Характеристика вегетативной адаптации подростков, по данным кардиоинтервалограмм

© Коллектив авторов, 2011 УДК 616.1:616-053.4-003.96

ХАРАКТЕРИСТИКА ВЕГЕТАТИВНОЙ АДАПТАЦИИ ПОДРОСТКОВ, ПО ДАННЫМ КАРДИОИНТЕРВАЛОГРАММ

Е.А.Калюжный1, Ю.Г. Кузмичев2, И.В. Лукьянова2, М.В Ашина2 ’Арзамасский государственный педагогический институт им. А.П. Гайдара 2Нижегородская государственная медицинская академия

Подростковый возраст - критический период биологического созревания организма. В результате глубоких нейроэндокринных и морфо-функциональных сдвигов пубертатный период должен завершаться повышением реактивности, адаптационных и защитных возможностей организма. В этом возрасте завершается формирование коры головного мозга, происходит перестройка высших регулирующих центров вегетативных функций, что определяет значительную их ранимость у подростков [1,2-5].

К началу XXI века на фоне внедрения в образование инновационных процессов здоровье большой группы подростков - учащихся 10-11 классов ухудшилось [3,12]. На сессии РАМН «Здоровье и образование детей - основа устойчивого развития российского общества и государства» (2006) была определена необходимость разработки новых возрастных нормативов развития, критериев оценки адаптационных возможностей к учебным нагрузкам и к воздействию факторов внешней среды как важнейшего направления фундаментальных исследований по проблемам здоровья и образования детей и подростков.

Показатели деятельности сердечно-сосудистой системы традиционно используются для оценки адаптационных возможностей организма. Регуляция сердечного ритма в физиологических условиях является результатом ритмической активности пейсмейкеров синусового узла, модулирующего влияние вегетативной и центральной нервной системы, ряда гуморальных и рефлекторных воздействий [2,8,9,14]. Инструментально оцениваемая вариабельность сердечного ритма (ВСР) - единственный унифицированный [15] неинвазивный метод объективной оценки качества регуляции, определивший интерес специалистов к изучению его характеристик у детей и подростков [4,5,8,9-11]. Анализ имеющихся публикаций по этой проблеме выявил разноречивость данных, что обусловлено малыми объемами представленных выборок, отсутствием нормативных разработок. Работы с

Калюжный Евгений Александрович, кандидат биологических наук, доцент, заведующий кафедрой медицинской подготовки и безопасности жизнедеятельности Арзамасского государственного педагогического института им. А.П.Гайдара, тел.: 89047826695; e-mail: eakmail@mail.ru.

Кузмичев Юрий Георгиевич, доктор медицинских наук, профессор кафедры детских болезней Нижегородской государственной медицинской академии, тел.: 89023057992; e-mail:dr_kuzmichev@mail.ru.

Лукьянова Инна Владимировна, аспирант кафедры детских болезней Нижегородской государственной медицинской академии,

тел.: 89197662348; e-mail: innova@rambler.ru.

Ашина Марина Владиславовна, кандидат медицинских наук, доцент, доцент кафедры общей гигиены и экологии Нижегородской государственной медицинской академии, тел.: 89101259141; e-mail: ashina_mw@mail.ru.

анализом баланса альтернативных отделов вегетативной нервной системы (ВНС), адаптационных ресурсов у подростков на основе изучения ВСР методом вариационной пульсометрии (или кардиоинтервалогра-фии - КИГ) единичны [5,11,13,14].

Цель исследования: обоснование и разработка эталонов показателей вариационной пульсометрии (КИГ) и на их основе - способов оценки вегетативного гомеостаза (адаптации) у подростков 15-18 лет.

Материал и методы. Изучена КИГ у 808 подростков (Нижний Новгород, Арзамас) с установленным синусовым ритмом. Критерии формирования эталонной группы с целью выработки нормативных данных (157 подростков): 1) возраст 15-18 лет; 2) 1-11 группы здоровья по результатам комплексной оценки [3]; 3) отсутствие обострений 1-2хроническихзаболеваний втечение 1-2 лет до момента обследования (рекомендации приказов №№ 113 и 114 МЗ России от 21.03.2003); 4) отсутствие острых (в течение 1 мес. до осмотра) заболеваний и клинически значимых признаков синдрома вегетативной дистонии [5,10,14]; 5) синусовый ритм, по данным электрокардиографического исследования. Помимо эталонной группы, сформировали следующие: ВУЗ - студенты 1-2 курсов Арзамасского ГПИ (96 чел.), УУ - хорошо и отлично успевающие учащиеся 10-11 классов (101чел.), ООУ - успевающие учащиеся 10-11 классов общеобразовательных учреждений (189 чел.), ЛК - учащиеся 10-11 лицейских классов (89 чел.); ЛИТ - учащиеся 10-11 лицейских классов интернатного типа (251 чел.); Сп - спортсмены-легкоатлеты

2-3 спортивных разрядов со стажем занятий спортом

3-5 лет, учащиеся 10-11 классов общеобразовательных учреждений (82 чел.).

Стандартную электрокардиограмму регистрировали на 12-канальном компьютерном электрокардиографе «Поли-Спектр-12» («Нейрософт», Иваново) в соответствии с рекомендациями унифицированного метода оценки качества регуляции [15].

Формирование баз данных осуществляли на основе программы dbfnavigator, у.2.01 [16]. Показатели КИГ представлены в общепринятой системе обозначений [2,5,11]. Статистическая обработка данных осуществлена средствами параметрического и непараметрического анализа с использованием «Ехсе1 2003» и «Biostat» [7,8].

Результаты. Сравнение полученных данных с аналогичными конца 70-х годов прошлого столетия в Нижнем Новгороде и Москве показало, что учащиеся 10-11 классов того периода характеризовались лучшими параметрами здоровья, а программы их обучения были едины и менее нагружены. Напряжение механизмов регуляции у учащихся общеобразовательных школ г. Москвы в целом было выше, особенно у девушек 15, 17 лет [13].

Особенностью регуляции сердечного ритма у обследованной группы подростков является отсутствие четко выраженного урежения с возрастом

частоты сердечных сокращений. Слабая (R=0,19, р=0,01), но значимая связь с ним установлена для R min. Этот факт указывает, что возрастная тенденция урежения имеется, но она в большей степени реализуется за счет минимальной составляющей сердечного ритма, отражающей уровень базального обмена [2,4,9]. Максимальная составляющая вариабельности сердечного ритма значительно более изменчива, зависит от обстановки регуляторного обеспечения, не сопряжена с возрастом, но обратно пропорциональна индексу напряжения регуляторных систем (стресс-индекс, ИН). Исходные показатели КИГ (Мер, Mo, АМо, DX) характеризуются значительной индивидуальной изменчивостью, обеспечивая высокую вариабельность производного от них индекса напряжения (ИН).

Установлено отсутствие статистически значимой ранговой корреляции показателей КИГ с полом, возрастом и классом обучения. На этом основании исходные показатели КИГ и наиболее эффективный параметр качества вегетативного гомеостаза - ИН сочли целесообразным представить по эталонной группе в целом (табл. 1).

По заданным условиям отбора именно данные КИГ и ИН в параметрическом и центильном виде представляют эталонные показатели (оценочные, референтные, нормативные). Распределение большинства признаков асимметрично (As 1,5 - 6,8) и характеризуется высокими коэффициентами вариации (100хМ/ст) (табл.1). Поэтому для индивидуальной и групповой оценки было предложено использование центильных (перцентильных, процентильных) шкал [6-8,11]. Цен-тильный метод даёт фактически фотографическую характеристику показателей эталонной группы в сжатом виде.

Показатель ИН характеризуется высокой чувствительностью уже при небольших изменениях исходных показателей КИГ Изменчивость рассчитанного по формуле ИН [ИН = AMo/(2xDXxMo)] в большей степени связана со значениями DX, а два первых показателя (AMo и Mo) вносят примерно одинаковый вклад.

Поэтому в регрессионной модели индивидуального прогноза (ИН=-28,381+6,09634xАМО-127,038xDX) показатель Мо по условиям алгоритма элиминирован.

С момента внедрения в практическую деятельность метода КИГ он стал широко использоваться для оценки исходного вегетативного тонуса у детей и подростков [1,4,8] - именно как стресс-индекс. Позже было предложено различать понятия «дисфункция» и «дистония» для диагностики вариантов синдрома вегетативной дисрегуляции [5,11]. Нами предложен способ реализации предложения на основании «расчленения» вариационного ряда показателей КИГ (АМо, Мо и Dx) на три диапазона: типичный и два крайних(нетипичных) для данной возрастной группы [11]. На этом основании был проведен поиск индивидуальных вариантов избыточного, недостаточного и нормального взаимодействия симпатического и парасимпатического отделов автономной нервной системы и их совместного влияния на величину ИН. Основой для такого анализа является факт выявленных по значениям коэффициентов корреляции отсутствия функциональной связи между показателями КИГ АМо при этом отражает симпатические влияния (СТ), а DX -парасимпатические (ПСТ) [2,5,11].

Согласно нашему предложению, вегетативная дисфункция (СТ и ПСТ содружественно Т или ^) соответствует вариантам 1 и 9, дистония (СТ Т и ПСТ ^ или наоборот) - вариантам 3 и 7 (табл. 2 и 3).

В таблице 2 представлена структура вариантов СТ-ПСТ взаимодействий и их влияния на значения ИН (р=0,0000). Обращает внимание, что средние значения ИН для симпатического отдела ВНС выше типичной для сверстников (избыточная активация), а для парасимпатического - ниже типичной (депрессия) [5,11]. Целесообразно установить число подгрупп с вариантами вектора взаимодействия СТ-ПСТ Теоретически их число не может превышать 9. Сравнение распределения вариантов кодов обоих показателей по тесту Колмогорова-Смирнова показало, что они независимы (DN = 0,427, К-Б = 2,85, р=0,000) (табл. 3).

Таблица 1

Средние значения показателей КИГ в положении лёжа подростков эталонной группы

Признак: Статистические характеристики

Min Max М ±а ±m

ЧСС 51,00 98,00 72,55 10,032 1,0032

Мер, сек 0,61 1,20 0,851 0,1187 0,0118

Mo, сек 0,595 1,1800 0,854 0,1337 0,01337

АМо, % 15,800 94,200 36,791 13,8281 1,3828

Me, сек 0,612 1,2100 0,849 0,1185 0,01185

DX, сек 0,152 1,50 0,371 0,2509 0,02509

ИН у.е. 7,3 208,0 58,95 42,84 4,284

Таблица 2

Структура распределения векторов взаимодействия СТ-ПСТ у подростков

Варианты DX

Варианты АМо СТ 10) ПС —> VI = СТ-ПСТ (>С10 - <С90) I ПСТ (>С90) Все

1 СТ (<С10) 0,7-64,0 3,5-32,6 4,7-13,9 8,9-36,8

= СТ-ПСТ (>С10 - <С90) 9,9-137,9 21,6-58,4 24,3-27,0 55,7-74,4

| СТ (>С90) 6,4-274,8 17,0-117,7 13,0-37,9 35,4-143,5

Все 16,9-158,9 42,1-69,5 41,0-26,3 100-84,9

Таблица 3

Распределение учащихся по вектору взаимодействия СТ- ПСТ

№ вари- ант Показатель ТЧ ЭТА ЛОН Подгруппы подростков Все

AMo DX ВУЗ УУ ООУ ЛК ЛИТ СП

1 <С10 <С10 1 0,3 0 3,0 7,2 2,2 0 1,2 2,7

2 <С10 >С10 -<С90 8 9,7 0 6,0 14,5 12,4 0 21,9 11,0

3 <С10 >С90 1 1,9 1,0 0 1,8 2,2 3,2 26,8 4,9

4 >С10 -<С90 <С10 8 10,3 2,0 6,0 12,7 34,8 0 25,6 10,5

5 >С10 -<С90 >С10 -<С90 64 64,8 61,6 79,0 45,5 34,8 12,8 18,3 35,3

6 >С10 -<С90 >С90 8 6,7 14,6 2,0 5,4 3,4 37,5 47,9 18,0

7 >С90 <С10 1 0,6 3,1 3,0 7,2 10,1 1,6 1,2 5,6

8 >С90 >С10 -<С90 8 5,2 16,7 1,0 3,6 0 24,3 0 9,6

9 >С90 >С90 1 0,5 1,0 0 1,8 0 20,8 0 5,4

Данные таблицы 3 иллюстрируют структуру долей встречаемости обсуждаемых групп: теоретическая доля (ТЧ) - это произведение долей оценок каждого признака, умноженного на 100%. Например, вариант №1 = 0,1x0,1x100 = 1 (в %), вариант №5 = 0,8x0,8x100 = 64 (в %) и т.д. Предполагая, что эталонная группа может иметь иную структуру от ТЧ, определили реальную встречаемость и сопоставили её с данными всех учащихся. В графе «Все» отражена характеристика всей группы детей и подростков.

Вариант №1 характеризуется низкими относительно сверстников величинами обсуждаемых показателей КИГ, следовательно, содружественной «слабостью - депрессией» вектора СТ и ПСТ тонуса. Вариант №5 отличается содружественностью типичных для сверстников значений АМО и ВР Очевидно, это и есть оптимум вегетативной адаптации, т.е. истинный норматив для подростков. Вариант №9 характеризуется (дружественностью нетипичных, т.е. высоких для сверстников, значений AMo и DX (чрезмерная активация СТ-ПСТ). Остальные представляют промежуточные варианты.

Выявлены существенные расхождения в структуре распределений подгрупп по вектору направленности СТ-ПСТ, т.е. качеству адаптированности. Учащиеся эталонной группы, наоборот, отличаются относительной согласованностью активности СТ-ПСТ с ТЧ. Подростки группы УУ характеризуются самой высокой долей оптимальной адаптации вегетативной регуляции. Близка к эталону и структура распределения вариантов взаимодействия векторов СТ-ПСТ у юных студентов - ВУЗ. Очевидно, стресс, связанный с окончанием школьного обучения, более значим, чем трудности вузовского образования. Больший, чем учащиеся групп ООУ и ЛК, стресс испытывают лицеисты группы ЛИТ. Интересны и требуют самостоятельного обсуждения, выходящего за рамки настоящего сообщения, данные подростков-спотсменов - СП (табл. 3).

Полученные результаты с созданием эталонных (нормативных) показателей КИГ открывают новые перспективы в изучении вегетативной адаптации подростков в зависимости от условий среды обучения и воспитания.

Выводы

1. Показатели кардиоинтервалограммы подростков 15-18 лет не зависят от пола и возраста, большинство из них не характеризуются нормальным распределением, что делает неприемлемым применение параметрических статистических методов в целях научного анализа.

2. На основании внутригрупповой оценки показателей КИГ возможна диагностика вариантов вегетативного гомеостаза и адаптации учащихся по характеру активности и взаимодействия симпатического и парасимпатического отделов автономной нервной системы.

Литература

1. Агаджанян, Н.А. Проблемы адаптации и учение о здоровье / Н.А. Агаджанян, РН. Баевский, А.П. Берсенева. - М.: Изд-во РУДН, 2006.- 284 с.

2. Баевский, РМ. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем / РМ. Баевский, Г.Г. Иванов, Л.В. Чирейкин [и др.] // Вестник Аритмологии. - 2001. - № 24. - С. 65-87.

3. Баранов, А.А. Оценка здоровья детей и подростков при профилактических осмотрах / А.А. Баранов, В.Р Кучма, Л.М. Сухарева. -М.: Издательский Дом «Династия», 2004. -168 с.

4. Безруких, М.М. Возрастная физиология / М.М. Безруких, В.Д. Сонькин, Д.А. Фарбер. - М.: Издательский Центр «Академия», 2007. - 416 с.

5. Галлеев, А.Р Вариабельность сердечного

ритма у здоровых детей в возрасте 6-16 лет / А.Р. Галлеев, Л.Н. Игишева, Э.М Казин // Физиология человека. - 2002. - Т. 28, №4. -С.54-58.

6. Кельмансон, И.А. Принципы доказательной педиатрии / И.А. Кельмансон. - СПб.: ООО «Издательство Фолиант», 2004. - 240 с.

7. Комаров, Г.Д. Полисистемный саногенетиче-ский мониторинг / Г.Д. Комаров, В.Р Кучма, Л.А. Носкин. - М.: Изд-во МИПКРО, 2001. -343 с.

8. Коркушко, О.В. Анализ вегетативной регуляции сердечного ритма на различных этапах индивидуального развития человека / О.В. Коркушко В.Б. Шатило, Т.В. Шатило [и др.] // Физиология человека. - 1991. - Т. 17, №2. - С. 31-39.

9. Кузмичёв, Ю.Г. Вегетативная дисфункция у детей / Ю.Г Кузмичёв, Ю.П. Ипатов. - Н.Новгород, 1998. - 138 с.

10. Кузмичев, Ю.Г. Статистический подход к оценке симпатического-ваготонического баланса у детей и подростков по данным вариационной пульсометрии (КИГ) / Ю.Г. Кузмичев, С.А. Чекалова, Е.С. Богомолова [и др.]

// Актуальные вопросы педиатрии, перинато-логии и репродуктологии: межвузовский сб. научн. работ / под ред. д.м.н., проф. А.В. Пра-хова, С.Б. Артифексова. - Н.Новгород, 2010.

- № 4. - С.115-117.

11. Кучма, В.Р Гигиенические проблемы школьных инноваций / В.Р Кучма, Л.М. Сухарева, М.И. Степанова. - М.: Научный центр здоровья детей РАМН, 2009. - 240 с.

12. Кушнир, С.М. Вегетативная дисфункция и вегетативная дистония / С.М. Кушнир, Л.К. Антонова. - Тверь, 2007. - 215 с.

13. Ритм сердца у спортсменов / Под. ред. РМ. Баевского, РЕ. Мотылянской. - М.: Физкультура и спорт, 1986. - 143 с.

14. Шлык, Н.И. Сердечный ритм и тип регуляции у детей, подростков и спортсменов / Н.И. Шлык.

- Ижевск: Изд-во «Удмуртский университет», 2009. - 255 с.

15. Heart Rate Variability. Standarts of Mesuarements, Physiological Interpretation and Clinical Use / Task Force of the European of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. // Circulation. - 1996. - Vol. 93. - P 1045-1065.

16. www.alxsoft.narod.ru, 2002.

ХАРАКТЕРИСТИКА ВЕГЕТАТИВНОЙ АДАПТАЦИИ

ПОДРОСТКОВ, ПО ДАННЫМ

КАРДИОИНТЕРВАЛОГРАММ

Е.А. КАЛЮЖНЫЙ, Ю.Г. КУЗМИЧЕВ,

И.В.ЛУКЬЯНОВА, М.В. АШИНА

В исследовании предпринята попытка обосновать и разработать эталоны показателей вариационной пульсометрии (КИГ) и на их основе предложить способ оценки вегетативного гомеостаза (адаптации) у подростков 15-18 лет.

Обследована репрезентативная группа подростков, находящихся в разных условиях образовательного процесса. Установлено отсутствие значимой ранговой корреляции показателей КИГ с полом, возрастом и классом обучения, наряду с высокими коэффициентами вариации изучаемых признаков.

Предложено использование центильных (перцен-тильных, процентильных) шкал в изучении индивидуальных вариантов избыточного, недостаточного и нормального взаимодействия симпатического и парасимпатического отделов автономной нервной системы подростков и их совместного влияния на величину ИН с предварительным разделением вариационного ряда показателей КИГ (АМо, Мо и Dx) на три диапазона: типичный и два крайних - нетипичных для данной возрастной группы.

Полученные на основе созданных эталонных показателей КИГ результаты открывают перспективу дальнейших исследований в данном направлении.

Ключевые слова: подростки, кардиоинтервало-графия, индекс напряжения, вегетативный гомеостаз, дистония, дисфункция

CHARACTERISTICS OF ADOLESCENT VEGETATIVE ADAPTATION ACCORDING TO САRDIOINTERVALOGRAPHY RESULTS

KALYUZHNY E.A., KUZMICHEV J.G., LUKYANOVA I.V., ASHINA M.V.

The study was purposed to substantiate and develop benchmark criteria for the assessment of autonomic homeostasis (adaptation) by the variation pulsometry (VP) and cardiointervalography (CIG) among adolescents 15-18 years of age. The study was conducted on a representative group of adolescents under different conditions of the educational process.

The absence of the significant rank correlations of CIG parameters with gender, age and educational classes, along with high coefficients of variation of the studied parameters were established.

The percentile scales were applied to study the individual variations of the excessive, insufficient and normal interaction of sympathetic and parasympathetic parts of autonomic nervous system in teenagers.

Key words: teenagers, cardiointervalography, strain index, vegetative homeostasis, dystonia, dysfunction