Особенности адаптации сердечно-сосудистой системы в процессе формирования двигательных функций у детей первого года жизни

Особенности адаптации сердечно-сосудистой системы в процессе формирования двигательных функций у детей первого года жизни

АН. Налобина, А.Г. Патюков

Specific features of cardiovascular system adaptation during development of motor functions in babies of the first year of life

A.N. Nalobina, A.G. Patyukov

Омская государственная медицинская академия; Сибирский государственный университет физической культуры и спорта, Омск

В результате обследования 40 здоровых детей первого года жизни выделены индивидуально-типологические особенности их психомоторного развития в зависимости от активности отделов вегетативной нервной системы в состоянии относительного покоя и при выполнении функциональных проб. Получены данные о механизмах адаптации и последовательности их вовлечения в адаптивную перестройку в процессе формирования двигательных функций у детей первого года жизни.

Ключевые слова: дети, адаптация, психомоторное развитие, вегетативная нервная система.

Examination of 40 healthy babies during the first year of life has identified individual typological characteristics of their psychomotor development in relation to the activity of the parts of the autonomic nervous system at relative rest and during functional tests. There is evidence for mechanisms for adaptation and sequence of their involvement in adaptive rearrangement during development of motor (junctions in babies during the first year of life.

Key-words: babies, adaptation, psychomotor development, autonomic nervous system.

Развитие моторной сферы ребенка является одним из ярчайших феноменов возрастного развития и совершенствования функций организма. Вместе с тем двигательные навыки у детей до года еще находятся в фазе формирования, и их созревание легко нарушается под воздействием различных неблагоприятных факторов [1—5]. Нормальное развитие малыша невозможно без адекватного функционирования адаптационных механизмов. Диапазон адаптационных возможностей организма, в основе которых лежат приспособительные свойства физиологических систем, обеспечивающие их высокую надежность, нормальную жизнеспособность и устойчивость, является чрезвычайно важным показателем возрастной нормы [6]. В процессах приспособления организма к изменяющимся условиям внешней и внутренней среды вегетативная нервная система играет главную

© А.Н. Налобина, А.Г. Патюков, 2011 Ros Vestn Perinatol Pediat 2011; 3:40-45

Адрес для корреспонденции: Налобина Анна Николаевна — к.б.н., доц., зав. каф. теории и методики адаптивной физической культуры Сибирского государственного университета физической культуры и спорта 644009 Омск, ул. Масленникова, д. 144

Патюков Александр Георгиевич — д.м.н., проф., проректор по учебной работе, зав. кафедрой нормальной физиологии Омской государственной медицинской академии 644099 Омск, ул. Ленина, д. 12

роль, так как имеет центры на всех уровнях регуляции функций организма [7—11].

Оценка вегетативной функции у детей первого года жизни проводится по частоте сердечных сокращений, дыхательных движений, величине зрачков. Однако эти данные не всегда объективно отражают ее состояние. Основным показателем функционирования вегетативной нервной системы служит вариабельность сердечного ритма, основанная на математическом анализе различных вариантов регистрации изменений частоты сердечных сокращений [7, 8, 10]. Сердечный ритм является наиболее лабильным показателем сердечно-сосудистой системы, первым из реагирующих на команды ЦНС. В тесной связи с функциональным становлением ЦНС формируется и ритм сердечной деятельности. По его изменению можно судить не только (и не столько) о состоянии сердечно-сосудистой системы, сколько о состоянии всего организма [7, 9, 11].

На сегодняшний день в научно-методической литературе существует противоречие в оценке вегетативного статуса здоровых детей. Развитие центральной нервной и сердечно-сосудистой систем свидетельствует о закономерном напряжении высших уровней регуляции висцеральных функций и функциональной активности симпатического от-

дела вегетативной нервной системы в детском возрасте. По мере становления и окончания развития сердечно-сосудистой системы отпадает необходимость в напряжении центрального контура управления адаптационно-трофическими процессами организма, снижается и активность симпатико-адреналовой системы. Между тем широко распространено мнение, что уровень функционирования регуляторных механизмов в детском возрасте менее совершенный, с меньшими резервными возможностями, чем у взрослых. Ваготония у детей предпочтительнее симпати-котонии [12—16].

Хорошо известно, что истинное функциональное состояние можно определить лишь при нагрузке системы [8, 10]. Однако в изученной нами научно-методической литературе не описаны функциональные пробы, адаптированные к детям грудного возраста.

Таким образом, на современном этапе развития системы биологических наук, в том числе физиологии и медицины, подход к оценке здоровья должен основываться на представлениях теории адаптации. Кроме того, оценка адаптационных возможностей организма могла бы стать дополнительным диагностическим приемом, который позволит определить функциональное состояние детей первого года жизни.

Цель исследования: теоретически и экспериментально обосновать особенности функционального статуса организма детей первого года жизни.

ХАРАКТЕРИСТИКА ДЕТЕЙ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование проводилось на базе кафедры теории и методики адаптивной физической культуры Сибирского государственного университета физической культуры и спорта, Городского неонатального центра, детских городских клинических больниц № 3 и № 4, Областного центра восстановительной медицины и реабилитации Омска. В исследовании приняли участие 40 детей в возрасте от 1 до 12 мес жизни (табл. 1). Критерием включения в исследование явились: неотягощенный акушерско-гинекологический анамнез матери; нормальное течение интра- и по-стнатального периодов, нормальные показатели физического и нервно-психического развития и отсутствие заболеваний в течение месяца до проводимого исследования. Клиническое обследование включало: осмотр невролога, педиатра, общий анализ крови, мочи, электрокардиографию в 12 стандартных отве-

дениях, нейросонографию. Исследование проводилось 5 раз.

Для оценки физического развития были проведены антропометрические измерения с определением длины и массы тела, окружности грудной клетки, окружности головы. На основании полученных данных с использованием центильных таблиц был определен соматотип и гармоничность физического развития.

Наряду с традиционными схемами оценки нервно-психического развития детей первого года жизни [2, 17, 18] нами использованы дополнительные исследования, позволяющие определить их функциональный статус.

1. Исследование двигательного развития ребенка осуществлялось по общим движениям и мелкой моторике. Общие движения являются традиционными в оценке моторики ребенка. Для каждого возраста характерен свой набор двигательных умений и навыков, который по мере развития ребенка должен изменяться количественно (от 9 до 12 баллов) и качественно [19]. Движения руки младенца имеют особенно большое значение, так как оказывают огромное влияние на развитие высшей нервной деятельности. И. А. Скворцовым (2000) был определен должный объем движений руки. На основе этих данных нами были разработаны педагогические тесты, позволяющие оценить состояние мелкой моторики [5, 20].

2. Оценка сенсорных функций проводилась отдельно по трем направлениям [20, 21]: состояние зрительной сенсорной системы; состояние слуховой сенсорной системы; состояние вестибулярного аппарата.

3. Оценка вегетативных функций осуществлялась по показателям математического и спектрального анализа вариабельности сердечного ритма с помощью компьютерной системы «ПОЛИ-СПЕКТР» (фирма «Нейрософт»). Для количественной оценки функционального состояния сердца по степени выраженности синусовой аритмии и синусовой бради-кардии нами использовались интегральные показатели вариабельности сердечного ритма:

— мода (Мо, с) — наиболее часто встречающееся значение длительности интервала Я—Я, характеризующее активность гуморального звена регуляции ритма сердца;

— амплитуда моды (АМо, %) — количество наиболее часто встречающихся значений кардиоинтерва-лов в процентах к общему числу зарегистрированных кардиоциклов, отражающее состояние активности

Таблица 1. Распределение детей по полу и возрасту

Пол Возраст

1—2 мес

Мальчики (п=24) 10 2 3 5 4

Девочки (п=16) 7 3 2 4 0

симпатического отдела вегетативной нервной системы;

— вариационный размах (ВР, с) — разница между максимальным и минимальным значением длительности кардиоинтервалов, отражающая уровень активности парасимпатического отдела вегетативной нервной системы;

— индекс напряжения (ИН) регуляторных систем (стресс-индекс), характеризующий уровень функционирования центрального контура регуляции ритма сердца, рассчитывался по формуле: ИН=АМо/(2 Мо- ВР);

— ТР — суммарная активность регуляторных механизмов по среднеквадратичному отклонению;

% VLF — процент регуляции кровообращения гу-морально-метаболической системой;

%LF — процент регуляции кровообращения симпатической нервной системой;

%НГ — процент регуляции кровообращения парасимпатической нервной системой.

4. Для оценки адаптации сердечно-сосудистой и нервной систем к физической нагрузке нами разработаны и использованы следующие функциональные пробы:

первая функциональная проба заключалась в активном повороте ребенка на живот;

вторая проводилась по методике пассивной ор-тостатической пробы. Особенности адаптации организма ребенка к физической нагрузке оценивались по реакции частоты сердечных сокращений и показателей кардиоритмограммы (LF и НГ). Компонент VLF во внимание принят не был, поскольку запись ритмограммы осуществлялась в течение минуты, что не позволяет судить о стационарности процесса [22].

Результаты исследований подвергались статистической обработке с использованием параметрических (¿-критерий Стьюдента) и непараметрических критериев математического анализа (критерий знаков г, Т-критерий Вилкоксона), а также осуществлялся корреляционный анализ данных.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Физическое развитие у большинства — у 26 (65%*) из 40 детей было определено как мезосоматотип, у 12 (30%) — макросоматотип и у 2 (5%) — микросо-матотип. Гармоничное развитие имели 57,5% обследуемых детей, дисгармоничное развитие — 42,5%.

Среднее количество баллов, которое набирали дети при тестировании общих движений, находилось на нижней границе возрастной физиологической нормы и составляло 8,9±3,8 балла. При этом 21 (52,5%) обследуемый ребенок набрал нужное число

* Здесь и далее % вычислен условно, так как количество детей <100.

баллов — от 9 до 12, у 17 (42,5%) детей число набранных баллов составляло 4—8, у 2 (5%) детей — меньше 4. Моторный коэффициент в среднем по группе составил 89,7±10,1%, что относится к зоне пограничных величин и свидетельствует о нарушении моторного развития.

Исследование сенсорных функций показало, что у детей первого года жизни наибольшие нарушения выявлялись со стороны зрительного и вестибулярного анализаторов. Кроме того, было установлено, что состояние зрительного анализатора имеет весьма слабую (г= — 0,11) корреляционную связь с возрастом ребенка и статистически достоверную связь с тонусом мышц верхних (г=0,43) и нижних (г=0,45) конечностей. Так, чем в большей степени у детей повышен мышечный тонус, тем хуже параметры зрительно-моторной координации.

Оценка показателей вариабельности сердечного ритма обследованных детей выявила, что общая мощность спектра нейрогуморальной модуляции (ТР) составляла 2667,6±380,6 мс2/Гц. Однако у 9 (22,5%) детей выявлена низкая общая мощность спектра (ТР 810±10 мс2/Гц), а у 12 (30%) — высокая (ТР 5134,4±42,7 мс2/Гц), что свидетельствует о нарушении функционирования адаптационных механизмов.

В структуре общей мощности спектра имело место преобладание очень медленного периода волнового компонента (55,0±2,7%), средний уровень низкочастотных волн ^Г 32,8±2,0%) и небольшая доля высокочастотных волн (НГ 11,7±1,2%). Высокий уровень мощности медленных колебаний сердечного ритма (преобладание К£Г-компонента), согласно А. Н. Флейшману (1998), возникает при избыточном ответе адаптационной системы на стресс. По мнению Р. М. Баевского (2001), волны данного диапазона кардиоритма связаны с активностью надсегмен-тарных центров вегетативной регуляции, из которых гипоталамус отличается более ранним созреванием, что объясняется его функциональной значимостью, поскольку структуры гипоталамуса обеспечивают жизнедеятельность и выживаемость новорожденного организма и процессы адаптации ребенка к окружающей среде.

Показатели математического анализа вариабельности сердечного ритма обследованных детей первого года жизни свидетельствовали о бурной, качественной перестройке механизмов регуляции целостного организма по пути гиперфункции гипатоламо-гипофизарной и симпатико-адреналовой систем без соответствующего уравновешивания со стороны холинергического звена регуляции (ИН 557,4±530,20 усл.ед.; Мо 0,40±0,01 с; АМо 57,8±15,7%; ВР 0,2±0,1 с). По данным математического анализа сердечного ритма были получены статистически значимые различия активности отделов вегетативной нервной системы и выявлена различная степень централизации регуляции сердечного ритма. В зависи-

мости от количественно-качественных соотношений механизмов автономной и центральной регуляции сердечного ритма все дети были разделены на две группы.

Дети с высокой активностью нервной регуляции составили 1-ю группу, дети с относительно низкой активностью — 2-ю группу. При этом в обеих группах отмечена низкая активность парасимпатического отдела вегетативной нервной системы и гуморального канала регуляции. Однако у детей 1-й группы достоверно (^<0,001) выше показатель активности симпатического отдела вегетативной нервной системы (табл. 2).

Дети с относительно высокой активностью центральных регуляторных механизмов (1-я группа), значительно (^<0,01) моложе детей 2-й группы. У них медленнее протекают процессы восприятия, обработки и передачи информации с слухового и зрительного анализаторов. Безусловно-рефлекторная деятельность характеризовалась как задержкой редукции, так и появлением первичных двигательных автоматизмов.

У детей 2-й группы эффективнее протекали процессы формирования и становления крупной и мелкой моторики. Моторный коэффициент (92,5±2,45%) был близок к должным величинам. По результатам антропометрических измерений масса тела у детей этой группы достоверно (^<0,05) выше, чем у детей 1-й группы — с высокой активностью центральных регуляторных механизмов. Следует отметить, что увеличение массы тела при ухудшении адаптации организма к условиям среды является менее благоприятной реакцией, чем ее уменьшение.

Результаты проведения функциональных проб позволили выявить у детей четыре типа адаптации к физической нагрузке (см. рисунок):

1. Симпатико-тонический тип характеризовался увеличением симпатической регуляции и уменьшением вагусной активности (увеличение LF, снижение HF). Показатели математического анализа сердечного ритма выявили различную степень напряжения сим-патико-адреналовой системы. У 7 (17,5%) детей обнаружено увеличение индекса напряжения в 2—4 раза, что, согласно «закону исходного уровня», свидетельствовало об адекватном функционировании адаптационных механизмов. У детей с исходной низкой

активностью центральных регуляторных механизмов наблюдалось увеличение индекса напряжения в 1,5 раза. Значительное увеличение (более чем в 5 раз) индекса напряжения отмечалось при высоком значении параметра в фоновой записи, что указывало на перенапряжение механизмов адаптации.

2. Ваготонический тип отличался увеличением активности парасимпатического и уменьшением влияния симпатического отдела вегетативной нервной системы (увеличение HF, снижение LF).

3. Смешанный тип характеризовался равновесным увеличением активности обоих отделов вегетативной нервной системы (увеличение LF, HF).

4. Астенический тип отмечался в случаях равновесного снижения активности как симпатической, так и парасимпатической нервной регуляции (снижение LF, HF).

37%

Ваготонический  Симпатико-тонический

Смешанный  Астенический

Рисунок. Ткпы адаптации к физической нагрузке детей первого года жизни.

Как представлено в табл. 3, дети с симпатическим типом адаптации к физической нагрузке имели высокие показатели развития общих движений (9,83±1,19 балла), крупной и мелкой моторики (3,67±0,49 и 2,67±0,21 балла соответственно). В этой группе встречался наибольший процент детей с мезосоматическим и гармоничным типами физического развития. Известно, что срочная адаптация всегда происходит при активном участии симпатического отдела вегетативной нервной системы. Нормальная вегетативная реакция связана с активацией высших регуляторных центров. На этом основании симпатический тип адаптации рассматривался нами как норма. Но этот благоприятный путь адаптации наблюдался не у всех детей.

Наиболее часто у обследованных нами детей

Таблица 2. Показатели математического анализа сердечного ритма детей с различным уровнем активности центральной нервной регуляции

Показатель 1-я группа 2-я группа

Mo,c 0,38+0,008 0,47+0,01

AМo,% 68,4±3,4 48,6+1,9*

ВР,с 0,11+0,006 0,2+0,01

ИН, усл.ед. 886,6+143,7 273,15+27,01*

Примечание.* ^<0,001.

Таблица 3. Характеристика двигательного развития детей грудного возраста в зависимости от типа адаптации к физической нагрузке

Линии двигательного развития симпатический Тип адаптации к физической нагрузке смешанный ваготонический астенический

Общие движения, баллы 9,83±1,19 8,21±0,86 6,83±1,59* 5,25±1,00*

Мелкая моторика, баллы 2,67±0,21 1,93±0,26* 2,33±0,38 1,88±0,45*

Крупная моторика, баллы 3,67±0,49 3,64±0,46 2,50±0,81* 2,50±0,35*

Моторный коэффициент, % 86,33±5,07 82,27±5,06 68,83±11,91* 64,25±9,98*

Примечание.* — Достоверно значимое различие (р<0,05) показателей по отношению к симпатическому типу.

встречался смешанный тип адаптации к физической нагрузке. В этой группе отмечался наибольший процент детей с макросоматотипом и дисгармоничным развитием.

Ваготонический тип адаптации к физической нагрузке был характерен для детей преимущественно второго полугодия жизни (средний возраст 8,33±0,93 мес). Вероятно, увеличение вагусной активности в этом возрасте связано с освоением ребенком вертикального положения тела. Однако усиление степени активности автономного контура регуляции является отклонением от нормального онтогенетического созревания ЦНС и свидетельствует о недостаточности адаптационных механизмов.

У детей с астеническим типом адаптации к физической нагрузке наблюдались самые низкие (^<0,01) показатели моторного коэффициента (64,25±9,98%), крупной и мелкой моторики (2,5±0,35 и 1,88±0,45 балла соответственно). В этой группе зарегистрировано наибольшее количество детей с дисгармоничным развитием; у всех детей выявлена мышечная дистония.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенный внутригрупповой анализ статистических характеристик сердечного ритма позволил выделить детей с различной степенью адаптации.

Высокая активность центральных регуляторных механизмов у детей первого года жизни являлась свидетельством нормального хода онтогенетического развития. При этом напряженная регуляция таит в себе опасность перенапряжения симпатико-адреналовых механизмов с развитием патологических состояний. При снижении центральной активности создаются предпосылки более эффективного освоения двигательных навыков. Однако усиление активности автономного контура регуляции является отклонением от нормального онтогенетического созревания ЦНС и свидетельствует о недостаточности адаптационных механизмов.

Исследования показали, что усвоение специфической средовой стимуляции происходит лишь в условиях выраженной симпатической активности. Смешанный и ваготонический типы адаптации к физической нагрузке у детей грудного возраста характеризовались рассогласованием механизмов адаптации, поиском адекватной активности, связанной со становлением моторики в данном возрасте. Наиболее неблагоприятным типом адаптации детей грудного возраста к физической нагрузке является астенический.

Исследование вариабельности сердечного ритма является важным для понимания течения адаптационных процессов у детей раннего возраста, определения исходов адаптивного поведения ребенка и построения программ по физическому воспитанию.

ЛИТЕРАТУРА

1. Алейникова Т.В. Возрастная психофизиология. Под ред. Г.А. Кураева. Ростов-на-Дону: Феникс, 2007. 285 с.

2. Бадалян Л.О. Детская неврология. М.: Медпресс-ин-форм, 2001. 485 с.

3. Вайзман П.П. Психомоторика умственно отсталых детей. М.: Аграф, 1997. 122 с.

4. Коломинский Я.Л., Панько Е.А., Игумнов С.А. Психическое развитие детей в норме и при патологии: психологическая диагностика. Профилактика и коррекция. М., Ст-Петербург: Питер, 2004. 480 с.

5. Скворцов И.А. Развитие нервной системы у детей (нейро-онтогенез и его нарушения). М.: Медицина, 2000. 200 с.

6. Маркосян А.А. Развитие человека и надежность биологи-

ческой системы. В кн.: Основы морфологии и физиологии организма детей и подростков. М., 1969. С. 5—13.

7. Баевский Р.М., Иванов Г.Г. Вариабельность сердечного ритма : теоретические аспекты и возможности клинического применения // Ультразвуковая и функциональная диагностика. 2001. № 3. С. 108—126.

8. Вегетативные расстройства: клиника, лечение, диагностика. Под ред. А.М. Вейна. М.: Медицинское информационное агентство, 2000. 752 с.

9. Виру А.А. Механизмы общей адаптации // Успехи физи-ол. наук. 1980. № 4. С. 27— 46.

10. Дембо А.Г., Земцовский Э.В. Методы исследования и оценки вегетативной регуляции и функционального со-

стояния синусового узла. М.: Медицина, 1985. 324 с.

11. Казначеев В.П. Современные аспекты адаптации. Новосибирск, 1980. 190 с.

12. Гуштуроеа И.В. Состояние центральной и периферической гемодинамики у детей дошкольного возраста с различным типом вегетативной регуляции сердечного ритма // Вестн. Удм. ун-та. 1995. № 3. С. 46—52.

13. Панова Н.А, Филеши П.А. Комплексный подход к изучению возрастных особенностей сердечно-сосудистой системы школьников. В кн. Возрастные особенности физиологических систем детей и подростков. М., 1981. С. 111—115.

14. Швалев В.Н. Патоморфологические изменения симпатического отдела вегетативной нервной системы и сердечно-сосудистая патология // Архив патологии. 1999. № 3. С. 50—52.

15. Шлык Н.И. Сердечный ритм и центральная гемодинамика при физической активности у детей. Ижевск: Изд-во Удм. ун-та, 1991. 418 с.

16. Желев В.А., Филиппов Т.П., Черкашин Д.В. и др. Особенности вегетативного гомеостаза у детей раннего возраста с перинатальным поражением центральной нервной системы. Бюллетень Сибирской медицины. Томск, 2004. Вып. 1. С. 64—76.

17. Волосова Е.Б. Развитие ребенка раннего возраста (основ-

ные показатели). М.: Линка-Пресс, 1999. 238 с.

18. Методы исследования в детской неврологии : учеб. пособие. Под ред. В.П. Зыкова. М.: Триада, 2004. 356 с.

19. Кравчук А.И.Физическое воспитание детей раннего и дошкольного возраста. В кн. Научно-методические и организационные основы гармоничного дошкольного комплексного физического воспитания. Новосибирск: Изд-во НГПУ, 1998. 238 с.

20. Налобина А.Н., Степочкина Е.С. Методика оценки двигательной функции детей до года, имеющих отклонения в психомоторном развитии. Проблемы совершенствования физической культуры, спорта и олимпизма. Материалы Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов, соиск. и студентов. Омск, 2007. С. 78—82.

21. Налобина А.Н., Степочкина Е.С. Особенности становления двигательной и вегетативной функций в постнаталь-ном онтогенезе у детей до года с отклонениями в психомоторном развитии. Профилактика, реабилитация и адаптация в медицине и спорте. Материалы Х областной научно-практической конференции. УралГУФК. Челябинск, 2008. С. 63—64.

22. Михайлов В.М. Вариабельность сердечного ритма: опыт практического применения. г. Иваново, 2000. 200 с.

Поступила 22.10.10

Уважаемые коллеги!

В соответствии с решением Президиума ВОО «Ассоциации детских кардиологов России» 19—20 сентября 2011 г. в Уфе будет проведен VII Всероссийский семинар, посвященный памяти профессора Н.А. Белоконь «Детская кардиология в аспекте междисциплинарных связей».

Цель проведения семинара: обобщить отечественный и мировой опыт в области междисциплинарных связей основных сердечно-сосудистых заболеваний у детей и подростков. Программа семинара включает следующие научные сессии:

1. Актуальные вопросы детской кардиологии.

2. Кардиальные маски соматической патологии.

3. Метаболические аспекты кардиальной патологии у детей и подростков.

4. Актуальные вопросы детской ревматологии.

5. Междисциплинарные аспекты детской кардиологии.

6. Рациональное питание — основа здорового сердца.

Место проведение cеминара: Уфа, ул. Заки Валиди, 2 «Конгресс-Холл». Подробная информация на сайте: www.cardio-rus.ru