Вариабельность сердечного ритма у младших школьников с различным уровнем адаптации к высоким учебным нагрузкам

© ЭВЕРТ Л.С., МАКАРОВА М.В., МАСЛОВА М.Ю.

ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ СЕРДЕЧНОГО РИТМА У МЛАДШИХ ШКОЛЬНИКОВ С РАЗЛИЧНЫМ УРОВНЕМ АДАПТАЦИИ К ВЫСОКИМ УЧЕБНЫМ НАГРУЗКАМ

Л.С Эверт., М.В. Макарова, М.Ю. Маслова,

М.В. Ларькина, Т.В. Потупчик.

НИИ медицинских проблем Севера СО РАМН, директор - чл.-кор. РАМН В. Т. Манчук;

Красноярский государственный медицинский университет им.проф. В.Ф.

Войно-Ясенецкого, ректор - д.м.н, проф. И.П. Артюхов;

МУЗ ГДБ № 8, главный врач - М.Ю. Маслова.

Резюме. Изучены показатели вариабельности сердечного ритма (ВСР) по данным кардиоритмографии (КРГ) у 198 школьников 7-11 лет, обучающихся в условиях гимназии по расширенным программам. Выявлены особенности вегетативной регуляции сердечного ритма в зависимости от адаптационного состояния организма детей. Показано, что дети с удовлетворительной адаптацией характеризуются более высокими значениями показателей, свидетельствующих о преобладании парасимпатических влияний на деятельность системы кровообращения и менее значимыми влияниями симпатического отдела ВНС. Данная тенденция динамики показателей вариабельности сердечного ритма характерна для состояния покоя, ортостаза и восстановительного периода ортостатической пробы.

Ключевые слова: дети, адаптация, вариабельность сердечного ритма, вегетативная регуляция.

Эверт Лидия Семеновна - д.м.н., ведущий научный сотрудник клинического отделения соматического и психического здоровья детей НИИ

медицинских проблем Севера СО РАМН; тел. 8 (391)2568123.

Макарова Марина Владимировна - к.м.н., зам. руководителя института

профилактического и лечебного питания КрасГМУ; тел. 8(391) 2280683.

Маслова Маргарита Юрьевна - главный врач МУЗ ГДБ № 8, г.

Красноярск; тел. 8(391)2255112.

Среди факторов, влияющих на здоровье детей, особое место отводится школьному обучению. Высокий уровень технического прогресса, введение в систему школьного образования новых технологий и форм обучения способствует неуклонному расширению и усложнению учебных программ, как в общеобразовательных учреждениях, так и в учреждениях гимназического типа. Интенсификация учебного процесса неблагоприятно сказывается на состоянии здоровья детей, что в свою очередь препятствует достижению высоких результатов в учебе [4,6,8].

Одним из показателей здоровья детей является способность быстрого приспособления организма к меняющимся социально-психологическим условиям. Заболевание является результатом снижения адаптационных (приспособительных) возможностей организма и развивается постепенно, через стадии донозологических и преморбидных состояний [1-3]. Диагностика донозологических и преморбидных состояний у детей может быть осуществлена путем контроля за постоянством частоты пульса, артериального давления и за изменениями показателей вегетативного гомеостаза [4-7,9].

Среди большого числа методов исследования ВНС привлекает внимание математический анализ сердечного ритма, дающий возможность количественной оценки изменений вегетативного гомеостаза по математикостатистическим показателям сердечного ритма, что в свою очередь позволяет

характеризовать изменения уровня здоровья при отсутствии сдвигов основных физиологических показателей [1-3]. Анализ вариабельности сердечного ритма является методом оценки состояния механизмов регуляции физиологических функций в организме, в частности, общей активности регуляторных механизмов, нейрогуморальной регуляции сердца, соотношения между симпатическим и парасимпатическим отделами вегетативной нервной системы [1,2].

Материалы и методы

Обследовано 198 детей одной из гимназий г. Красноярска, условия обучения в которой характеризуются высоким уровнем информационных нагрузок. Исследования проводились в младшей возрастной группе -7-11 лет. Состояние адаптации оценивалось по интегральному показателю: индексу функциональных изменений (ИФИ), рассчитываемому по формуле:

0,011*ЧП+0,014*САД+0,008*ДАД+0,014*В+0,009*МТ-0,009*Р-0,27, где ЧП

- частота пульса, САД и ДАД - систолическое и диастолическое артериальное давление, В - возраст, Р - рост и МТ - масса тела.

В зависимости от величины ИФИ, все обследованные разделены на 4 группы: 1 гр. - с удовлетворительной адаптацией (ИФИ < или = 2,07 усл.ед.), 2 гр. - с напряженной адаптацией (ИФИ 2,08-2,16 усл.ед.), 3 гр. - с неудовлетворительной адаптацией (ИФИ 2,17-2,37 усл.ед.) и 4 гр. - со срывом адаптации (ИФИ > 2,37 усл.ед.).

Вариабельность сердечного ритма изучалась методом кардиоритмографии на аппарате «Мицар-Рео» (Россия). Оценивались следующие показатели: ЧП (частота пульса), ЗБКЫ, мс (стандартное отклонение полного массива), КМЗББ, мс (квадратный корень суммы разностей последовательного ряда кардиоинтервалов), рМ№50, % (число пар кардиоинтервалов с разностью более 50 мс в % к общему числу кардиоинтервалов в массиве), СУ, % (коэффициент вариации полного массива кардиоинтервалов), МхБМп, мс (или ёХ - разность между максимальным и минимальным значениями кардиоинтервалов), Мо, мс, АМо,%, БТ (стресс индекс или ИН - индекс

напряжения регуляторных систем), TP, мс (суммарная мощность спектра ВСР), HF, % (мощность спектра высокочастотного компонента

вариабельности в % от суммарной мощности колебаний), LF, % (мощность спектра низкочастотного компонента вариабельности в % от суммарной мощности колебаний), VLF, % (мощность спектра очень низкочастотного компонента вариабельности в % от суммарной мощности колебаний), HFav, мс-2 (среднее значение мощности спектра высокочастотного компонента ВСР), LFav, мс (среднее значение мощности спектра низкочастотного компонента ВСР), VLFav, мс (среднее значение мощности спектра очень низкочастотного компонента ВСР) и (LF/HF)av (отношение средних значений низкочастотного и высокочастотного компонента ВСР). Все параметры оценивались в состоянии покоя, в положении ортостаза и восстановительном периоде.

Полученные результаты подвергнуты статистической обработке на персональном компьютере с применением ППП «Statistica 5.5 for Windows». Вид распределения рядов количественных признаков определяли по критериям Шапиро-Уилка, Колмогорова-Смирнова и Лиллиефорса. Статистическую значимость различий для двух не связанных выборок анализировали с помощью критерия Манна-Уитни, в случае множественного сравнения (3 и более группы) использовали критерий Крускалл-Уоллиса.

Результаты и обсуждение

Проведен анализ суммарного эффекта вегетативной регуляции кровообращения по показателю SDNN, который отражает все циклические компоненты, ответственные за вариабельность в течение периода записи. Величина данного показателя в состоянии покоя оказалась более высокой у школьников с удовлетворительной адаптацией, в сравнении с группами детей с напряженной, неудовлетворительной адаптацией или ее срывом (рис.1). Динамика анализируемого показателя в положении ортостаза и в восстановительном периоде продемонстрировала такую же закономерность.

Активность парасимпатического звена вегетативной регуляции, оцениваемая по показателю КМЗББ, также была более высокой у детей с удовлетворительной адаптацией (рис.1) как в состояния покоя, так и в период восстановления. В положении ортостаза значения КМЗББ были ниже у детей с неудовлетворительной адаптацией. Степень преобладания парасимпатического звена регуляции над симпатическим оценивали по показателю р№№50 (в %). Школьники с удовлетворительной адаптацией имели более высокие значения данного параметра в сравнении с другими анализируемыми группами. Аналогичная тенденция наблюдалась в состоянии ортостаза и в восстановительном периоде (рис. 1).

Нормированным показателем суммарного эффекта вегетативной регуляции сердечной деятельности является показатель СУ (%). Его величина была достоверно более высокой у детей с удовлетворительной адаптацией (рис.2). Динамика данного показателя была аналогичной и в состоянии ортостаза, а также в процессе восстановительного периода. В состоянии покоя длительность кардиоинтервала КК (мс) как минимального, так и максимального, у детей, чье состояние адаптации было расценено как удовлетворительное, превышала значения аналогичного показателя школьников в группах сравнения. В восстановительном периоде более высокими значениями ККтах отличались также дети с удовлетворительной адаптацией.

Менее высокие значения вегетативного показателя ритма (ВПР) у школьников с удовлетворительной адаптацией позволяют документировать у них большую степень выраженности парасимпатических влияний на деятельность сердца и более значительный вклад симпатического звена вегетативной регуляции - у детей с напряженной, неудовлетворительной адаптацией и ее срывом (рис.2). У школьников с удовлетворительной адаптацией регистрировались более низкие уровни показателя ПАПР в сопоставлении с группами детей, имеющих более напряженный уровень адаптационных процессов (рис. 2).

Показатель Total (мс-2) характеризует суммарный абсолютный уровень активности регуляторных систем организма. Значения данного параметра были выше у школьников с удовлетворительной адаптацией в состояния покоя, ортостаза, а также в восстановительном периоде. Школьники с удовлетворительной адаптацией отличались меньшими значениями ЧСС в состоянии покоя (рис. 3), в момент пребывания в вертикальном положении и в периоде восстановления.

Наиболее вероятный уровень функционирования сердечно-сосудистой системы отражает показатель Мо (с). Ее величина у школьников с удовлетворительной адаптацией значительно превышала аналогичный показатель детей групп сравнения (различия статистически значимы). Активность симпатического звена вегетативной регуляции позволяет оценить величина показателя амплитуды моды (АМо в %). Школьники с удовлетворительной адаптацией отличались меньшей величиной данного параметра в отличие от детей групп сравнения (различия статистически значимы) (рис.3).

О степени парасимпатических влияний на регуляцию деятельности сердца можно судить по показателю разности между максимальным и минимальным значениями кардиоинтервалов - максимальной амплитуде регуляторных влияний (dX, c). Величина этого показателя в группе детей с удовлетворительной адаптацией была статистически значимо выше в сравнении с детьми трех других групп. Школьники с удовлетворительной адаптацией имели более низкие значения индекса напряжения по отношению к сопоставляемым группам детей, что свидетельствует о меньшей степени напряжения у них регуляторных систем организма (рис. 3).

В положении ортостаза отмечалась разнонаправленность изменений индекса напряжения в группах детей с различным уровнем адаптационных процессов: максимальных значений достигал данный показатель у детей с неудовлетворительной адаптацией. Индекс вегетативного равновесия (ИВР) характеризует баланс симпатических и парасимпатических влияний на

сердце. Данный показатель был ниже у детей, отличающихся удовлетворительным состоянием адаптации (рис.3). В процессе выполнения ортопробы общей закономерностью оказалось повышение абсолютных и относительных величин высокочастотного компонента спектра у школьников с удовлетворительной адаптацией: у них были достоверно выше показатели ИБ и ИБпогт (в %).

О преобладающих симпатических влияниях на работу сердца у школьников, для которых характерен напряженный, неудовлетворительный уровень адаптации или ее срыв, свидетельствовали более высокие значения у детей этих групп относительного показателя ЬБпогт, отражающего относительный уровень активности вазомоторного центра. Различия данного показателя в анализируемых группах детей достигали уровня статистической значимости и были характерны для состояния покоя, ортостаза и восстановительного периода.

При анализе абсолютных значений показателя мощности спектра низкочастотного компонента ВСР - ЬБ (мс), отражающего средний абсолютный уровень активности вазомоторного центра, и показателя мощности спектра очень низкочастотного компонента ВСР - УЬБ (мс- ), отражающего средний уровень активности симпатического звена вегетативной регуляции (преимущественно надсегментарных отделов), были выявлены разнонаправленные изменения данных показателей в анализируемых группах. Величина показателя ЬБ/ИБ, характеризующего относительную активность подкоркового симпатического нервного центра, была значительно ниже у детей, имеющих удовлетворительный уровень адаптации, в сравнении со школьниками трех других сравниваемых групп (рис.2). Изменения данного показателя у детей были однонаправленными в состоянии покоя, ортостаза и в восстановительном периоде.

Таким образом, у школьников с удовлетворительной адаптацией превалируют влияния парасимпатической нервной системы, доказательством чего являются более высокие значения у детей этой группы таких

показателей, как SDNN, CV,%, Total, мс-2 , RMSSD, pNN50, Мо (с), длительности кардиоинтервалов RR (мс) и менее высокие значения ВПР, ИВР, ПАПР, ЧСС, LF/HF и интегрального показателя - ИН, что свидетельствует о меньшей степени напряжения у них регуляторных систем организма. У детей с напряженным и неудовлетворительным уровнем адаптации, а также ее срывом, регистрируется более высокий уровень функционирования симпатического отдела вегетативной нервной системы, что подтверждается более высокими значениями у них показателей ИВР, АМо, LFnorm,% и меньшими величинами показателей вариационного размаха (dX, c).

VARIABILITY OF HEART RHYTHM IN JUNIOR SCHOOL CHILDREN WITH DIFFERENT ADAPTATION TO EDUCATION LOADING L.S. Aevaert, M.V. Makarova, M. U. Masalova, M.V. Lar’kina, T.V. Potupchik Research Institute of Northern Medical Problems Siberian branch Russian

Academy of Medical Science.

Krasnoyarsk State Medical University named after prof. V.F. Voyno-

Yasenetsky

Abstract. Changes in the heart rhythm obtained with cardiorhythmography in 198 school children (7-11 years old) were studied. We revealed peculiarities of vegetative regulation of the heart rhythm in relation with the level of adaptation. It was shown that children with satisfactory adaptation level had higher indicators showing the predominance of the parasympathetic impacts on cardio-vascular system regulation and less important influence on the sympathetic nervous system. This tendency is characteristics of dormancy state, orthostasis, and recovery period after orthostatic probe.

Key words: children, adaptation, variability of the heart rhythm, vegetative regulation

Литература

1. Агаджанян Н.А., Баевский Р.М., Берсенева А.П. Учение о здоровье и проблемы адаптации. - Ставрополь: Изд-во СГУ, 2000. - 204 с.

2. Баевский Р.М. Прогнозирование состояний на грани нормы и патологии.

- М.: Медицина, 1979. - 295 с.

3. Баевский Р.М. Оценка и классификация уровней здоровья с точки зрения теории адаптации // Вестник АМН СССР. - 1989. - № 8. - С. 73-78.

4. Берсенева И.А. Возрастные особенности вегетативной регуляции

сердечного ритма при ортостатической пробе у школьников. //

Компьютерная электрокардиография на рубеже столетий. - М., 1999. - С. 145-147.

5. Михайлов В.М. Вариабельность ритма сердца: опыт практического применения метода, издание второе. - Иваново, 2002. - 288 с.

6. Псеунок А. А. Адаптивные возможности сердечно-сосудистой системы детей, обучающихся по новым образовательным программам // Педиатрия. -2005. - № 6. - С. 77-79.

7. Соболев А.В., Созыкина М.А., Рябыкина Г.В., Кожемякина Е.Ш., Логачев М.Ф. Новый подход к оценке суточной вариабельности ритма сердца у здоровых детей // Педиатрия. - 2005. - № 5. - С. 108-112.

8. Тупицин И.О., Догадкина С.Б. Влияние учебной деятельности на функциональное состояние сердечно-сосудистой системы младших

школьников // Особенности функционирования сердечно-сосудистой системы ребенка в процессе учебной деятельности. М., 1985. - С. 88-94.

9. Heart rate variability. Standarts of Mesurement, Physiological Interpretation and Clinical Use. // Circulation. -1996. - № 93. - P.1043-1065.

Срыв ад ШНеуд ШНапряж ШУдовл

Примечание: - Р < 0,05

Рис. 1 Показатели вариабельности сердечного ритма у детей 7-11 лет с различным уровнем адаптации в состоянии покоя.

I I I

CV ВПР ПАПР

Срыв ад ПНеуд ПНапряж ПУдовл

Примечание: - Р < 0,05

Рис. 2 Сравнительные значения показателей СУ, ЬР/ИР, ВПР и ПАПР у школьников 7-11 лет с различным уровнем адаптации в состоянии покоя.

300

250

200

150

100

50

0

Удовл ПНапряж ШНеуд ШСрыв ад

Примечание: - Р < 0,05

Рис. 3. Показатели ИВР, ИН, АМо и ЧСС у школьников 7-11 лет с различным уровнем адаптации в состоянии покоя.