Состояние вегетативной нервной системы подростков в зависимости от физической активности

СОСТОЯНИЕ ВЕГЕТАТИВНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ ПОДРОСТКОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ФИЗИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ

Мыльникова И.В.

Ангарский филиал УРАМН Восточно-Сибирского научного центра экологии человека СО РАМН - НИИ медицины труда и экологии человека, г. Ангарск

Проведена оценка вариабельности сердечного ритма у 174 школьников в возрасте 15-17 лет в зависимости от физической активности. Установлено, что у практически здоровых подростков, посещающих спортивные секции, при выполнении ортопробы тонус парасимпатической системы значительно снижен. Выявлено, что спектрограммы 39,5% юношей и 38,5% девушек, занимающихся спортом, содержат признаки срыва адаптационно-компенсаторных механизмов сердечной регуляции и наличия синдрома вегетососудистой дистонии.

Ключевые слова: вариабельность ритма сердца, подростки, вегетативная нервная система, физическая активность.

Проблема здоровья подростков требует постоянного изучения ее новых аспектов. Особенно важно исследование здоровья здоровых подростков, позволяющее определить состояние предболезни, обосновать превентивные и профилактические мероприятия [1]. Подростковый период является одним их критических периодов онтогенеза, характеризующихся напряжением нейрогуморальных и гормональных механизмов регуляции. Занятия спортом являются одной из характеристик здорового образа жизни и, как правило, составляют основу комплекса профилактических мероприятий, направленных на сохранение и укрепление здоровья. Учитывая происходящие нейро-эндокринные изменения в подростковом возрасте, важно иметь полную информацию о влиянии спортивных занятий на состояние здоровья лиц данной возрастной группы. Так как состояние вегетативной системы определяет деятельность большинства органов и систем, то для решения обозначенной задачи может быть использована неинвазивная технология изучения регуляторных механизмов с помощью математического анализа вариабельности ритма сердца (ВРС) [2].

Цель исследования: изучение показателей вариабельности ритма сердца у подростков в зависимости от физической активности.

Материалы и методы исследования

Обследовано 174 учащихся средних школ г.Ангарска в возрасте 15-17 лет. Лица с хронической патологией исключены из исследования. Подростки распределены на группы с учётом пола и занятий в спортивных секциях. Распределение по данным параметрам представлено в таблице 1.

Таблица 1. Распределение детей по полу и возрасту

Возраст Количество Всего

юноши девушки

Подростки, занимающиеся в спортивных секциях (1 группа) 43 13 56

Подростки не занимающие-ся в спортивных секциях (2 группа) 44 74 118

Всего 87 87 174

Исследование проводили в утренние часы, натощак. Регистрацию кардиоритмов осуществляли с помощью аппаратно-программного комплекса «ВНСмикро-3» (ООО «Нейрософт», г.Иваново). У всех обследованных регистрировали показатели ВРС в состоянии покоя (лёжа) и при активной ортостатической пробе (АОП). В соответствии с рекомендациями Комитета экспертов Европейского общества кардиологов и Североамериканского общества кардиостимуляции и электрофизиологии [3] оценивали следующие временные показатели ВРС: SDNN (мс) - стандартное отклонение величин нормальных интервалов; RMSSD (мс) -квадратный корень из суммы разностей последовательного ряда интервалов.

При проведении спектрального анализа оценивали характеристики спектрограммы: ТР (мс2) - общая мощность спектра, отражающая суммарную активность вегетативного воздействия на сердечный ритм, HF (мс2) -мощность спектра в диапазоне высоких частот, как показатель вагусного контроля сердечного ритма, LF (мс2) -низкочастотные колебания, на мощность которых оказывает влияние симпатическая нервная система, VLF (мс2) - очень низкие частоты, которые характеризуют влияние высших вегетативных центров на сердечно-сосудистый подкорковый центр и могут использоваться в качестве надежного маркера степени активации церебральных эрготропных систем [2, 4].

Исходный вегетативный тонус определялся по величине индекса напряжения: ваготония - ИН меньше 30 у.е.; эйтония - ИН от 30 до 90 у.е.; симпатикотония - ИН от 90 до 300 у.е.; гиперсимпатикотония - более 300 у.е. Оценку вегетативной реактивности проводили по методике М.Б.Куберга и соавт. [5]. Вегетативную реактивность рассчитывали как соотношение индекса напряжения после нагрузки (ИН2) и индекса напряжения покоя (ИН1). Статистическую обработку полученных результатов проводили с использованием пакета программ «Microsoft Office Excel 2003». В связи с тем, что подавляющее большинство параметров сердечного ритма не имеют нормального распределения, в представленной работе они описаны медианой и 25-75 перцентилями. Достоверность оценивалась по критерию Ван дер Вардена и х2. За достоверные отличия принимались отличия

при р<0,05 и р<0,01.

Результаты исследования и обсуждение

В результате исследования исходного вегетативного тонуса выявлено, что у подростков 1 и 2 группы преобладает сбалансированный тип вегетативной регуляции (эйтония) - у 67,4% юношей и 69,2% девушек 1 группы; во 2 группе у 65,9% юношей и 68,9% девушек; реже встречается ваготония - 27,9% и 30,8% в 1 группе и 22,7% и 20,3% во 2 группе; симпатикотония - у 4,7% юношей 1 группы и 11,4% и 9,4% во 2 группе. Наблюдались единичные случаи гиперсимпатикотонии у девушек 2 группы - 1,4%.

Сравнительная оценка характеристик временного анализа в состоянии покоя показала, что у лиц 1 группы значения параметров SDNN и RMSSD больше, чем у лиц 2 группы в среднем в 1,4 раза (табл. 2). Увеличение показателя SDNN свидетельствует о смещении гомеостаза в сторону преобладания парасимпатических влияний. Увеличение параметра RMSSD является признаком возрастания высокочастотных колебаний в структуре ВРС, которые продуцируются парасимпатической нервной системой. Таким образом, у подростков, занимающихся в спортивных секциях, установлено выраженное преобладание парасимпатической системы в регуляции сердечного ритма. Полученные данные подтверждаются литературными источниками [6]. Действительно у лиц, активно и регулярно занимающихся спортом, наблюдается повышение тонуса парасимпатической системы, проявляющееся ростом высокочастотных, связанных с дыханием, колебаний сердечного ритма. Данный факт рассматривается как информативный критерий тренировочного процесса [7].

Группы пол SDNN, мс медиана 25-75 перцентили RMSSD, мс медиана 25-75 перцентили

в состоянии покоя

1 группа ю 63,0 48,5-88,5** 66,0 41,0-95,5*

д 70,0 45,0-97,0 73,0 44,0-97,0

2 группа ю 54,0 40,0-72,3** 46,5 35,5-76,0*

д 50,5 38,5-75,5 49,0 35,0-78,5

ортостатическая проба

1 группа ю 34,0 29,5-44,0 12,0 10,0-18,0

д 34,0 31,0-42,0 14,0 12,0-18,0

2 группа ю 38,0 27,8-47,5 13,0 9,0-18,0

д 36,0 28,5-53,0 15,0 10,0-26,5

Примечание: различия между показателями 1 и 2 группы достоверны при * р<0,05, ** р<0,01. Однако, в дальнейшем после выполнения активной ортостатической пробы произошло резкое снижение показателей SDNN и RMSSD у подростков 1 и 2 групп. При этом медианы оцениваемых показателей у подростков обеих групп занимали один диапазон значений: SDNN (34,0-38,0), RMSSD (12,0-15,0). Подобные изменения показателей отражают снижение тонуса парасимпатической системы. На основании полученных данных можно предположить, что физическая нагрузка у подростков 1 группы в сочетании с перестройкой нейро-эндокринной системы в подростковом возрасте вызвала перенапряжение в работе регуляторных систем. Медианы суммарной мощности спектра у лиц 1 группы в состоянии покоя превышают показатели во 2 группе: у юношей - в 1,4 раза, у девушек - в 2,1 раза (табл. 3). При исследовании спектра сердечного ритма выявлено равное соотношение быстрых, медленных и очень медленных волн у подростков обеих групп. Представляют интерес изменения структуры спектра после выполнения АОП. Медианы ТР уменьшились среди юношей и девушек по отношению к исходному уровню в 3,8-4,7 раза в 1 группе и в 1,9-2,3 раза во 2 группе и заняли один диапазон значений от 985,0 до 1204,5 мс2. Установлено возрастание вклада в общий спектр очень медленных волн - в среднем до 55,5%. Доля медленных волн увеличилась и составила в среднем 39,2%. Отмечено снижение доли быстрых волн до 5,3%. Необходимо отметить, что при проведении АОП выявлено резкое снижение показателей спектрального анализа, в частности показателя ОТ в среднем в 27 раз. Тогда как в других возрастных группах населения подобного различия в показателях не наблюдается [8, 9].

В целом выявленные колебания показателей ВРС у подростков, занимающихся спортом, отражают функциональные изменения регуляции сердечного ритма в результате проведения АОП.

Однако, обращает на себя внимание отсутствие различий между характеристиками спектрального анализа в 1 и 2 группах. Установленный факт подтверждает выдвинутую гипотезу о несостоятельности адаптационно-резервных механизмов у подростков 1 группы.

Для уточнения состояния ВНС проведена оценка вегетативной реактивности (ВР). Установлено, что у 60,5±9,6% юношей и 61,5±17,2% девушек 1 группы защитно-приспособительные механизмы находятся в состоянии компенсации. Гиперсимпатикотоническая реактивность выявлена у 39,5±11,8% юношей и 30,8±23,1% девушек. Асимпатикотонический вариант реактивности определен у 7,7±26,6% девушек.

Таблица 3. Сравнение показателей общей мощности спектра и его составляющих у подростков 15-17 лет

Обследо ТР, 25-75 25-75 LF, 25-75 ОТ, 25-75

ванные пол мс2 перцен мс2 перцен мс2 перцен мс2 перцен

группы медиана тили меди тили медиан тили медиан тили

ана а а

в состоянии покоя

** * ** *

ю 3780,0 2223,5- 1131, 653,0- 1246,0 594,5- 1403,0 629,5-

1 группа 7296,5 0 1727,5 2226,5 2924,0

*

д 4849,0 1976,0- 801,0 664,0- 1378,0 617,0- 1668,0 62,5-

8737,0 1473,0 2329,0 1516,0

** * ** *

ю 2797,0 1440,3- 770,0 467,3- 850,0 392,0- 802,5 534,8-

2 группа 4693,3 1146,0 1330,0 1717,5

*

д 2324,0 1412,5- 744,5 396,0- 726,5 514,5- 838,5 461,5-

5408,0 1069,0 1116,5 2036,0

ортостатическая проба

ю 985,0 778,0- 609,0 450,5- 383,0 212,0- 37,3 20,4-

1 группа 1749,5 904,0 657,0 79,4

д 1021,0 763,0- 417,0 349,0- 429,0 314,0- 62,1 49,9-

1532,0 679,0 755,0 88,7

ю 1204,5 694,8- 745,5 406,5- 386,0 212,5- 44,1 14,2-

2 группа 2010,3 1075,0 622,0 88,9

д 1166,5 647,0- 676,0 376,0- 407,0 206,0- 58,7 23,1-

2412,0 1094,5 845,5 175,5

Примечание: различия между показателями 1 и 2 группы достоверны при * р<0,05, ** р<0,01.

У подростков 2 группы также преобладала нормальная вегетативная реактивность: у 54,5±10,1% юношей и 72,9±6,1% девушек. Гиперсимпатикотонический вариант ВР отмечен у 34,1±12,2% юношей и 14,9±10,7% девушек. Доля подростков с асимпатикотонической ВР составила среди юношей - 11,4±14,2%, среди девушек -12,2±10,9%. Различия в структуре вегетативной реактивности 1 и 2 групп подтверждаются критерием х2: между нормальным и гиперсимпатическотоническим вариантом 99% (х2= 141,09); между нормальным и асимпатикотоническим вариантом 95% (х2=3,84).

Таким образом, у третьей части подростков, занимающихся спортом, выявлены признаки срыва адаптационно-компенсаторных механизмов сердечной регуляции и нарушений вегетативного гомеостаза со сдвигом в сторону гиперсимпатикотонии. Среди подростков, не занимающихся в спортивных секциях, велика доля лиц с признаками вегетативной дисфункции. Спектр вегетативных нарушений в данной группе подростков намного шире - это и гиперсимпатикотонический и асимпатикотонический варианты ВР.

Как показывают представленные материалы, регулярные занятия спортом предусматривают фазы напряжения регуляторных механизмов. «Цена адаптации» к нагрузкам в этом случае ещё достаточно велика. Это подтверждается значительной долей спектрограмм с признаками вегетативной дисфункции у подростков, занимающихся в спортивных секциях.

В заключение необходимо отметить, что в целях сохранения и укрепления здоровья подрастающей молодёжи одной организации спортивных секций недостаточно. Важно осуществлять постоянный медицинский контроль за состоянием здоровья подростков на всех стадиях тренировочного процесса и при необходимости корректировать нагрузки или прекращать занятия.

ЛИТЕРАТУРА

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

2. Михайлов В.М. Вариабельность ритма сердца: опыт практического применения// Иваново: Гос.мед.академия, 2002.- 290 с.

3. Heart rate variability, standards of measurement, physiological interpretation and clinical use. Task force of the European Society of Cardiology and the North American Society of pacing and electrophysiology // Eur. Heart J. -1996. - Vol. 17. - Р. 354-381

4. Вегетативные расстройства: Клиника, лечение, диагностика./ Под ред. А.М.Вейна.- М.: Медицинское информационное агентство, 2000, 752 с.

5. Кардиоинтервалография в оценке реактивности и тяжести состояния больных детей// Методические рекомендации, М., 1985, 13с.

6. Е.Ю.Берсенев Спортивная специализация и особенности вегетативной регуляции сердечного ритма//Тез.докладов IV Всероссийского симпозиума с междуч. «Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение», 19-21 ноября 2008), Ижевск, 2008.- С.42-45.

7. Е. Ю. Берсенев Вегетативная регуляция сердечного ритма на разных этапах спортивной

подготовки//Тез.докладов IV Всероссийского симпозиума с междуч. «Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение», 19-21 ноября 2008), Ижевск, 2008.- С.45-47.

8. А.Р.Галеев, Л.Н.Игишева Влияние оздоровительного бега на состояние здоровья школьников // Мат. XVII съезда физиологов России: тез. науч. сообщ. Ростов-на-Дону, 1998.- С.345-346.

9. 9 Н.Ю. Захарова, В.П.Михайлов Физиологические особенности вариабельности ритма сердца в разных возрастных группах // ВА-Ш1 от 15/04/2003.- С. 37-40.

10. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2011. Т. 13.

11. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2010. Т. 12.

12. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2009. Т.11.

13. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2008. Т. 10.

14. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2007. Т.9.

15. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2006. Т.8.

16. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2005. Т.7.

17. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2004. Т.6.

18. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2003. Т.5.

19. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2002г. . Т.4.

20. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2001г. . Т.3.

21. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2000г. . Т.2.

22. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2011. Т.13.

23. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2010. Т.12.

24. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2009. Т.11.

25. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2008. Т.10.

26. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2007. Т.9.

27. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2006. Т.8.

28. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2005. Т.7.

29. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2004. Т.6.

30. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2003. Т.5.

31. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2002. Т.4.

32. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2001. Т.3.

33. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2001. Т.2.

STATE OF VEGETATIVE NERVOUS SYSTEM IN TEENAGERS IN DEPENDENCE ON PHYSICAL ACTIVITY

Mylnikova I.V.

Institute of Occupational Health & Human Ecology, East-Siberian Scientific Centre of Human Ecology, Siberian Branch of the Russian Academy of Medical Sciences. Angarsk. 665827, Angarsk, p/o 1170, Irkutsk Region. Russia

The assessment of the heart rhythm variability has been performed in 174 schoolchildren aged 15-17 years in dependence on physical activity. The tone of the parasympatic system was significantly found to be reduced in the practically healthy teenagers attending the sport sections, in performing orthotests. The spectrograms of 39,5% youths and 38,5% girls going in for sport were revealed to have the signs of the failure of the adaptive-compensatory mechanism of the heart regulation and the presence of the vegeto-vascular dystonia syndrome.

Key words: heart rhythm variability, teenagers, vegetative nervous system, physical activity.