Особенности сердечного ритма детей 1-3 классов, обучающихся в гимназии

УДК 612.014.49; 611.013; 591.4

ОСОБЕННОСТИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА ДЕТЕЙ 1-3 КЛАССОВ, ОБУЧАЮЩИХСЯ В ГИМНАЗИИ

© 2005 г. А.А Псеунок, К.Д. Чермит

Examination was made on children who studied in gymnasia in forms 1-3. The functional state of a cardiovascular system of children was studied throughout the academic year. It has been revealed that the beginning of study process is accompanied in children by tension of regulator mechanisms. The results of investigations indicate that in age dynamics the sympathetic impacts on regulation of chronotropic activity of heart gradually decrease from form 1 to form 3.

Большие информационные нагрузки воздействуют на организм школьника длительное время, интенсивность их в течение учебного года особенно велика в гимназических классах и усугубляется на фоне гиподинамии [1] и значительного нервно-эмоционального напряжения.

На состояние здоровья детей оказывают существенное влияние и генетическая обусловленность, и неблагоприятные социальные и экологические условия развития. Но школьные факторы риска (условия обучения, интенсификация и нерациональная организация учебного процесса, низкая двигательная активность, несоответствие методик обучения возрастным возможностям школьников) особенно негативно влияют на здоровье школьников, и специалисты связывают с этим от 20 до 40 % влияний [2].

Чем выше статус образовательного учреждения (гимназия, лицей, школа с углубленным изучением предметов), тем больше возникает проблем со здоровьем. Необходимо пересмотреть требования к максимально допустимым нагрузкам, оптимизировать использования здоровьесберегающих технологий [3].

Среди современных методологических подходов к оценке состояния сердечнососудистой системы и организма в целом существенное место принадлежит анализу вариабельности сердечного ритма (СР). В многочисленных исследованиях, проведенных в последние годы, отмечается ухудшение функционального состояния детского организма в процессе адаптации к учебной нагрузке [4-6].

Особенность детского организма в том, что все его адаптивные реакции происходят на фоне относительно незаконченного морфогенеза в процессе функционального развития. Каждая возрастная группа имеет свои специфические структурно-функциональные особенности, их знание является обязательным условием для оценки результатов исследований, поскольку в настоящее время отсутствуют общепринятые критерии.

Известно, что изучение кровообращения в покое не дает достаточно полного представ-

ления о функциональных возможностях и потенциале сердечно-сосудистой системы. Приспособительные возможности сердечнососудистой системы изучают, используя функциональные пробы динамического и статического характера [7, 8].

Целью исследований явилось изучение функционального состояния сердечнососудистой системы детей, обучающихся в гимназическом классе, в динамике учебного года.

Методы исследования

В течение трех лет проводились в гимназии исследования состояния одних и тех же учащихся 1-3 классов (с октября 1999 г. по апрель 2002 г.). Обследование проводилось 3 раза в году - в октябре (О), феврале (Ф), апреле (А), т.е. в периоды, отдаленные от каникул, когда влияние учебной нагрузки на организм ребенка выражено в наибольшей степени по сравнению с другими факторами. Дети 7-8 лет занимались в условиях шестидневной рабочей недели по гимназической программе.

На основе гистографического анализа оценивали такие статистические показатели кар-диоритма, как мода (Мо), амплитуда моды (АМо), вариационный размах (ДХ), интегральный показатель, или индекс напряжения (ИН) [9].

Физическое развитие определялось по общепринятой методике В. В. Бунак [10].

Результаты проведенного исследования обработаны методом вариационной статистики с вычислением среднего арифметического значения (М), ошибки средней арифметической (т), критерия достоверности (/), уровня достоверности по Стьюденту (Р).

Результаты исследования и их обсуждение

Наши данные подтвердили наличие нестабильности вегетативной регуляции в младшем школьном периоде, что согласуется с результатами других исследований, посвященных изучению систем вегетативного обеспечения у детей и подростков [5,6].

У детей младшего школьного возраста выявлен ряд особенностей регуляции сердечного ритма: более выражены влияния со стороны симпатического отдела и гуморального канала. На начало учебного года показатель гуморальной регуляции сердечной деятельности у мальчиков первого класса выше, чем у девочек, что может свидетельствовать о становлении гуморального канала автономного контура регуляции.

В первом классе от начала к середине эксперимента у девочек отмечено достоверное усиление активации симпатической нервной системы, а у мальчиков прослежена тенденция к снижению симпатических влияний на сердечную деятельность (таблица).

Изменение показателей сердечного ритма в течение учебного года у детей 1-3 класса

Примечание. Достоверность различий между показателями возрастных групп: N - достоверность между началом и серединой года; Х - достоверность между началом и концом года; * - досто-

верность между месяцами во втором и третьем классе;

V - достоверность в половых группах.

Во втором полугодии у девочек отмечено снижение симпатического звена в регуляции сердечного ритма, а у мальчиков, наоборот, выявлена активация симпатического звена вегетативной нервной системы (Р < 0,05) (таблица). Активация симпатической нервной системы указывает на вегетативный дисбаланс вследствие дезадаптации, что прослеживается у мальчиков. Снижение симпатических влияний на сердечный ритм к концу учебного года рассматриваем как формирование приспособительной реакции. Об этом свидетельствуют снижения уровня гуморальной регуляции в обеих половых группах (у мальчиков от 0,70± ± 0,04 до 0,51 ± 0,02 и у девочек от 0,72 ± 0,01 до 0,56± ± 0,02). У девочек 6-7 лет в течение учебного года более выражены парасимпатические влияния в регуляции сердечной деятельности, чем у мальчиков этого же возраста (таблица).

Центральный контур управления у мальчиков-первоклассников снижается к середине учебного года (193 ± 34,66), а к концу года достигает высокого уровня до 340 ± 52,3, что свидетельствует о напряжении механизмов адаптации, т. е. у них отмечаем большую группу лиц с гиперсимпатикото-нией, которая сопровождается большим напряжением систем регуляции организма.

В начале учебного года у девочек первого класса центральный контур регуляции является ведущим, но к концу учебного года, по сравнению с серединой, у них отмечено снижение ИН (Р < 0,05). По градации ИН получено следующее распределение у девочек и мальчиков соответственно: ваготоников 20 и 50 %, нормотоников 60 и 37,5 %, гиперсимпатотоников 20 % и 50. К концу года в группе мальчиков не обнаружены ваготоники и нормотоники, симпа-тотоников - 25 %, количество гиперсимпа-тотоников значительно возрастает и составляет 75 %. Подобная активация обычно бывает обусловлена двумя причинами: усилением деятельности высших вегетативных центров (гипоталамо-гипофизарный уровень нервно-гормональной регуляции) вследствие нарушения функций регуляции физиологических процессов в системах и органах в результате тех или иных изменений. При этом функции управления переходят с низших, автономных уровней к высшим, центральным. Активация высших вегетативных центров вызвана воздействием внешних стрессоров (умственная работа, эмоциональный стресс).

У девочек к концу учебного года количество симпатотоников снизилось до 6,6 % и возросло количество нормотоников - 33,3 %,

Класс Месяц ±m АХ, с Мо, с АМо, % ИН отн. ед.

Мальчики

О ± 0,16V 0,70 49V 265,5V

0,02 0,04 5,84 73

1 Ф ± 0,18 0,66 41 193V

0,02 0,03 22 34,66

А ± 0,14 0,51 45,3 340V

0,01 0,02 2,7 52,3

О ± 0,23n 0,6V 40,45 184,14n

0,02 0,021 6,041 38,6

2 Ф ± 0,31 0,65 32,29 102,6

0,04 0,02 2,45 19,4

А ± 0,31 0,63V 33,5 141,34

0,04 0,03 2,67 44,0

О ± 0,33* 0,63V 31,16V 87,42*

0,03 0,02 1,92 14,4

3 Ф ± 0,32 0,69V 32,69 84,13

0,031 0,03 2,9 14,6

А ± 0,27 0,69V 32,81 108,82

0,02 0,034 4,03 27,4

Девочки

О ± 0,22 0,72 40 168,5

0,02 0,01 3,86 40

1 Ф ± 0,17 0,61 46 287,9

0,02 0,03 2,8 47,37

А ± 0,18 0,56 42 253,8v

0,02 0,02 3,03 395,8

О ± 0,24n 0,69 35,38 117,44

0,017 0,06 8,78 29,6

2 Ф ± 0,29 0,65 31,7 98,73

0,02 0,025 2,49 21,3

А ± 0,29 0,69 35,63 131,8

0,04 0,029 3,62 47,4

О ± 0,29 0,72 38,19n 113,07

0,02 0,029 3,62 33,9

3 Ф ± 0,33 0,82* 29,2 64,7

0,025 0,04 1,78 11,8

А ± 0,31 0,81* 26,38* 67,34

0,02 0,026 1,94 14,03

и гиперсимпатотоников -60 %, т. е. мы отмечаем более высокий уровень активности ЦНС у мальчиков по сравнению с девочками на протяжении первого года обследования (Р < 0,05), что позволяет утверждать, что у девочек в течение учебного года удовлетворительная адаптация к систематическим учебным нагрузкам.

В обеих половых группах во втором классе наблюдается достоверное увеличение вариационного размаха по сравнению с первым годом обучения, что указывает на преобладание парасимпатической нервной системы в регуляции. У мальчиков-второклассников вариационный размах составляет в начале и в конце учебного года 0,23±0,02с и 0,3 1±0,04с (Р<0,05), а у девочек ДХ 0,24±0,017 с и 0,29±0,02 с (Р<0,05). У девочек наблюдается тенденция к повышению парасимпатических влияний в регуляции сердечного ритма к концу третьего года обучения (рисунок).

шнв

0 октябрь февраль апрель

U мальчики 0,23 0,31 0,31

девочки 0,24 0,29 0,29

Первый класс

0 октябрь февраль апрель

U мальчики 0,16 0,18 0,14

девочки 0,22 0,17 0,18

Второй класс

0 октябрь февраль апрель

U мальчики 0,33 0,32 0,27

девочки 0,29 0,33 0,31

Третий класс

Изменение вариационного размаха у детей 1 - 3 классов в течение учебного года

У мальчиков-второклассников наблюдается тенденция к повышению Мо к середине учебного года (0,65 ± 0,02), а во втором полугодии снижается до 0,63± ± 0,03 с. У девочек, наоборот, к середине года Мо снижается (0,66 ± 0,025), а к концу учебного года достигает того же уровня, что и в начале второго года обучения (0,69 ± 0,029). Таким образом, гуморальный канал регуляции сердечной деятельности во втором классе более выражен у девочек (таблица).

Характеризуя динамику показателей симпатического отдела ВНС у девочек-второклассниц, отмечаем дискретный характер изменений АМо в течение учебного года: от начала к середине экспериментального периода выявлено ослабление симпатического звена в регуляции сердца (35,38 ± 8,78 и 31,7 ± 2,49). Изменение показателей АМо у мальчиков показывает стабилизацию симпатического отдела ВНС в течение учебного года.

Во втором классе центральный контур управления в обеих половых группах намного снижается по сравнению с первым годом обучения. Это свидетельствует о большей адаптированности учащихся, т.е. более легкой адаптации к систематическим учебным нагрузкам. У мальчиков ИН более выражен, чем у девочек как в первом, так и во втором классе (Р < 0,05). Характеризуя динамику показателей центрального контура регуляции во втором классе в обеих половых группах, можем указать, что ИН к середине учебного года снижается (у мальчиков 184,14 ± 38,6 и 102,6 ± 19,4, у девочек 117,44 ± 29,6 и 98,73 ± 21,3), а к концу года повышается (141,34 ± ± 44 и 131,8 ± 47,4).

Среди всех обследованных детей во втором классе только один мальчик относится к ваготоникам, нормотоников 59,52 %, симпатотоников 20,18, гиперсимпатотоников 18,63 %. Выявленные результаты свидетельствуют об улучшении функционального состояния организма по сравнению со школьниками первого класса. Во втором классе наблюдается ослабление напряженности механизмов адаптации по сравнению с первым классом.

У девочек третьего класса наблюдается тенденция к повышению парасимпатических влияний на сердечную деятельность по сравнению с первым и вторым годами обучения. В половых группах по показателям Мо в третьем классе обнаружены достоверные различия в течение всего учебного года. Анализируя показатели моды, отмечаем следующие особенности: у мальчиков Мо повышается к середине года и остается на том же уровне до конца учебного

года (0,63 ± 0,02 и 0,69 ± 0,031), у девочек она повышается к середине учебного года (0,78 ± 0,029 и 0,82 ± 0,04) и к концу года несколько снижается (0,81 ± 0,026). Общие изменения параметра Мо свидетельствуют о преобладании гуморального канала регуляции сердечной деятельности.

Симпатические влияния на сердечную деятельность в начале учебного года у девочек-третьеклассниц более выражены по сравнению с мальчиками того же класса (АМо соответственно равна 38,16 ± 3,62, 31,16 ± 1,92; Р < 0,05). К середине и в конце учебного года у девочек симпатические влияния ослабляются, а у мальчиков, наоборот, повышаются (таблица).

По результатам исследований можно отметить, что в возрастной динамике происходит постепенное снижение участия симпатической нервной системы в регуляции хронотропной деятельности сердца от первого к третьему классу. Уровень централизованного управления сердца снижается к третьему классу по сравнению с первым и вторым (рисунок).

У мальчиков в третьем классе наблюдается постепенное увеличение ИН к концу года (87,42 ± 14,4 и 108,82 ± 27,4). У девочек ИН снижается к концу учебного года (113,07 ± 33,9 и 67,34 ± 14,3).

В третьем классе анализ распределения показателей обследуемых детей по градации ИН, предложенный Р. М. Баевским, показал уменьшение нормотоников (36,6 %) по сравнению со вторым классом, увеличение симпатотоников (27,38 %) и уменьшение гиперсимпатотоников (13,63 %). Уменьшение нормотоников указывает на напряжение механизмов регуляции, хотя наблюдается небольшое снижение гиперсимпатотоников.

Таким образом, начало обучения детей сопровождается напряжением регулятор-ных механизмов. В дальнейшем наблюдается постепенная адаптация к учебным нагрузкам. Результаты наших исследований показывают, что девочки быстрее и легче адаптируются. В первом классе (по сравнению со вторым и третьим классами) наблюдается более высокий уровень напряжения регуляторных механизмов, следовательно, «цена адаптации» выше по сравнению со вторым и третьим классами.

Для оценки уровня функционирования сердечно-сосудистой системы, степени напряжения регуляторных систем, для выделения группы риска могут использоваться полученные результаты, при этом должен быть реализован индивидуальный подход к оценке данных. Группа риска детей требует соответствующего отношения педагогов и родителей в интересах сохранения здо-

ровья и повышения физических возможностей школьников.

Выводы

1. В первом классе у детей более выражено влияния со стороны симпатического отдела и гуморального канала в регуляции сердечного ритма. В обеих половых группах в течение всего периода обследования центральный контур регуляции является ведущим. Активация симпатического отдела ВНС и центрального контура регуляции больше выражена у мальчиков, что свидетельствует о более легкой адаптации девочек к систематическим учебным нагрузкам. Снижение к концу года симпатических влияний и уровня гуморальной регуляции в обеих половых группах рассматриваем как формирование приспособительной реакции.

2. В обеих половых группах во втором и третьем классах наблюдается достоверное увеличение вариационного размаха по сравнению с первым классом, что свидетельствует о преобладании парасимпатической нервной системы в регуляции сердечной деятельности.

3. Симпатические влияния и центральный контур регуляции на сердечную деятельность снижаются от первого к третьему году обучения у детей.

Литература

1. Тимощук Г.И. и др. // Физиология человека. 1995. Т. 21. № 1. С. 110-114.

2. Кучма В. // Современная школа и здоровье детей: Материалы круглого стола. М., 2002. С. 25-29.

3. Филиппов В. // Современная школа и здоровье детей: Материалы круглого стола. М., 2002. С. 16-22.

4. Безруких М.М., Юргенев Л.Г. // Фи-зиолого-гигиенические аспекты учебной нагрузки старшеклассников. М., 1986. С. 86-95.

5. Гринене Э. и др. // Физиология человека. 1990. Т. 16. № 1. С. 88-93.

6. Коркушко О.В. и др. // Физиология человека. 1991. Т. 17. № 2. С. 31-39.

7. Калюжная Р.А. // Вопросы физиологии сердечно-сосудистой системы школьников. М., 1980. С. 3-17.

8. Хрущев С.В. Врачебный контроль за физическим воспитанием школьников. М., 1980.

9. Баевский Р.М. // Актуальные проблемы физиологии и патологии кровообращения. М., 1976. С. 161-175.

10. Бунак В.В. Методика антропометри- ческих исследований. М1931. Адыгейский государственный университет_21 июня 2004 г.