Особливості варіабельності серцевого ритму в дівчат підліткового періоду з різним рівнем вегетативної регуляції

Размещено на http://www.allbest.ru/

Особливості варіабельності серцевого ритму в дівчат підліткового періоду з різним рівнем вегетативної регуляції

Ігор Коцан, Тетяна Качинська, Світлана Берлач

Анотація

Статтю присвячено вивченню особливостей стану серцево-судинної системи в осіб жіночої статі з різним рівнем вегетативної регуляції. В період пубертату методами статистичного, спектрального та часового аналізу виявлено збільшення впливу симпатичного рівня регуляції на роботу серця під час виконання розумових та фізичних завдань.

Ключові слова: варіативність серцевого ритму, парасимпатичний рівень вегетативної регуляції, симпатичний рівень вегетативної регуляції.

Аннотация

Коцан Игорь, Качинська Татьяна, Берлач Светлана. Особенности вариабельности сердечного ритма у девушек подросткового возраста с разным уровнем вегетативной регуляции. Показатели вариабельности ритма сердца являются надежными и объективными индикаторами тонуса вегетативной нервной системы (ее симпатического и парасимпатического отделов), который, в свою очередь, отражает изменения в психо-эмоциональном состоянии человека, развитие стресса или любого напряжения. Целью статьи являлось изучение особенностей показателей вариативности сердечного ритма у девушек подросткового возраста с разным уровнем вегетативной регуляции при выполнении физических и умственных нагрузок. Исследовано 40 лиц женского пола в возрасте 13-14 лет, разделенных на группы: I - девушки-«парасимпатики» (n = 20), II - де- вушки-«симпатики» (n = 20). Регистрацию кардиоинтервалограмм осуществляли с использованием компьютерного кардиографического комплекса «КардиоЛаб». Запись ВСР проводилось в экспериментальных ситуациях: фоновая проба, запись ВСР после дозированной физической нагрузки, запись ВСР во время выполнении когнитивного задания. Результаты исследования в «симпатиков» и «парасимпатиков» показали, что после выполнения физической и умственной нагрузки наблюдается увеличение показателей ВСР. От начала до конца пубертатного периода происходит увеличение влияния симпатического уровня регуляции на работу сердца у лиц женского пола. С самого начала и до конца полового созревания происходит увеличение влияния симпатического уровня регуляции на работу сердца у лиц женского пола, независемо от уровня вегетативной регуляции.

Ключевые слова: вариабельность ритма сердца, парасимпатический урівень вегетативной регуляции, симпатический урівень вегетативной регуляции.

Annotation

Kotsan Igor, Kachynska Tetyna, Berlach Svetlana. Heart Rate Variability in Adolescent Girls with Different Levels of Autonomic Regulation. Indices of heart rate variability are reliable and objective indicators of autonomic nervous systemtonus (of its sympathetic and parasympathetic divisions) which in its turn reflect the changes in psycho-emotional state of a person, development of stress or any kind of tension. The purpose of this paper is to study the features of heart rate variability indices in adolescent the girls with different levels of autonomic regulation during physical and mental stress. The research was conducted on 40 females, 13-14 years old, divided into groups: I - females of parasimpatic type (n = 20), II - females of sympatic type (n = 20). The cardiointervalogram was registered with the usage of computer cardiographic complex «KardioLab». The recording of HRV was conducted in experimental situations: background test, recording of HRV after physical exercises, recording of HRV during fulfillmentof the cognitive tasks. Results of the study in the sympatic and parasimpatic type showed that after the physical and cognitive testing, an increase of HRV. From the beginning to the end of puberty is an increase in the influence of the sympathetic level of regulation on the heart in females, nezavisemo the level of autonomic regulation.

Key words: heart rate variability, the level of parasympatic vegetative regulation, the level of sympatic vegetative regulation.

Постановка наукової проблеми та її значення

Підлітковий вік, будучи одним з критичних періодів онтогенезу, характеризується напруженням нейроендокринних і гормональних механізмів регуляції [5, с. 83; 6, с. 28; 14, с. 421-424]. Посилений ріст, підвищена рухова й нервово -психічна активність приводять до значної напруги в роботі нервової системи (особливо вегетативної нервової системи), ендокринних залоз і обміну речовин. Організм підлітків через незавершеність морфо - функціонального розвитку, недосконалість його регуляторних механізмів, високу лабільність, гостро реагує на впливи несприятливих факторів [7, с. 164-166; 14, с. 422].

Варіабельність серцевого ритму (ВСР) є універсальною фізіологічною властивістю, яка не тільки відображає стан вегетативної нервової системи, а й є показником регуляторних процесів на рівні цілісного організму, відображає стан його адаптаційних резервів і резервів здоров'я [1, с. 10; 2, с. 50; 4]. ВСР дає змогу виявити особливості регуляторних механізмів серця при фізичних та розумових навантаженнях в осіб із різними типами гемодинаміки, а також відображає особливості стате - вого розвитку. Вивчення механізмів нейроендокринної регуляції при різних стадіях статевого дозрівання має велике значення для прогностичної оцінки адаптаційних можливостей організму підлітків [8, с. 200; 9, с. 54; 11].

Аналіз досліджень цієї теми

Значна кількість досліджень ВСР проведена як в країнах СНД [1, с. 10; 2, с. 10; 4], так і за її межами [12, с. 374; 13, с. 611; 14]. За результатами деяких із них встановлено, що ВСР певною мірою є генетично детермінованою [4, с. 76; 8]. Водночас виявлено значні індивідуальні розбіжності в її параметрах у здорових осіб. З одного боку, це пояснюється потребою враховувати низку важливих чинників, таких як: вік, стать, психосоціальні фактори, рівень рухової активності, вага тіла, які позначаються на показниках ВСР. З іншого боку, суттєва індивідуальна варіативність значень ВСР, очевидно, зумовлена індивідуально-типологічними особливостями організму людини [4, с. 70-85; 14].

У процесі статевого дозрівання, ВСР у дівчат з різним рівнем вегетативної регуляції під час фізичних та розумових навантажень майже не вивчалася, за винятком окремих досліджень [4, с. 74; 7, с. 160], які тільки частково висвітлювали це питання.

Зважаючи на викладене вище, метою представленої роботи було вивчення особливостей показників варіативності серцевого ритму у дівчат підліткового віку з різним рівнем вегетативної регуляції під час виконання фізичних та розумових навантажень.

Матеріали та методи дослідження

Ми обстежили 40 дівчат віком 11-12 років (2012 р.), і тих самих дівчат уже у віці 14-15 років (2014 р.), учениць НВК № 9 м. Луцька. Записи фіксували згідно з вимогами до проведення дослідження [2, с. 109-110]: в один і той самий час - 9:00-12:00 год, у комфортних умовах, після короткострокової адаптації, під час спокійного дихання, у дівчат - міжменструальний період. Діти у групах були приблизно однакового зросту 150 см (± 5) та маси тіла 50 кг (± 3-5), фізично здорові та не займалися спортом професійно.

Були сформовані дві групи: І - дівчата, у яких переважає парасимпатичний рівень регуляції - «парасимпатики» (20 осіб); П - дівчата, у яких переважає симпатичний рівень регуляції - «симпатики» (20 осіб).

Дослідження проводилося у 2 етапи, враховуючи період статевого дозрівання: 1 -й етап - дослідження школярок із різним рівнем вегетативної регуляції на початку пубертату, вік 11-12 років (2012 р.); 2-й етап - дослідження тих самих дівчат із різним рівнем вегетативної регуляції у кінці пубертату, вік 14-15 років (2014 р.).

Показники ВСР реєстрували за допомогою апаратно-програмного комплексу «КардіоЛаб», розробленого в науково-технічному центрі ХАІ-МЕДИКА (м. Харків). Варіабельність серцевого ритму оцінювали згідно з рекомендаціями Європейського товариства кардіологів та Північноамериканського товариства електрофізіології [13, с. 608], а також Р. М. Баєвського [1, с. 44; 2]. Кардіоритми реєстрували протягом 5-ти хвилин у комфортному положенні сидячи до та після дозованого фізичного (30 присідань за 30 секунд) і розумового (розв'язування математичних прикладів) навантаження.

Вивчення особливостей варіабельності серцевого ритму здійснювалося в лабораторії “Вікової нейрофізіології” кафедри фізіології людини і тварин. Перед початком запису ВСР, у стані функціо - нального спокою, визначали зсув вегетативного балансу в бік симпатичної або парасимпатичної активності, згідно з «вегетативним індексом Кердо, (ВІК)» за формулою:

ВІК=1-АТдіаст. / П,

де ВІК - вегетативний індекс Кредо, АТдіаст. - діастолічний тиск, мм. рт. ст., П - пульс, уд./хв. Позитивні значення ВІК свідчать про переважання активності симпатичної ланки ВНС, негативні вказують на підвищення парасимпатичного тонусу [10, с. 170].

Проводили аналіз двох категорій ВСР: часовий аналіз (Time - Domain Results) та частотний аналіз (Frequency - Domain Results). У часовому аспекті аналізували показники pNN50 - відсоток кардіоінтервалів, що відрізнялися від сусідніх більш ніж на 50 мс, від загальної кількості кардіо- інтервалів, CV - коефіцієт варіації, mRR -- вказує на кількість RR - інтервалів, тобто на частоту серцевих скорочень, RMSSD - квадратний корінь із середнього значення квадратів різниць величин послідовних інтервалів R-R. У частотній ділянці - HF (High Frequency) - потужність високочастотних коливань спектра, яка характеризує дихальний компонент ВСР, пов'язаний із парасимпатичним регулюванням, LF (Low Frequency) - потужність низькочастотних коливань спектра, який відобра - жає активність підкіркового вазомоторного центру і пов'язаний із симпатичною ланкою регуляції, VLF (Very Low Frequency) - потужність наднизькочастотних коливань спектра, який відображає активність надсегментарних відділів автономної нервової системи та нейрогуморальний компонент регулювання, LF/HF - коефіцієнт, який відображає симпато-парасимпатичний баланс [10, с. 169].

Статистичну обробку отриманих результатів виконано за допомогою пакета статистичного аналізу <^ТАТКТІСА 6». Визначали такі показники: середнє значення (M), стандартну похибку (m). Різницю між двома середніми величинами вважали достовірною при значеннях t > 2,0 і р < 0,05 [3].

Виклад основного матеріалу й обґрунтування отриманих результатів дослідження

Аналіз часових показників ВСР у дівчат із різним рівнем вегетативної регуляції під час тестових ситуацій виявив зміни у їх значеннях. Показник pNN50 - на початку пубертатного періоду і до моменту його закінчення - характеризувався вищими його значеннями в осіб із парасимпатичним рівнем вегета - тивної регуляції, порівняно з «симпатиками» в усіх трьох тестових ситуаціях (табл. 1). Незалежно від рівня вегетативної регуляції досліджуваних осіб після дозованого фізичного навантаження та в про - цесі виконання математичних завдань помічено поступове зниження значень показника порівняно з фоном. Під час запису ВРС у стані спокою статистично достовірно вищі значення рМ№0 (20,6 ± 6,1 % / 8,4 ± 4,6 %) відмічено в дівчат-«парасимпатиків» порівняно із «симпатиками». Значно вищі значення спостерігаються в кінці пубертатного періоду у дівчат з парасимпатичним рівнем регуляції між станом спокою та розумовим навантаженням (24 ± 5,9 % / 8,6 ± 3,8 %).

Показники СУ, mRR та RMSSD, що є виявом симпатикотонічних впливів, під час запису ВСР у трьох експериментальних ситуаціях, характеризувалися вищими значеннями у дівчат із парасимпа - тичним рівнем вегетативної регуляції серцевої діяльності на початку та вкінці пубертатного періоду, порівняно з дівчатами-»симпатиками» (табл. 1). Під час фізичних та розумових навантажень на фоні деякого зростання метаболічних процесів зменшується роль парасимпатичних впливів та автономного контуру регуляції зі зростанням активності надсегментарних відділів ВНС, судинно -рухового центру. Запис ВРС у стані спокою показав статистично достовірно вищі значення СУ («симп. П гр.» - 12,9 ± 2,2 % / «парасимп. ІІ гр.» - 6,1 ± 0,8 %) та RMSSD («симп. І гр.» - 41 ± 6,4 мс² / «парасимп. Ігр.» - 26 ± 6,2 мс²) відмічено у досліджуваних «симпатиків», порівняно з «парасимпатиками». Після дозованого фізичного навантаження відмічено статистично достовірно вищі значення СУ («симп. ІІ гр.» - 19,1 ±3,5 % / «парасимп. П гр.» - 8,2 ± 0,7 %) та тБЯ («симп. П гр.» - 634,6 ± 51,5 мс² / «парасимп. П гр.» - 477,3 ± 31,3 мс²) у дівчат із симпатичним рівнем регуляції порівняно з «парасимпатиками», під час когнітивних навантажень - не виявлено. У дівчат віком 14-15 років з парасимпатичним рівнем регуляції зафіксовано статистично достовірну різницю між станом спокою та розумовим навантаженням тЯЯ (656,7 ± 29,5 мс² / 429,9 ± 16 мс²). Статистично достовірно вищі значення показника СУ (9,5 ± 0,8 % / 19,1 ± 3,5 %) під час фізичного навантаження відмічені між дівчатами І та ІІ експериментальної груп з симпа - тичним рівнем регуляції. Під час запису ВСР у стані спокою статистично вищі значення RMSSD (26 ± 6,2 мс² / 40,3 ± 5,9 мс²) відмічено між дівчатами І та ІІ експериментальної груп з парасимпа - тичним рівнем регуляції.

Відзначено переважання вегетативної рівноваги симпатичного тонусу регуляції на роботу серцево- судинної системи за показниками СУ, mRR та RMSSD, особливо у дівчат 14-15 років під час виконання фізичних та розумових навантажень.

Таблиця 1

Часові показники варіабельності серцевого ритмуу дівчат підліткового віку під час різних експериментальних ситуацій (М ± т)