Функциональное состояние симпато-адреналовой системы и особенности регуляции сердечного ритма у детей младшего школьного возраста

А.А.Ситдикова

ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ СИМПАТО-АДРЕНАЛО-ВОЙ СИСТЕМЫ И ОСОБЕННОСТИ РЕГУЛЯЦИИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА У ДЕТЕЙ МЛАДШЕГО ШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА

Для каждого периода онтогенеза характерно определённое соотношение между звеньями вегетативной регуляции сердечного ритма. У младших школьников (7-9 лет) на хронотропную функцию сердца преимущественное влияние оказывает симпатическое звено регуляции с вовлечением центрального контура управления сердечным ритмом [1, 2, 3, 4]. При этом большинству детей от 7 до 10 лет свойственна вегетативная неустойчивость. По данным разных авторов, группа вегетативно неустойчивых детей составляет от 60% до 90%. Это проявляется в виде преобладания симпато- или парасимпа-тикотонических влияний на сердечную деятельность [5, 6,]. По мнению В.П. Рыбакова и О.С. Глазачева [5] дети с вегетативной лабильностью должны быть отнесены к группе условно здоровых детей, имеющих риск возникновения вегето-сосудистых дистоний. Исходный вегетативный тонус детей (ИВТ) во многом определяет их функциональные возможности. По данным одних исследователей, дети-ваготоники имеют преимущество перед остальными в обеспечении адаптивных реакций организма [7]. По данным других - именно дети с преобладанием симпатических влияний на сердечную деятельность отличаются большей мобилизационной готовностью в процессе срочной адаптации к тестирующим нагрузкам. Вместе с тем, у симпатотоников отмечается напряжение механизмов адаптации сердечно-сосудистой системы (ССС), ведущие к расходу функциональных резервов организма.

Особая роль в нейро-гуморальной регуляции функций организма и поддержании гомеостаза занимает симпато-адреналовая система (САС), которая оказывает своё действие через катехоламины [8]. Будучи гормонами мозгового слоя надпочечников и медиаторами симпатического отдела нервной системы, катехоламины способны быстро влиять на метаболитические, иммунные процессы, теплообмен организма, работоспособность сердечной мышцы, функционирование центральной нервной системы, на организацию стресса и адаптации. Установлено, что адреналин (А) учащает ритм сердечных сокращений, повышает возбудимость и сократимость сердечной мышцы, усиливает распад гликогена в печени. Норадреналин (НА) резко суживает периферические сосуды, вызывает компенсаторное повышение вагусных влияний на сердце, выражающееся в ответном появлении брадикардии. Дофамин (ДА) - предшественник НА - является медиатором симпатических образований в центральной нервной системе, оказывает на ССС воздействия, сходные с эффектами А и НА. Считается, что А, обнаруживаемый в моче, имеет преимущественно надпочечниковое происхождение и отражает состояние гормонального звена САС, НА выделяется окончаниями симпатических

нервов и отражает состояние медиаторного (нервного) звена. Экскреция биологических предшественников отражает в значительной степени резервные возможности системы. Формирование гормонального звена в онтогенезе происходит раньше чем медиаторного, признаком относительной функциональной зрелости системы является преобладание медиаторных реакций на фоне адекватного повышения экскреции предшественников [9]. Физические нагрузки, применяемые в качестве функциональной пробы, позволяют выявить реактивность и функциональные резервы САС, а следовательно, и некоторые механизмы адаптации растущего организма в целом [10]. В большинстве исслевований указывается на увеличение экскреции катехоламинов при мышечной деятельности, что оценивается как адекватное реагирование под влиянием физических нагрузок [11]. Уменьшение экскреции расматривается как показатель неблагоприятного функционального состояния детей и напряженного функционирования САС. Неадекватными считаются изменения, при которых увеличение экскреции катехоаминов не сопровождается соответствующим повышением уровня ДА и ДОФА. Недостаточно изучены возрастные и половые особенности реакции срочной адаптации САС к умеренным дозированным нагрузкам. Отсутствует анализ специфики реагирования САС в зависимости от ИВТ.

Младший школьный возраст расположен между двумя сложными, бурно протекающими периодами развития и поэтому требует особого внимания. Именно в этом возрасте наблюдаются структурные и функциональные изменения многих систем организма, в том числе сердечно-сосудистой и нейроэндокринной, которым принадлежит особая роль в развитии ребёнка и реализации генетической программы индивидуального развития [2, 12]. В растущем организме взаимоотношения между эндокринными железами отличаются большой подвижностью, а функциональные резервы гормонов относительно невелики. Поэтому различные заболевания, нарушения питания и режима дня, чрезмерные физические, умственные нагрузки и сопровождающее их психоэмоциональное напряжение могут вызвать у детей существенные нарушения эндокринной регуляции физического и полового развития.

В целом ряде работ были сделаны попытки связать активность САС с динамикой показателей ССС и использовать показатели кровообращения в качестве индикаторов стрессового состояния организма в различных условиях жизнедеятельности.

В литературе отсутствуют исчерпывающие сведения о характере и динамике взаимоотношений между звеньями регуляции синусового ритма и показателями САС, изучению которых посвящены лишь единичные работы

[13], между тем известно, что из всех показателей функционального состояния организма наиболее информативны и чувствительны к новым воздействиям те, которые связаны с тонусом симпатической нервной системы.

Целью наших исследований стало изучение функционального состояния САС и особенностей её реакций на физическую нагрузку у детей с различным исходным вегетативным тонусом.

Исследования проводились в средней общеобразовательной школе №143 г. Казани.В исследовании принимали участие дети 8 лет, учащиеся 1 класса. Все школьники по данным медицинского осмотра были отнесены к группе практически здоровых детей. Обследование проводилось 3 раза в год - в октябре, феврале и в мае. В исследовании были использованы следующие методы.

1. Метод математического анализа сердечного ритма по Р.М.Баевскому

[14]. По значениям вариационной пульсометрии (индекса напряжения (ИН), амплитуды моды и вариационного размаха) учащиеся были отнесены к различным вариантам исходного вегетавтивного тонуса (ИВТ): симпатотоники (гиперсимпатотоники) - ИН больше 68,0 усл.ед.; нормотоники - ИН от 46,0 усл. ед. до 68,0 усл. ед.; ваготоники - ИН меньше 46,0 усл. ед..

2. Флуориметрический метод определения адреналина (А), норадрена-лина (НА), ДОФА, ДОФамина (ДА) в одной порции мочи [15].

3. В качестве функциональной пробы использовали дозированную физическую нагрузку на велоэргометре РИТМ. Нагрузка задавалась индивидуально для каждого обследуемого: 1Вт на 1 кг тела с частотой педалирования 60 оборотов в минуту и продолжительностью 3 минуты.

Анализ полученных результатов показал, что для детей 8 лет, обучающихся в 1 классе, характерна выраженная вегетативная неустойчивость в регуляции сердечного ритма. В начале учебного года состояние эйтонии, т.е. оптимального соотношения симпатического и парасимпатического влияния на сердечный ритм, отмечается у девочек в 12,5% случаев, а у мальчиков в 16%. Для подавляющего большинства детей характерна вегетативная дистония по симпа-тикотоническому типу (с включением гиперсимпатикотоническижостояний): у мальчиков в 50%, а у девочек в 66,5% случаев. От начала к середине учебного года увеличивается относительное количество детей - нормо- и ваготоников. Так, у мальчиков количество нормотоников возрастаетот 16% до 40%, а у девочек - число ваготоников становится на 17,5% больше по сравнению с данными октября. К концу учебного года у мальчиков не происходит изменений в процентном соотношении вариантов ИВТ. У девочек симпатические влияния на сердечный ритм к маю месяцу резко возрастают и составляют при непрерывном лонгитудиальномисследовании 75% от общего числа обследованных, а состояния нормотонии не встречаются.

Согласно полученным результатам, функциональное состояние САС младших школьников зависит от ИВТ и имеет половые различия.

По нашим данным, у мальчиков 8лет в состоянии относительного покоя различия между исследуемыми группами в экскреции А и НА находятся в пределах от 0,63 мкг/час до 0,86 мкг/час математически недостоверны, чего не наблюдается по отношению к предшественникам. Максимальный уровень экскреции ДА отмечен у нормотоников - 81,0 мкг/час, что на 19,4% выше чем у ваготоников, а у симпатотоников значения ДОФА на 17% выше, что в целом характеризует функциональное состояние САС мальчиков как более напряженное и свидетельствует о возрастной симпатикотонии [5].

У девочек с симпатикотоническим вариантом ИВТ в покое отмечается достоверно более высокий уровень экскреции А и ДОФА, чем у остальных. Так, содержание А у них в моче составляет 0,54 мкг/час, а ДОФА 4,25мкг/час, что на 30% и 12% больше, чем у ваготоников. При этом уровень экскреции НА у ваготоников на 17% выше, чем у симпатотоников. Достоверных различий в отношении ДА между группами не обнаружено.

По нашим данным, реакция САС на дозированную велоэргомертиче-скую нагрузку зависит от исходного вегетативного тонуса детей и имеет ярко выраженные половые различия.

У школьниц 1 класса дозированнаяфизическая нагрузкавызвала резкую и высокую активацию САС (рис. 1). У девочек с преобладанием симпатических влияний на сердечную деятельность наибольший процент прироста наблюдается в отношении НА, уровень экскрециикоторого становится в 1,51 раз больше чем до нагрузки.При этом скорость образованияДА значительно ниже, а показатели ДОФА имеют стабильное значение. Таким образом, для девочек с симпатическим вариантом ИВТ свойственно повышение реактивностиобоих звеньев САС с преобладаниеммедиаторного, при этом прирост экскреции предшественников изменяется незначительно.У девочек -ваготониковреакция на нагрузку выражается в более высокой активности адреналового звена - экскреция А возрастает на 44,7 % , НА - на 17,9 % , при этом отмечается более существенные сдвиги в экскреции предшественников,чем у симпатотоников(ДА на 33,6% и ДОФА на 4 %), что свидетельствует о более экономной реакции САС у девочек с парасим-патикотоническимвариантом ИВТ.

У мальчиков дозированная физическая нагрузка умеренной мощности не сопровождается положительными сдвигами в экскреции катехоламинов (рис. 2). Так, у симпатотоников после тестирующей нагрузки произошло снижение А и НА на 31,8% и 32,8%, а ДА и ДОФА на 34,5 % и 6,4 % соответственно. У мальчиков нормотоников имеет место слабо выраженная медиа-торная реакция ( НА увеличивается от 1,36 мкг/час до 1,42 мкг/мин), снижение А и предшественников наблюдается в меньшей степени, чем у симпатотоников. А понижается на 18,6%, ДА - на 17,2%, ДОФА - на 2,2%, что является крайне неблагоприятным фактом, свидетельствующим о низких функциональных возможностях САС. У мальчиков с парасимпатикотоническим состоянием ИВТ снижение уровня экскреции НА, ДА и ДОФА выражено в меньшей степени, чем у остальных, имеет место положительная гормональная реакция САС (увеличение А на 0,05 мкг/час по отношению к покою).

Таким образом, нами выявлены половые отличия в реакции САС на физическую нагрузку умеренной мощности у детей 8 лет с различным исходным вегетативном тонусом. Более адекватные реакции характерны для девочек, они сопровождаются положительными сдвигами в экскреции катехоламинов и их предшественников, при этом у девочек - симпатотоников реакция менее экономная, так как отсутствует положительный сдвиг ДОФА. У мальчиков дозированная физическая нагрузка выявила низкий уровень резервных и функциональных возможностей САС, что может свидетельствовать о напряжении их организма в процессе адаптации к учебной деятельности.

девочки

симпатотоники нсрмотоники ваготоники

ОАО НА ЕЭ ДА  ДОФА

Рис 1. Процент прироста экскреции катехоламинов у девочек в ответ на дозированную велоэргометрическую нагрузку.

мальчики

20

Ю

40

В А О НА ^ ДА  ДОФА

Рис 2. Процент прироста экскреции катехоламинов у мальчиков в ответ на дозированную велоэргометрическую нагрузку.

Литература

[1] Баевский Р.М. Проблемы прогнозирования и исследования состояния здоровья организма в процессе адаптации к различным воздействиям. // Нервные и эндокринные механизмы стресса. Кишинев, 1980. С. 46-49.

[2] Калюжная Р.А. Взаимодействие социальных и биологических факторов в формировании сердечно-сосудистой системы растущего организма // Проблемы об-

щей и возрастной физиологии в педагогических вузах страны. Тез. докл. Всесоюз. науч. конф. Ставрополь. 1983. Ч.1. С. 141-142.

[3] Панова Н.А., Олешкевич Т.Г. Возрастные особенности регуляции сердечного ритма школьниц (7-18 лет) г. Ставрополя // Функциональные особенности сердца при физических нагрузках в возрастном аспекте. Ставрополь. 1977. С. 52.

[4] Антропова М.В. Реакции основных физиологических систем организма детей 6-12 лет в процессе адаптации к учебной нагрузке // Физиология человека. 1988. Т.9. №1. С. 18-24.

[5] Глазачев О.С., Судаков К.В. Взаимодействия функциональных систем гомеостатического уровня у детей и подростков в норме и радиоэкологически неблагоприятной среде // Успехи физиол. наук. 1999. Т. 30. №3. С. 73-83.

[6] Вейн А.М. Рук-во для врачей. Заболевания вегетативной нервной системы. М. 1991.С. 624.

[7] Шлык Н.И., Гуштурова И.В. Влияние различных двигательных режимов на состояние двигательного аппарата и сердечно-сосудистую систему у детей дошкольного возраста // Гигиена и санитария. 1987. №9. С. 76-77.

[8] Меньшиков М.Н. Матлина Э.Ш. Клиническая биохимия катехоламинов. М. 1967. С.25-31.

[9] Крылова А.В. Функциональное состояние сердечно-сосудистойи симпато-ад-реналовой систем школьников11-16 лет: Автореф.дис. канд. биол. наук. Казань. 1990.

[10] Антонова М.В., Ефимова С.П., Лосева О.А. Исследование готовности детей к обучению на основании морфофункциональных и психофизиологических показателей // Новые исследования по возрастной физиологии. М. 1976. Вып 1 (6). С. 11-13.

[11] Кассиль Г. Н. Некоторые общие закономерности реагирования симпато-адреналовой систеиы при адаптации организма к физическим нагрузкам. // Нервные и эндокринные механизмы стресса. Кишинев. 1978. С. 122-135.

[12] Безруких М.М. Динамика статистических характеристик сердечного ритма у подростков 14-16 лет в процессе учебной деятельности // Новые исследования в возрастной физиологии. М. 1985. Вып.2. С.58-62.

[13] Шайхелисламова М.В. Функциональное состояние сердечно-сосудистой и симпато-адреналовой систем студентов 17-19 лет в течение адаптации к процессу обучения в ВУЗе.: Автореф. дис. канд. биол. наук. Казань. 1991.

[14] Баевский Р.М. Прогнозирование на грани нормы и патологии. М. 1979.

[15] Матлина Э.Ш., Киселёва З.М., Софиева И. Флуориметрический метод определения адреналина, норадреналина, ДОФА, ДОФамина в одной порции мочи. М. 1965.