Сезонная динамика показателей вариабельности сердечного ритма у студенток с различным гомеостатическим статусом в условиях Севера

Автономия личности - 2010 - №1

149

СЕЗОННАЯ ДИНАМИКА ПОКАЗАТЕЛЕН ВАРИАБЕЛЬНОСТИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА У СТУДЕНТОК С РАЗЛИЧНЫМ ГОМЕОСТАТИЧЕСКИМ СТАТУСОМ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРА

В.Н. Чеснокова, О.А. Г олубина, И.А. Варенцова, А.В. Цинис

Введение

В условиях Севера организм человека взаимодействует с комплексом эколого-стрессирующих факторов, который формируется из климато-географических особенностей региона и характерной социально-производственной сферы [11]. Резкий фотопериодизм, наличие термальных стрессов и других факторов, вызывает значительную десинхронизацию биологических ритмов, что способствует развитию напряжения механизмов регуляторных гомеостатических систем организма [5, 6]. Выраженные сезонные ритмы физиологических функций организма человека, характерные для данного региона, представляют собой сложную взаимосвязь внешних экзогенных и внутренних эндогенных факторов. Сформированные в результате сложного взаимодействия циклических процессов в организме человека и во внешней среде, вне зависимости от причин сезонных колебаний (эндогенные или экзогенные факторы) они оказывают значительное влияние на деятельность организма. Особо сложными для сохранения стабильности функционального состояния в условиях Европейского Севера является период «биологической тьмы», протекающий на фоне термальных стрессов (декабрь) и период «белых ночей» - июнь. Кроме того, с «критическими» сезонами совпадает проведение экзаменационных сессий в ВУЗе, что значительно усугубляет ситуацию [12] и, со своей стороны, провоцирует развитие функционального напряжения регуляторных систем.

Наиболее чувствительным индикатором адаптационных реакций организма может рассматриваться сердечно-сосудистая система [4, 10], а вариабельность ритма сердца хорошо отражает степень напряжения регуляторных систем, обусловленную возникающей в ответ на любое стрессорное воздействие активацией системы гипофиз-надпочечники и реакцией симпатоадреналовой системы. Вместе с тем, несомненно, имеет место зависимость адаптационных возможностей организма человека от преобладающего типа влияния вегетативной нервной системы на сердечную деятельность. Поэтому, изучение резервных возможностей организма студентов при действии дискомфортных факторов северного региона в процессе обучения в ВУЗе, является одной из важнейших биологических проблем, тесно сопряженной с пониманием общих закономерностей поддержания и восстановления вегетативного гомеостаза организма [7].

Цель и задачи исследования. Цель работы - изучить сезонную динамику механизмов вегетативной регуляции сердечного ритма у студенток с различным гомеостатическим статусом, проживающих в северном регионе.

Материалы и методы.

Изучение адаптационных возможностей сердечно-сосудистой системы было проведено у 80 студенток

150

Рекреация, туризм и окружающая среда

значений кардиоинтервалов (рассматривается как парасимпатический показатель). Рассчитывали индекс вегетативного равновесия (ИВР, усл. ед), как ИВР=АМо/МхDMn; вегетативный показатель ритма (ВПР, усл. ед), как ВПР=1/Мо*МхDMn; показатель адекватности процессов регуляции (ПАПР, усл. ед) как ПАПР= АМо/ Мо; индекс напряжения регуляторных систем (Stress index) (SI, усл.ед), как АМо/2 МхDMn*Мо.

Статистическая обработка данных проводилась с использованием Microsoft Excel и пакета прикладных статистических программ SPSS 15. Все полученные нами данные подчинялись закону нормального распределения по критерию Sapiro-Wilk, поэтому все показатели представлены в виде среднего арифметического (М) и стандартного отклонения (SD). Количественные различия между средними значениями оценивались с применением t-критерия Стью-дента для независимых и связных выборок. Различия между средними величинами считались достоверными при р<0,05 [8].

Результаты и их обсуждение.

Оценка вегетативного гомеостаза показала, что в целом в данной возрастной категории наблюдается парасимпатический и симпатический тип управления сердечным ритмом, причем равновесный тип наблюдался лишь в нескольких случаях, поэтому оценка адаптивных возможностей проведена у студенток, имеющих парасимпатический и симпатический тип вегетативной регуляции.

Вместе с тем, у лиц с различным исходным тонусом вегетативной нервной системы адаптация к изменению сезонов года протекает неоднозначно. У студенток с парасимпатическим типом регуляции в динамике от осени к весне наблюдается линейное увеличение показателей Мо (Р<0,05) и MxDMn (Р<0,05) и уменьшение ВПР (Р<0,05) (табл. 1). В то же время значения показателей АМо (Р<0,05), ИВР (Р<0,05), ПАПР (Р<0,05) и SI (Р<0,05), свидетельствующих о симпатической активности, в данный период снижены.

Следовательно, наблюдающаяся выраженная парасимпатическая активность вегетативной нервной системы у данной группы может быть следствием включения адаптивноприспособительных механизмов сердечно-сосудистой системы при смене сезонов года (от осени к весне). К летнему периоду года, когда в северном регионе наступает период «белых ночей», имеет место активизация симпатического отдела вегетативной нервной системы у парасимпатотоников, на что указывает значительное увеличение показателя АМо (Р<0,05) и снижения значений MxDMn (Р<0,05).

Данный факт подтверждается тенденцией к снижению значений показателя Мо, отражающего парасимпатическую активность, и увеличением значений показателей ИВР, ВПР, ПАПР и SI, информирующих об увеличении симпатической составляющей в общем спектре регуляции ритма сердца в данное время года.

В динамике от лета к осеннему времени года вклад симпатической составляющей в общей сумме спектра продолжает увеличиваться, что проявляется в значительном снижении значений Мо (Р<0,05) и MxDMn (Р<0,05). Кроме того, в этот период времени максимальных сезонных значений достигает показатель ИВР (Р<0,05), ВПР (Р<0,05), ПАПР (Р<0,05), а SI (Р<0,05) достигает значений, которые характеризуются как «напряжение адаптации» [3].

Таким образом, девушки-студентки с преобладанием в регуляции сердечного ритма парасимпатической активности, испытывают напряжение компенсаторно-приспособительных механизмов сердечно-сосудистой системы в период «белых ночей» (лето) нарастающее к осеннему сезону года.

Автономия личности - 2010 - №1

151

Таблица 1

Сезонная динамика показателей вегетативного ритма сердца у девушек - парасим-

патотоников,

Показатели осень зима весна лето

М0, мс 0,84±0,04*а 0,92±0,04 1,00±0,05* 0,98±0,03а

АМ0, % 37,50 ±3,34* 32,70±3,28 30,60±2,68*0 36,54±1,88°

MxDMn, мс 0,22±0,02**а 0,30±0,02* 0,32±0,03*0 0,27±0,0°а

ИВР, усл. ед. 198,4±34,94**а 116,17±14,62* 110,09±18,99* 137,78±9,29а

ВПР, усл. ед. 6,25±0,78**а 3,91±0,37* 3,64±0,56* 3,87±0,19а

ПАПР, усл. ед. 46,58±5,44* 37,33±5,53 32,23±4,01* 37,81±2,61

SI, усл.ед. 125,76±25,03**а 66,87±10,98* 60,08±12,94* 71,10±5,35а

Примечание: различия достоверны: * - осень-зима, • - осень-весна, а - осень-лето, ° - весна-лето.

Анализ сезонной динамики результатов, отражающих состояние управления ритмом сердца, указывает на наличие динамической неустойчивости в группе с преобладанием симпатической активности в управлении сердечным ритмом (табл. 2). Показатель Мо (Р<0,05), характеризующий парасимпатическую активность, в этой группе уменьшается к зимнему и летнему периодам года, достигая максимальных значений осенью и весной (Р<0,05). В то же время MxDMn (Р<0,05), увеличиваясь к зиме и лету (Р<0,05), весной имеет минимальные значения. Симпатическая активность у студенток-симпатотоников достигает своего максимума к весеннему времени года, на что указывают максимальные величины показателей ИВР (Р<0,05), SI (Р<0,05), ВПР (Р<0,05) и АМо (Р<0,05), которые вновь снижаются к летнему времени года (Р<0,05). В динамике от лета к осени у девушек в этой группе показатель Мо (Р<0,05) достигает максимальных сезонных значений, что указывает на активацию парасимпатической составляющей спектра вегетативного ритма сердца. Но стоит отметить, что этот процесс происходит при высокой активности симпатического отдела ВРС, о чем свидетельствуют остающиеся высокими значения ИВР, ВПР и SI. Таким образом, сезонное изменение показателей вегетативного ритма сердца указывает на наличие функционального напряжения сердечно-сосудистой системы в весеннее время года у студенток с преобладанием симпатической компоненты в регуляции сердечного ритма. Однако представленный тип автономной нервной регуляции обладает наибольшей реактивностью и способностью более быстро приспосабливаться к изменениям внешней среды, поэтому, чтобы не прийти в состояние перевозбуждения и утомления организм активирует деятельность парасимпатической системы в осенний период, тем самым повышает свое функциональное состояние.

Таблица 2

Сезонная динамика показателей вегетативного ритма сердца у девушек-

симпатотоников,

Показатели осень зима весна лето

М0, мс 0,94±0,04*а 0,80±0,02*' 0,90±0,05" 0,84±0,03а

АМ0, % 33,46±2,36* 33,72±2,36' 42,15±4,52*и 35,21±3,86

MxDMn, мс 0,28±0,03 0,33±0,02" 0,26±0,04'° о,зз±о,оз°

ИВР, усл. ед. 145,19±23,77 109,84±8,98" 209,54±34,59'° 116,97±14,26°

ВПР, усл. ед. 4,66±0,66 4,12±0,28" 5,46±0,71'° 4,06±0,40°

ПАПР, усл. ед. 37,64±4,21 42,94±3,64 49,68±6,25 43,30±5,18

SI, усл.ед. 85,09±17,58 70,23±6,81" 126,69±24,33'° 72,64±9,76°

Примечание: различия достоверны: * - осень-зима, • - осень-весна, а - осень-лето,  - зима-

весна, ° - весна-лето.

152

Рекреация, туризм и окружающая среда

Анализ показателей, отражающих состояние сердечно-сосудистой системы в сезонной динамике у девушек указывает, что в осенний период года у парасимпатотоников по сравнению с симпатотониками, выше симпатическая активность, на что указывают более низкие показатели Мо (Р<0,05) и MxDMn (Р<0,05) и высокие значения SI (Р<0,05). К зимнему периоду года у данной группы (эйтоники) наблюдается повышение активности автономного контура в регуляции сердечного ритма, относительно другой группы лиц, на что указывает рост Мо (Р<0,05). Данная особенность усиливается к весеннему периоду года, так как в это время у симпатотоников значительно выше значения показателей АМо (Р<0,05), ИВР (Р<0,05), ВПР (Р<0,05), ПАПР (Р<0,05), SI (Р<0,05) на фоне высоких значений парасимпатической активности. Во время летнего времени года в обеих группах наблюдается тенденция к напряжению компенсаторно-приспособительных механизмов сердечно-сосудистой системы, что проявляется как в рассогласовании ответной реакции показателей имеющих одинаковую направленность (парасимпатическую либо симпатическую), так и в одномоментной симпатической и парасимпатической активности. У ваготоников эта особенность проявляется в снижении значений показателя MxDMn (Р<0,05) и ПАПР (Р<0,05) при высокой активности Мо (Р<0,05) и ИВР (Р<0,05) У симпатотоников имеет место обратная тенденция.

Таблица 3

Особенности сезонной динамики показателей вегетативного ритма сердца у девушек,

Показатели осень зима весна лето

Парас. Симп. Парас. Симп. Парас. Симп. Парас. Симп.

М0, мс 0,84* ±0,04 0,94* ±0,04 0,92* ±0,04 0,80* ±0,02 1,00 ±0,05 0,90 ±0,05 0,98* ±0,03 0,84* ±0,03

АМо, % 37,50 ±3,34 33,46 ±2,36 32,70 ±3,28 33,72 ±2,36 30,60* ±2,68 42,15* ±4,52 36,54 ±1,88 35,21 ±3,86

МхБМи, мс 0,22 * ±0,02 0,28* ±0,03 0,30 ±0,02 0,33 ±0,02 0,32 ±0,03 0,26 ±0,04 0,27* ±0,01 0,33* ±0,03

ИВР, усл. ед. 198,4 ±34,94 145,19 ±23,77 116,17 ±14,62 109,84 ±8,98 110,09* ±18,99 209,54* ±34,59 137,78* ±9,29 116,97* ±8,26

ВПР, усл. ед. 6,25 ±0,78 4,66 ±0,66 3,91 ±0,37 4,12 ±0,28 3,64* ±0,56 5,46* ±0,71 3,87 ±0,19 4,06 ±0,40

ПАПР, усл. ед. 46,58 ±5,44 37,64 ±4,21 37,33 ±5,53 42,94 ±3,64 32,23* ±4,01 49,68* ±6,25 37,81* ±2,61 43,30* ±3,18

SI, усл.ед. 125,76 ±25,03 85,09 ±17,58 66,87 ±10,98 70,23 ±6,81 60,08* ±12,94 126,69* ±24,33 71,10 ±5,35 72,64 ±9,76

Примечание: различия достоверны: * - между парасимпатотониками и симпатотониками.

К экстремальным климатическим факторам Севера, в том числе Архангельской области, относится не только резкая асимметрия фотопериодичности, но и отрицательное влияние на организм человека оказывает недостаток солнечной радиации [2, 5]. И хотя большая часть людей, живущих в умеренных поясах Земного шара, благодаря одежде и благоустроенным помещениям для жилья и работы в известной степени не зависят от погодных условий, организм человека не может быть изолированным от влияния различных природноклиматических факторов полностью. И поэтому климатофизиология организма в зависимости от сезонов проявляется во всех географических зонах [9]. Следовательно, определенный интерес представляет сравнение результатов, полученных в самое неблагоприятное, с точки зрения экологического воздействия, время (в декабре) между студентами, проживающими в различных климатогеографических регионах страны. Сравнивая показатели ЧСС и вариабельности сердечного ритма у девушек-северянок с

Автономия личности - 2010 - №1

153

различным исходным тонусом вегетативной нервной системы со студентами, проживающими в средней полосе (рис. 1) можно отметить, что у студенток северного региона с более выраженной симпатикотонией ЧСС выше на 35% (Р<0,05), АМо на 75% (Р<0,001) и SI на 81%(Р<0,001) относительно студентов другого региона. У девушек с преобладанием парасимпатической активности различия не столь значительны. Значения показателя Мо у северянок выше на 21 % (Р<0,05) с тенденцией к снижению показателей ЧСС, АМо и SI. В целом данный факт может свидетельствовать о том, что студентки-ваготоники обладают большей устойчивостью к изменяющимся факторам внешней среды.

190

180

170

160

150

140

130

120

110

100

90

80

симпатотоники  парасимпатотоники

Рис. 1. Показатели вариабельности сердечного ритма у студентов с разным тонусом

вегетативной нервной системы

Примечание: за 100 % приняты показатели студентов средней полосы (цит. по А.В. Авилов, К.В. Судаков [1]).

Выводы:

1. У студенток, проживающих в северном регионе, наблюдается сезонная динамика показателей вариабельности сердечного ритма, обусловленная структурированием необходимых на данный момент компенсаторно-приспособительных механизмов сердечнососудистой системы.

2. Для девушек с преобладанием парасимпатического типа регуляции в управлении сердечным ритмом характерно выраженное функциональное напряжение сердечно-сосудистой системы в летнее время года, нарастающее к осеннему сезону. Наблюдающееся снижение компенсаторно-приспособительных механизмов сердечно-сосудистой системы у студенток-симпатотоников в весенний период года, переходит в процесс рассогласования регуляторных механизмов летом.

3. Адаптационно-приспособительные возможности сердечно-сосудистой системы у северянок с преобладанием симпатической составляющей в регуляции сердечным ритмом значительно ниже, чем у студентов-симпатотоников, проживающих в средней полосе. Лица с парасимпатической составляющей в структуре вегетативной нервной системы обладают большей устойчивостью к изменяющимся факторам внешней среды.

Литература

1. Авилов О.В., Судаков К.В. Эффекты обонятельных воздействий на студентов с разным тонусом вегетативной нервной системы / О.В. Авилов, К.В Судаков // Физиология человека. - 2008. - т.34. № 6. - С. 63-69.

2. Агаджанян, Н.А. Экологический портрет человека на Севере/ Н.А. Агаджанян, Н.В. Ермакова. - М. : КРУК, 1997. - 208 с.

3. Баевский, Р.М. Оценка адаптационных возможностей организма и риск развития заболеваний / Р.М. Баевский, А.П. Берсенева. - М. : Медицина, 1997. - 235 с.

4. Баевский, Р.М. Анализ вариабельности сердечного ритма в космической медицине / Р.М. Баевский // Физиология человека. - 2002. - Т. 28, № 2. - С. 70-82.

154

Рекреация, туризм и окружающая среда

5. Грибанов, А.В. Общая характеристика климато-географических условий Русского Севера и адаптивные реакции человека в холодной климатической зоне / А.В. Грибанов, Р.И. Данилова// Север. Дети. Школа: сб. научн. тр. - Архангельск, 1994. - С. 4-27.

6. Гудков, А.Б. Влияние специфических факторов Заполярья на функциональное состояние организма человека / А.Б. Гудков, Н.Ю. Лабутин // Экология человека. - 2000. - №

2. - С. 18-20.

7. Копосова, Т.С., Чикова С.Н. Психофизиологический статус и адаптивные возможности студентов приполярного региона// Вестник Поморского университета. 2006. №2 (10). с. 62-69.

8. Наследов, А.Д. SPSS 15: профессиональный статистический анализ данных// А.Д. На-следов. - СПб.: Питер, 2008. - 416 с.

9. Новиков, В.С. Биоритмы, космос, труд/ В.С. Новиков, Н.Р. Деряпа. - СПб. : Наука, 1992. - 256 с.

10. Сметанкин, А.А. Адаптивный уровень / А.А. Сметанкин. - СПб.: «Питер», 2004. - 160 с.

11. Типисова, Е.В. Реактивность и компенсаторные реакции эндокринной системы у мужского населения Европейского севера: автореф. дис. ... докт. биол. наук / Типисова Е.В. -Архангельск, 2007. - 39 с.

12. Чикова, С.Н. Адаптивные возможности и психофизиологический статус студентов приполярного региона: автореф. дис. ...канд. биол. наук. / С.Н. Чикова. - Архангельск, 2008. - 19 с.