Возрастные особенности вариабельности сердечного ритма у школьников в зависимости от учебной нагрузки

УДК 612. 172

ИНДИВИДУАЛЬНО-ТИПОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ВЕГЕТАТИВНОЙ РЕГУЛЯЦИИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА У ШКОЛЬНИКОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УРОВНЯ УЧЕБНОЙ НАГРУЗКИ

INDIVIDUAL TYPOLOGICAL FEATURES OF VEGETAL REGULATION OF HEART RATE OF CHILDREN DEPENDING ON THE LEVEL OF ACADEMIC WORKLOAD

Ю. Д. Карпенко

Y. D. Karpenko

ГОУВПО «Чувашский государственный педагогический университет им. И. Я. Яковлева», г. Чебоксары

Аннотация. На основе изучения индивидуально-типологических особенностей вегетативной регуляции нервной системы у учащихся в зависимости от уровня учебной нагрузки установлено, что в возрасте 7-16 лет имеет место совпадение тенденций изменения доли детей с вагото-нией, нормотонией и симпатотонией в экспериментальной и контрольной группах. Однако выявленные особенности изменения типов вегетативной регуляции в отдельные возрастные периоды позволяют отметить влияние полового фактора на адаптацию детей к разным уровням школьной нагрузки.

Abstract. Based on the study of the individual typological features of the vegetal regulation of the children's nervous system depending on the level of the academic workload it was found out that the children of 7-16 years old have coincidence of tendencies of changing in the share of the children with vagotony, normotony, sympaphotony in experimental and control groups. However, the detected features of the changing of the vegetal regulation types in particular age periods enable us to point out the role of the sex factor in the adaptation of children to different levels of school workload.

Ключевые слова: учебная нагрузка, индекс напряжения, особенности вегетативной регуляции сердечного ритма.

Keywords: аcademic workload, stress index, features of the vegetal regulation of heart rate.

Актуальность исследуемой проблемы. Высокие требования к уровню современного образования реализуются через интенсификацию учебного процесса. В связи с этим актуальным является проведение специальных исследований по изучению влияния особенностей организации учебного процесса на организм человека. Согласно данным научной литературы особенности общего адаптационного процесса к реальным условиям жизни определяются не только внешнесредовыми факторами, но и типами вегетативной регуляции [1], [2], [3], [4]. Однако исследования особенностей адаптации школьников в зависимости от индивидуально-типологических особенностей вегетативной нервной сис-

темы у детей школьного возраста малочисленны. Соответственно, целью настоящей работы явилось изучение индивидуально-типологических особенностей вегетативной регуляции у школьников в зависимости от уровня учебной нагрузки.

Материал и методика исследований. Для реализации задачи по исследованию вариабельности сердечного ритма (ВСР) использовался аппаратно-программный комплекс «Варикард» типа ВК 1.4, рекомендованный к использованию в медицинской практике решением Комитета по новой медицинской технике МЗ РФ. В целях изучения особенностей изменения баланса отделов вегетативной нервной системы детей в возрасте 7-16 лет нами были проанализированы параметры вариабельности сердечного ритма отдельно для лиц с разным типом вегетативной регуляции. Для этого дети в каждой исследуемой группе были разделены на 3 группы: с преобладанием парасимпатической регуляции, симпатической и со смешанной регуляцией. Для выделения типов вегетативной регуляции была использована классификация индекса напряжения (ИН), предложенная А. Д. Ноздрачевым и Ю. В. Щербатых [5]. Согласно этой классификации были выделены ваготоники (В), нормотоники (Н) и симпатотоники (С).

Результаты исследований и их обсуждение. Математические показатели сердечного ритма у обследованных детей контрольной и экспериментальной групп в зависимости от типа вегетативной регуляции представлены в табл. 1 и 2. В результате исследований была обнаружена тенденция, связанная с изменением указанных параметров с возрастом, которая, вероятно, была связана с неравномерностью в созревании регуляторных механизмов. Вместе с изменением параметров сердечного ритма нами выявлены особенности возрастной динамики ИН у школьников в зависимости от типа вегетативной регуляции. При этом обнаруживается общая закономерность: кривые возрастного изменения ИН в зависимости от принадлежности к конкретному типу вегетативной регуляции в обеих группах различаются несущественно. Так, у нормотоников и ваготоников в течение всего наблюдаемого периода показатели ИН остаются в одном узком диапазоне: у нормо-тоников - на уровне от 94,82±1,83 до 106,9±6,71 усл. ед; у ваготоников - от 37,55±4,16 до 55,71±4,88 усл. ед. У симпатотоников обеих групп возрастные колебания ИН значительны: в 7-10 лет он находился в пределах от 288,63±40,96 до 319,4±5±16,61 усл. ед., с 11 по 16 лет - на более низких уровнях - от 191,6±16,73 до 223,5±16,61 усл. ед. Из возрастного сравнения ИН в зависимости от типа вегетативной регуляции следует, что установившийся индекс напряжения с возрастом существенно меняется только у детей, которые были отнесены к симпатотоникам.

Таблица 1

Статистические характеристики ИН у детей с различными типами вегетативной регуляции (контрольная группа), М±m

Тип ВНС Возраст, годы

7-8 9-10 11-12 13-14 15-16

В 48,79±5,46* 55,71±4,88* 46,67±6,21 * 38,51±5,2* 51,82±3,6*

Н 110,11±3,6** 98,55±7,8** 102,5±7,67** 104,4±4,3** 94,82±1,83**

С 288,63±40,96# 310,7±51,24# 191,6±16,73# 211,8±15,45# 194,82±1,83**

Примечание:

В - ваготоники, Н - нормотоники, С - симпатотоники; * - достоверность различий (Р<0,05) между ва-готониками и нормотониками; ** -между нормотониками и симпатотониками, # - между ваготониками и симпатотониками.

Таблица 2

Статистические характеристики ИН у детей с различными типами вегетативной регуляции (экспериментальная группа), М±m

Тип ВНС 7-8 9-10 11-12 13-14 15-16

В 38,89±4,96* 37,55±4,16* 43,44±5,18* 50,24±3,62* 43,59±4,87*

Н 96,36±3,64** 103,5±8,53** 106,9±6,71** 97,24±1,16** 98,66±13,4**

С 284,9±93,56# 319,4±37,27# 223,5±16,61# 214,6±18,59# 222,1±54,53#

Удельный вес обследованных школьников по типам вегетативной регуляции приведен в табл. 3. Наши данные подтвердили наличие нестабильности вегетативной регуляции в детском и подростковом периодах. В целом это согласуется с результатами других исследователей, посвященных вопросам состояния систем вегетативного обеспечения у детей и подростков [3], [6], [7]. При этом следует обратить внимание на то, что доля детей с нормотоническим типом регуляции в экспериментальной группе значительно меньше, чем доля детей из этой же группы с симпатотоническим и ваготоническим типом регуляции. На долю ваготоников в 7-8 лет приходилось 17,84 %, нормотоников - 24,9 % и симпатикотоников - 57 %, в 9-10 лет, соответственно, - 38,5, 27,5 и 22,72 %, в 11-12 лет - 30,7, 22,2 и 37,0 %, в 13-14 лет - 36,8, 26,0 и 36,8 %, в 15-16 лет - 45,83, 20,83 и 33,33 %. Приведенные нами данные позволяют отметить, что в экспериментальной группе доля нормотоников с возрастом существенно не изменяется и остается примерно на одном уровне, доля ваготоников имеет тенденцию к увеличению (от 17,84 % в 7-8 лет до 45,83 % в 15-16 лет), доля симпатотоников уменьшается (от 57,0 % в 7-8 лет до 33,33 % в 15-16 лет). В контрольной группе возрастные изменения доли детей с разными типами вегетативной регуляции имеют некоторые отличия в 9-10 лет и 15-16 лет.

Таблица 3

Удельный вес обследованных школьников по типам вегетативной регуляции, %

Возраст, годы Группа Число детей Ваготоники Нормотники Симпатотоники

М Д М Д М Д

7-8 К 25 20,0 16,0 12,0 4,0 28,0 20,0

Э 28 7,14 10,7 14,2 10,7 17,8 39,2

9-10 К 44 16,0 28,0 36,0 8,0 12,0 -

Э 25 20,4 18,1 13,6 25,0 6,82 15,9

11-12 К 27 17,2 14,2 10,3 17,2 13,7 24,1

Э 29 29,6 11,1 11,1 11,1 18,5 18,5

13-14 К 46 23,5 11,7 11,7 17,6 14,7 20,5

Э 34 19,5 17,3 15,2 10,8 26,0 10,8

15-16 К 24 28,5 21,4 - 10,7 17,8 21,4

Э 28 37,5 8,33 12,5 8,33 8,33 25,0

Примечание:

К - контрольная группа, Э - экспериментальная группа, М - мальчики, Д - девочки, О - мальчи-ки+девочки.

Вместе с тем следует отметить, что наибольшее количество детей с нормотонией наблюдалось в 9-10 лет в обеих обследованных группах (44,0 % - в контрольной группе, 38,64 % - в экспериментальной), в 11-12 лет и 13-14 лет в контрольной группе (соответственно 27,59 и 29,41 %). Вероятно, это свидетельствует о том, что в эти годы жизни функционирование организма протекало с наименьшим напряжением. В контрольной группе среди девочек выявлено большое количество лиц с ваготонией и нормотонией (Р<0,05). Следует отметить, что в 15-16-летнем возрасте прослеживалось снижение ИН среди лиц с симпатотонией и увеличение ИН среди лиц с ваготонией, что подтверждается исследованиями других авторов [1], [2], [3]. Это можно объяснить тем, что в этот исследуемый период, вероятно, наблюдается наибольшее количество детей с повышенным напряжением систем регуляции, обеспечивающих функциональные перестройки в организме.

Следует отметить, что уменьшение числа детей в контрольной группе с нормотонией в 7-8 и 15-16 лет было связано со значительным увеличением удельного веса детей с ваготонией (соответственно 36,0 и 50,0 %) и симпатотонией (соответственно 48,0 и 39,29 %). Это может быть связано с тем, что у данных групп детей происходит наиболее интенсивный рост ударного и минутного объемов кровообращения [4], что и привело к снижению частоты сердечных сокращений и развитию ваготонии.

Из данных табл. 3 следует, что у детей в возрасте 7-8 лет мы наблюдали присутствие большой группы детей с симпатотонией в контрольной группе (48,0 %) и экспериментальной группе (57,0 %), что также согласуется с данными Э. Гринене с соавторами [3]. Выявленную физиологическую особенность у детей 7-8 лет независимо от уровня учебной нагрузки мы связываем с наличием напряжения в этом возрасте, причиной которого является переход ребенка на новую ступень социализации, связанную с началом систематического обучения в школе и сопровождающуюся большим напряжением систем регуляции организма.

Сравнительный анализ возрастной динамики распределения исследуемых групп детей по половой принадлежности позволил установить, что у девочек 9-10 лет и мальчиков 15-16 лет, обучающихся по стандартной учебной программе, выявлены только два типа вегетативной регуляции сердечного ритма. Таким образом, в этих возрастных периодах не удалось выделить детей с симпатотонией в первой и с нормотонией во второй группах. Описанные тенденции в численности групп с разным вегетативным тонусом совпадают с данными, полученными другими исследователями [1], [2], [3], и могут быть обусловлены отставанием от физиологических потребностей в созревании регуляторных механизмов в 9-10 лет и 15-16 лет у детей, обучающихся по стандартной учебной программе.

Анализ динамики распределения детей по типам вегетативной регуляции показал, что с возрастом (к 15-16 годам) повышается количество детей с ваготоническим типом регуляции сердечного ритма и уменьшается количество детей с нормотонией в обеих группах, что согласуется с литературными данными [2], [3].

Резюме. Проведенный анализ индивидуально-типологических особенностей вегетативной регуляции у детей, обучающихся по стандартной и экспериментальной программам, выявил наличие большой группы детей с симпатотонией и ваготонией в контрольной и экспериментальной группах. Наименьший процент детей с нормотонией, обусловленный отклонением вегетативной регуляции сердечного ритма в сторону усиления симпатического и парасимпатического влияния, выявляет у детей переход в область проблемных состояний вегетативной нервной системы и всего организма. Этот факт необходимо учитывать при решении широкого круга научных и практических вопросов при организации учебного процесса у современных школьников.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бородкина, Г. В. Динамика статистических характеристик сердечного ритма подростков как один из критериев оценки начала дифференцированного обучения / Г. В. Бородкина // Новые исследования в психологии и возрастной физиологии. - М. : Педагогика, 1990. - № 1. - С. 139-142.

2. Галлеев, А. Р. Использование показателей сердечного ритма для анализа функционального состояния школьников с учетом возрастных особенностей и уровня двигательной активности : автореф. дис. ... канд. биол. наук : 03.00.13 / А. Р. Галлеев. - Новосибирск, 1999. - 24 с.

3. Гринене, Э. Особенности сердечного ритма у школьников / Э. Гринене, В. Вайткявичюс // Физио-

логия человека. - 1990. - Т. 16. - № 1. - С. 88-93.

4. Казин, Э. М. Комплексное лонгитудинальное исследование особенностей физического и психофи-

зиологического развития учащихся на этапах детского, подросткового и юношеского периодов онтогенеза / Э. М. Казин, Н. Г. Блинова, Т. В. Душенина, А. Р. Галеев // Физиология человека. - 2003. - Т. 29. - № 1. -С. 70-76.

5. Ноздрачев, А. Д. Современные способы оценки функционального состояния автономной (вегетативной) нервной системы / А. Д. Ноздрачев, Ю. В. Щербатых // Физиология человека. - 2001. - Т. 27. -№ 6. - С. 95.

6. Ситдиков, Ф. Г. Изменение показателей сердечно-сосудистой и симпато-адреналовой системы у детей младшего школьного возраста в течение учебного года / Ф. Г. Ситдиков, С. И. Русинова // Физиология человека. - 1992. - Т. 18. - № 3. - С. 88-95.

7. Слободская, Е. Р. Вегетативная регуляция сердечного ритма и темперамент детей раннего возраста / Е. Р. Слободская, Ю. А. Татауров // Физиология человека. - 2001. - Т. 27. - № 2. - С. 86.