Эффекты аудиостимуляции в виде звуков природы на регуляцию сердечного ритма

УДК 615.8

ЭФФЕКТЫ АУДИОСТИМУЛЯЦИИ В ВИДЕ ЗВУКОВ ПРИРОДЫ НА РЕГУЛЯЦИЮ СЕРДЕЧНОГО РИТМА

© И.В. Козачук, И.А. Кириллова, Т.Н. Ведерникова, С.Н. Симонов

Ключевые слова: регуляция сердечного ритма; звуки природы.

Показано снижение напряженности в аппарате регуляции сердечного ритма под влиянием звуков природы.

В современных условиях жизни, отягощенных экологическими и социальными потрясениями, воздействием стрессорных факторов, приводящим к нарушению деятельности систем организма, снижению адаптивных механизмов, все более актуальным становится привлечение новых методов повышения функциональных возможностей организма человека [1-3]. Одним из актуальных является эколого-физиологический метод воздействия природными звуками. О лечебных свойствах естественных звуков природы известно давно, однако количественная и качественная оценка факторов их оптимизирующего воздействия до сих пор не имели строго научной оценки. Вопрос о влиянии естественных звуков природы на регуляцию сердечной деятельности также остается до сих пор практически неизученным.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

В исследовании участвовало 15 практически здоровых девушек в возрасте 20 ± 2 лет. Регистрация параметров вариабельности сердечного ритма (ВСР) осуществлялась с применением реографа-полианализатора шестиканального РГПА-6/12 «Реан-Поли» (производство ООО НПКФ «Медиком МТД», г. Таганрог). Исследование проводили в 2 этапа: в исходном состоянии и через 20 мин. после прослушивания фонограмм звуковых картин природы («Журчание ручья», «Морские просторы»). С целью исключения синдрома предменструального напряжения регистрацию сердечного ритма (СР) осуществляли в первую фазу овариальноменструального цикла. Из показателей, характеризующих ВСР, анализировали показатели вариационной пульсометрии [4]: индекс напряжения регуляторных систем (ИН, у. е.), характеризующий активность механизмов симпатической регуляции, состояние центрального контура регуляции; вариационный размах (ВР, с), отражающий степень вариабельности кардиоинтервалов; моду (Мо, мс), характеризующую активность гуморального канала регуляции СР; амплитуду моды (АМо, %), отражающую меру мобилизирующего влияния симпатического отдела; индекс вегетативного равновесия (ИВР, %/с), отражающий соотношение между активностью симпатического и парасимпатического звеньев вегетативной регуляции сердечного рит-

ма; вегетативный показатель ритма (ВПР, %/c), позволяющий судить о парасимпатических сдвигах вегетативного баланса. Среди показателей спектрального (частотного) анализа оценивалась мощность в диапазоне HF, отражающая интенсивность парасимпатических влияний низкочастотной части спектра LF (0,040,15 Гц), указывающая на выраженность симпатических влияний, и очень медленных волн - VLF, природа которых связана с церебральной эрготропной активацией [5]. Рассчитывалась нормализованная мощность волновых колебаний LF и HF (ЬЕнорм, %, БЕнорм, %) [6]. Анализировался параметр LF/HF (у. е.), количественно отражающий соотношение симпатических и парасимпатических воздействий на активность синусового узла. Среди временных показателей вариабельности ритма сердца оценивались параметры SDNN (мс), отражающий общую ВСР, и RMSSD (мс) - маркер активности парасимпатического звена вегетативной регуляции. Анализировалась частота сердечных сокращений (ЧСС, уд./мин.), отражающая конечный результат регуляторных влияний на сердце.

Обработка результатов проводилась с использованием пакета статических программ Statistica 6.0 (StatSoft, USA).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБСУЖДЕНИЕ

Оценка симпатико-парасимпатических взаимоотношений у испытуемых перед акустическим сенсорным воздействием показала однородность исходного баланса вегетативных влияний на СР. Активность вегетативной нервной системы, согласно анализу спектральных характеристик и параметров вариационной пульсомет-рии, характеризовалась преобладанием тонуса парасимпатического звена. В среднем по группе величина индекса симпатико-парасимпатического баланса ЬЕ/НЕ составила 1,03 [6], ИН - 32,21 у. е. [7].

Анализ динамики параметров ВСР после краткосрочной аудиостимуляции природными звуками позволил выявить ряд изменений в механизмах регуляции СР (табл. 1).

После сеанса воздействия звуков природы происходило достоверное уменьшение ИН (р < 0,05). В среднем

Таблица 1

Динамика показателей ВСР при воздействии звуков живой природы

Параметры До воздействия После воздействия Р

ЧСС (уд./мин.) 67,27 ± 6,65 66,6 ± 7,05 0,2964

Мо (с) 901,67 ± 103,27 901,67 ± 92,32 1,0001

АМо (%) 35,87 ± 12,51 37,65 ± 9,49 0,4443

ВР (с) 0,99 ± 1,03 2,89 ± 2,72 0,0137*

ИН (у. е.) 32,21 ± 21,98 20,26 ± 20,27 0,0086*

ИВР (% / с) 55,66 ± 32,07 34,71 ± 33,11 0,0086*

ВПР (% / с) 1,75 ± 0,89 1,001 ± 0,94 0,0109*

ББЫЫ (мс) 83,91 ± 52,26 177,72 ± 133,56 0,0121*

ИМВББ (мс) 74,92 ± 44,47 127,41 ± 92,12 0,0231*

БЕ (%) 38,65 ± 14,68 49,51 ± 11,39 0,0369*

ЬЕ (%) 33,45 ± 10,35 27,33 ± 10,28 0,0628

УЬЕ (%) 27,94 ± 12,03 23,18 ± 11,07 0,3251

ЬЕ/БЕ 1,027 ± 0,55 0,59 ± 0,32 0,0073*

НЕнорм(%) 52,79 ± 14,4 64,55 ± 11,82 0,0121*

ЬЕнорм (%) 47,48 ± 14,71 35,44 ± 11,82 0,0131*

Примечание: * - достоверность изменений при р < 0,05.

по группе отмечалось его уменьшение на 37 % относительно исходного уровня. Указанные изменения характеризуют снижение активности механизмов симпатической регуляции, ослабление центральных влияний на автономный контур регуляции. Об изменении соотношения симпатической и парасимпатической активности СР свидетельствует достоверная динамика снижения параметра ИВР (р < 0,05). Более чем на 42 % (р < 0,05) отмечалось снижение параметра ВПР, что позволяет судить об усилении автономного контура регуляции сердечного ритма. Об усилении вагусных влияний на СР также свидетельствует статистически значимое увеличение показателя ВР (р < 0,05).

Анализ изменений спектрального профиля СР под влиянием аудиостимуляции выявил изменение волновой структуры в направлении увеличения мощности высокочастотных колебаний (НЕ (%), БЕнорм, р < 0,05). Одновременно наблюдалось достоверное снижение интенсивности вазомоторных колебаний, тестируемых по показателю ЬЕнорм (р < 0,05). Таким образом, обнаруживается реципрокный характер изменений мощностей волновых колебаний, характеризующийся усилением парасимпатических и ослаблением симпатических модулирующих влияний на СР. Перераспределение спектральных мощностей привело к смещению вегетативного баланса в сторону преобладания вагусных влияний на сердечный ритм, о чем свидетельствует достоверная динамика снижения соотношения параметров ЬЕ/БЕ в среднем по группе на 42,5 %. Так же происходило некоторое снижение колебательной мощности УЬЕ компонента спектра, что свидетельствует об уменьшении активности надсегментарных эрготропных структур, участвующих в регуляции сердечного ритма.

Динамика временных спектральных характеристик СР демонстрирует значительное увеличение ВСР: увеличение вклада дыхательного компонента, тестируемого по показателю ИМЕББ (р < 0,05), повышение вариабельности кардиоритма (БОМЫ",р < 0,05).

Таким образом, можно заключить, что краткосрочная активация слуховой сенсорной системы с помощью

звуков природы вызывает направленные изменения в аппарате регуляции ритма сердца. При исходном превалировании активности механизмов парасимпатической регуляции происходит снижение централизации его регуляции и смещение симпатико-парасимпа-тического баланса в направлении все большего усиления активности парасимпатических модулирующих влияний на СР.

Конкретные нейрофизиологические механизмы воздействия звуков природы, лежащие в основе изменения функционального состояния аппарата регуляции сердечной деятельности, в настоящее время практически неизвестны в связи со сложным многокомпонентным механизмом их акустической рецепции. В процессе взаимодействия сенсорных стимулов колебательноволновой природы с эндогенными ритмами организма при определенных соотношениях фазово-частотных характеристик возможно проявление биорезонансных взаимодействий, способных повышать устойчивость регуляторных механизмов физиологических функций [8]. Естественные звуки природы - шум листвы, морского прибоя, журчание ручья - относят к т. н. «белым» шумам, которые наиболее естественно воспринимаются человеческим ухом. Несмотря на отсутствие точной и фиксированной частоты колебаний, звуки природы могут воздействовать на организм через вызываемые ими вибрации. Определенное значение при действии природных звуков на организм человека имеет эмоциональный компонент звукового восприятия. В работах по изучению эффектов музыки показано, что динамика эмоций при прослушивании всегда сопровождается определенными гормональными и биохимическими изменениями, опосредованно оказывающими влияние на интенсивность обменных процессов [9], дыхательную и сердечно-сосудистую системы [10], тонус ЦНС, кровообращение [11]. Полагаем, что сходные изменения могут иметь место при прослушивании звуков природы.

Таким образом, полученные результаты демонстрируют способность естественных природных звуков

изменять характер модулирующих влияний на сердечный ритм, переводя систему на менее энергозатратный уровень регуляции. Полученные данные могут служить основанием для использования описанной технологии с целью повышения функциональных резервов аппарата регуляции сердца.

ЛИТЕРАТУРА

1. Исаева И.В., Говша Ю.А. Пролонгированное влияние обонятельного сенсорного притока на функциональное состояние аппарата регуляции ритма сердца // Вестник Тамбовского университета. Серия Естественные и технические науки. Тамбов, 2001. Т. 6. Вып. 1. С. 71-75.

2. Хватова М.В., Исаева И.В., Бирюкова Е.В. Расширение резервных способностей сердца и мозга у женщин с различной стрессорной устойчивостью с помощью пролонгированных сенсорных притоков // Валеология. 2002. № 4. С. 48.

3. Iwanaga M., Moroki Y. Subjective and physiological responses stimuli controlled over activity and preference // J. Music Ther. 1999. V. 36. № 1. P. 26-38.

4. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем: методические рекомендации / Баевский Р.М. [и др.]. М., 2002. 53 с.

5. Хаспекова Н.Б. Регуляция вариативности ритма сердца у здоровых и больных с психогенной и органической патологией мозга: авто-реф. дис. ... д-ра мед. наук. М., 1996.

6. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. Heart Rate Variability. Standarts of Measurements, Physiological Interpretation and Clinical Use // Circulation. 1996. V. 93. P. 1043-1065.

7. Баевский Р.М., Барсукова Ж.Ю. Оценка функционального состояния организма на основе математического анализа сердечного

ритма: методические рекомендации. Владивосток: ДЦО АН СССР, 1989. 40 с.

8. Narici L., Pizzella V., Romani G.L. Evoked alpha- and mu-rhythm in humans: a neuromagnetic study // Brain Research. 1990. V. 520. № 1-2. P. 222-231.

9. Szmerda L., Bacharach D.V. Effect of music on perceived exertion, plasma lactate, norepinephrine and cardiovascular hemodinamics during treadmill running // Int. J. Sports Med. 1998. V. 19. № 1. P. 32-37.

10. Gerra G., Zaimovic A., Franchini R. Neuroendocrin responses of healthy volunteeres to “techno-music”: relationships with personality traits and emotional state // Int. J. Psychophysiol. 1998. V. 28. № 1. P. 99-111.

11. Field T., Martinez A., Nawrocki T. Music shifts frontal EEG in depressed adolescents // Adolescence. 1998. V. 33. P. 109-116.

БЛАГОДАРНОСТИ: Работа выполнена в рамках проекта «Проведение поисковых научно-исследовательских работ по направлению «Фундаментальная медицина и физиология», направление «Стимулирование закрепления молодежи в сфере науки, образования и высоких технологий» Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы.

Поступила в редакцию 3 сентября 2012 г.

Kozachuk I.V., Kirillova I.A., Vedernikova T.N., Simonov S.N. AUDIO STIMULATORY EFFECTS OF NATURE SOUNDS ON REGULATION OF CARDIAC RHYTHM

It was noticed that under the influence of sounds of nature the intensity of cardiac rhythm has decreased.

Key words: regulation of cardiac rhythm; sounds of nature.