициентом мануальной асимметрией и RMSSD, pNN50, TP, VLF, HF, LF/HF.
моторная и сенсорная асимметрия
вариабельность сердечного ритма
ортостаз
1. Брагина Н.Н., Доброхотова Т.А. Функциональные асимметрии человека. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Медицина, 1988. - 240 с.
2. Гурьянова Е.М., Игишева Л.Н., Галеев А.Р. Особенности вариабельности сердечного ритма у детей с бронхиальной астмой // Педиатрия. Журнал им. Г.Н. Сперанского. - 2003. - № 4. - С. 32-36.
3. Димитриев Д.А. Вариабельность сердечного ритма. - Чебоксары : Чуваш. гос. пед. ун-т, 2010. - 130 с.
4. Казин Э.М. Влияние психофизиологического потенциала на адаптацию к учебной деятельности // Физиология человека. - 2002. - Т. 28. - № 3. - С. 23-29.
5. Леутин В.П., Николаева Е.И. Психофизиологические механизмы адаптации и функциональная асимметрия мозга. - Новосибирск : Наука, СО, 1988. - 192 с.
6. Михайлов В.М. Вариабельность ритма сердца: опыт практического применения метода. - Иваново : Иван. гос. мед. академия, 2002. - 290 с.
7. Русалова М.Н. Динамика асимметрии активности коры головного мозга человека при эмоциональных состояниях // Журн. высш. нерв. деят. - 1988. - Т. 38. - № 4. - С. 754.
8. ESC/NASPE (European Society of Cardiology / North American Society of Pacing and Electrophysiology) Task Force Heart rate variability. Standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use // Circulation. - 1996. - Vol. 93. - P. 1043-1065.
9. Dynamic electrocardiography ed. by Malik M., Camm A.J. // N.Y.: Blackwell Futura, 2004. - P. 637.
10. Foster P.S., Drago V., Ferguson B.J., Harrison D.W. Cerebral moderation of cardiovascular functioning: A functional cerebral systems perspective // Clinical Neurophysiology. - 2008. - Vol. 119. - Р. 2846-2854.
Актуальность исследуемой проблемы. Исследование функционального состояния детей и подростков является одной из центральных тем современной возрастной физиологии [4]. Представления о наличии динамических свойств функциональной межполушарной асимметрии в настоящее время являются общепризнанными [5].

Функциональная асимметрия является важной индивидуальной особенностью организма, которая оказывает значительное влияние на характер функционирования центральной нервной системы, висцеральных систем и систем регуляции деятельности внутренних органов [7].

В литературе имеются данные о влиянии функциональной асимметрии у здоровых людей на вариабельность сердечного ритма в состоянии покоя и при ментальном стрессе [2]. В тоже время не было проведено аналогичного исследования для ортостаза.

Целью нашего исследования явилось выявление взаимосвязи характера функциональной асимметрии и вариабельности сердечного ритма в покое и при ортостазе.

Методика проведения тестирования. Исследование проводилось в период 2008-2010 годов в СОШ г. Чебоксары. В исследовании приняло участие 67 практически здоровых учащихся, из них 38 мужского и 29 женского пола, что в процентном соотношении составило 56,72 и 43,28% соответственно.

Для исследования межполушарной асимметрии были проведены следующие тесты: переплетение пальцев кисти, скрещивание рук, или «поза Наполеона», тест на аплодирование, тест «тиканье часов», тест «закидывание ноги на ногу», тест «рассматривание в подзорную трубу», тест на раздачу карт и тест на подкидывание мяча [1]. Выполнение теста правой рукой, правым ухом и правым глазом оценивалось в 1 балл, противоположный результат приравнивался к 0. Исходя из этого, вычислялись коэффициент мануальной асимметрии (КМА) и коэффициент общей асимметрии (КА).

У испытуемых регистрировалось фоновая электрокардиограмма (ЭКГ) в состоянии покоя и ЭКГ при ортостатической пробе.

В ходе исследования вариабельности сердечного ритма были вычислены такие показатели, как ЧСС, RRNN, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, LF norm., HF norm., рVLF, рLF, рHF [8].

Для характеристики ортопробы вычислялся показатель К30:15, который в норме находится в пределах от 1,25 до 1,75 [6].

Статистическая обработка результатов исследования проводилась с использованием программы Statistica, вычислялись значения параметров описательной статистики (средняя, ошибка, доверительный интервал), критерий знаков (Z), коэффициент корреляции Спирмена.

Методика проведенного научного исследования составлена в соответствии со статьями 5, 6 и 7 Всеобщей декларации о биоэтике и правах человека.

Результаты исследований. Средние величины показателей каждого теста, проведенного для определения межполушарной асимметрии, представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Результаты исследования функциональной асимметрии

Тест

Среднее значение ±

стандартная шибка

95% доверительный интервал

моторная асимметрия

раздача колоды карт

0,84±0,05

0,75-0,93

закидывание ноги

0,81±0,05

0,71-0,90

бросание мяча

0,91±0,04

0,84-0,98

аплодисменты

0,90±0,04

0,82-0,97

поза Наполеона

0,87±0,04

0,78-0,95

переплетение пальцев

0,69±0,06

0,57-0,80

сенсорная асимметрия

тиканье часов

0,88±0,04

0,80-0,96

подзорная труба

0,91±0,04

0,84-0,98

В ходе исследования было выяснено, что в большинстве проведенных тестов на определение межполушарной асимметрии ведущей выступала правая сторона тела. В большей степени это отмечалось в тестах на сенсорную асимметрию и в тесте на моторную асимметрию «бросание мяча».

При вычислении коэффициентов мануальной и общей асимметрии были получены следующие результаты: КМА - 0,85 ± 0,02 (95% доверительный интервал (ДИ) 0,80-0,89) , минимальное значение 0,17, максимальное значение 1; КА - 0,85 ± 0,02 (95% ДИ 0,81-0,89), минимальное значение 0,25, максимальное значение 1.

Показатели ВСР были записаны как в покое, так и при ортостатической пробе. В таблице 2 приведены их средние показатели и достоверность их изменения при ортостатической пробе.

Таблица 2 - Средние значения показателей ВСР

Показатели

Фоновая запись

Ортостатическая проба

Z

p-level

ЧСС, уд./мин.

77,21±1,58

95,65±1,70

7,690154

0,000000

R-R min, мс

576,71±16,00

405,64±14,31

6,770032

0,000000

R-R max, мс

990,80±20,51

1132,97±96,55

2,338738

0,019349

RRNN, мс

798,70±16,10

638,14±11,09

7,690154

0,000000

SDNN, мс

65,45±3,64

63,06±4,56

0,123020

0,900021

RMSSD, мс

60,18±4047

40,11±3,56

4,625000

0,000004

pNN50, %

31,14±2,57

7,41±1,23

5,785300

0,000000

TP, мс^2

5637,68±578,50

5217,54±465,08

0,861640

0,388885

VLF, мс^2

1863,11±195,28

2173,81±190,08

2,338738

0,019349

LF, мс^2

1501,74±176,64

1813,61±165,92

1,846372

0,064838

HF, мс^2

2272,82±327,05

1230,12±199,97

3,569653

0,000357

LF norm

45,43±2,08

65,46±1,90

6,277666

0,000000

HF norm

54,57±2,08

34,54±1,90

6,277666

0,000000

LF/HF

1,07±0,10

2,71±0,26

6,277666

0,000000

рVLF

36,24±1,86

43,78±1,95

3,323470

0,000889

рLF

27,86±1,26

36,66±1,61

3,569653

0,000357

рHF

35,90±1,99

19,56±1,39

6,031483

0,000000

Данные статистического анализа изменения показателей вариабельности сердечного ритма в результате ортопробы свидетельствует о том, что вследствие изменения положения тела и связанных с ним изменений гемодинамики происходит достоверное увеличение ЧСС и укорочение R-R min.

На фоне увеличения ЧСС и уменьшения минимальной продолжительности RR-интервалов происходит уменьшение вариабельности сердечного ритма, на что указывает снижение показателей RMSSD и pNN50.

Анализ спектральных показателей в состоянии покоя и при ортостазе выявил следующее. При переходе тела в вертикальное положение происходит достоверное уменьшение значения HF, одновременное происходит недостоверное повышение значения LF, на этом фоне необходимо отметить повышение спектральной мощности волн с очень низкой частотой (VLF). Также нормализация LF и HF позволила выявить более ясно динамику изменения обоих показателей (увеличение LF и снижение HF). Эти изменения привели к тому, что произошло резкое (более чем в 2,5 раза) повышение соотношения LF/HF. Выявленную динамику показателя LF/HF можно рассматривать как свидетельство увеличения норадренергических влияний на пейсмекерные клетки синусового узла [3]. Снижение HF свидетельствует о том, что при ортостазе происходит уменьшение выраженности дыхательной синусовой аритмии. Также мы хотим отметить, что снижение при ортостазе главной составляющей спектра ВСР - HF привело к некоторому уменьшению общей мощности волн ВСР, и на фоне снижения ТР произошли перестройки в её внутренней организации: увеличился вклад VLF и LF, одновременно с резким снижением доли спектральной мощности, приходящейся на высокочастотные колебания.

Аналогичные изменения в показателях вариабельности сердечного ритма при ортостазе были обнаружены и другими авторами [9].

Среднее значение показателя составило К30:15 1,46±0,05 (95% ДИ 1,36-1,56). Из 67 обследованных значение коэффициента К30:15 был в норме у 38 (56,71%), у 17 (25,37%) коэффициент оказался сниженным (К30:15 в пределах от 1 до 1,25), высокий показатель (более 1,75) коэффициента был у 7 (10,44 %), а парадоксальная реакция (К30:15 менее 1) наблюдалась у 5 (7,46%).

В таблицах 3 и 4 отображены все значения корреляций, которые были получены при анализе тестов на определение асимметрии и показателями ВСР.

Таблица 3 - Значения корреляций показателей ВСР в покое и коэффициентов асимметрии - КМА и КА (* отмечены достоверные корреляции, р<0,05)

Показатели вариабельности сердечного ритма

Коэффициент мануальной асимметрии

Коэффициент асимметрии

ЧСС

0,02

0,03

R-R min

0,15

0,15

R-R max

-0,09

-0,11

RRNN

-0,03

-0,05

SDNN

-0,09

-0,14

RMSSD

-0,20

-0,23

pNN50

-0,14

-0,21

TP

-0,10

-0,15

VLF

0,08

0,02

LF

-0,04

-0,09

HF

-0,21

-0,23

LF/HF

0,23

0,22

Исходя из таблицы 3, можно сказать, что нами не было обнаружено достоверных корреляционных связей между показателями, отражающими степень функциональной асимметрии, и показателями ВСР в покое. Однако стоит отметить, что корреляция между показателями асимметрии и такими показателям ВСР в покое, как HF и LF/HF, близка к достоверной.

Таблица 4 - Значения корреляций показателей ВСР при ортостатической пробе и коэффициентов асимметрии - КМА и КА (* отмечены достоверные корреляции, р<0,05)

Показатели вариабельности сердечного ритма

Коэффициент мануальной асимметрии

Коэффициент асимметрии

ЧСС

0,05

0,06

R-R min

-0,05

-0,11

R-R max

-0,05

-0,16

RRNN

-0,07

-0,1

SDNN

-0,13

-0,19

RMSSD

-0,25*

-0,24

pNN50

-0,34*

-0,30*

TP

-0,33*

-0,32*

VLF

-0,25*

-0,22

LF

-0,16

-0,19

HF

-0,38*

-0,36*

LF/HF

0,24*

0,22

Как мы видим из таблицы 4, при ортостатической пробе происходит увеличение корреляции до достоверной (р<0,05) между КМА и такими показателями ВСР, как RMSSD, pNN50, TP, VLF, HF, LF/HF. При учитывании результатов не только моторной, но и сенсорной асимметрии вычисленный коэффициент асимметрии достоверно коррелирует со следующими показателями ВСР: рNN50, TP, VLF, HF и LF/HF (р<0,05). При этом наиболее выражена связь между показателями, отражающими степень выраженности ФА (КМА и КА), и такими показателями ВСР, как pNN50, TP и HF.

Таким образом, при проведении ортостатической пробы корреляция между показателями вариабельности сердечного ритма и показателями межполушарной асимметрии была выражена намного сильнее, чем в случае, когда показатели ВСР были измерены в покое.

Полученные нами данные ВСР говорят о том, что у обследованных нами школьников наблюдается разнонаправленная реакция на ортостатическую пробу, хотя у большинства реакция соответствует физиологической норме.

Результаты проведенного нами исследования свидетельствуют о том, что существует выраженная функциональная связь между характером и степенью выраженности функциональной асимметрии, с одной стороны, и функционированием вегетативной нервной системы - с другой. В основе такой связи лежит тот факт, что задние области коры левого полушария связаны с парасимпатической регуляцией, а задние отделы коры правого полушария - с симпатической активностью. В свою очередь активность этих участков коры подавляются лобной корой соответствующих полушарий. Взаимодействие этих отделов мозга носит каскадный характер; что обусловлено наличием коммисуральных связей между соответствующими участками коры обоих полушарий. Результатом такого взаимодействия является то, что по мере повышения активности левого полушария происходит снижение относительной активности парасимпатического отдела ВНС и повышение симпатического тонуса. Этим можно объяснить тот факт, что при ортостатической пробе обнаружена отрицательная связь между степенью выраженности правосторонней асимметрии (т.е. преобладанием активности левого полушария) и показателями, отражающими вариабельность сердечного ритма и особенно дыхательной аритмии. Полученные нами данные об относительном повышении симпатического тонуса по мере увеличения преобладания левого полушария согласуются с балансной моделью межполушарного взаимодействия при регуляции сердечного ритма [10].

Рецензенты:

  • Малышев И.И., д.м.н., профессор, ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова», г. Чебоксары.
  • Димитриев А.Д., д.б.н., профессор, Чебоксарский кооперативный институт РУК, г. Чебоксары.

Работа получена 01.11.2011

tbody

Библиографическая ссылка

Михайлов Н.А., Димитриев Д.А. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ АСИММЕТРИЯ И ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ СЕРДЕЧНОГО РИТМА У ШКОЛЬНИКОВ // Современные проблемы науки и образования. – 2011. – № 5.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=4859 (дата обращения: 19.06.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074