Geum.ru

Справка

Вид материалаДокументы

Содержание


Методы исследования
Подобный материал:
Для обсуждения

на заседании Бюро Отделения

психологии и возрастной физиологии РАО

15 декабря 2010 года


Сообщение

доктора медицинских наук,

заведующего лабораторией

комплексных исследований процессов адаптации

Учреждения РАО «Институт возрастной физиологии»

Шарапова Алима Насимовича

СПРАВКА


ВОЗРАСТНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ АДАПТАЦИИ СЕРДЕЧНО

СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ У ДЕТЕЙ


Ключевые слова: АДАПТАЦИЯ, ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ СЕРДЕЧНОГО РИТМА, МИОКАРД, МОЗГОВОЕ КРОВООБРАЩЕНИЕ, АВТОНОМНАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА, ФУНКЦИЯ КОРЫ НАДПОЧЕЧНИКОВ, ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПРОБЫ, МЛАДШИЙ ШКОЛЬНЫЙ ВОЗРАСТ

Гармоничное развитие ребенка, его здоровье, эффективное обучение и воспитание с учётом его возраста, индивидуальных особенностей развития и создание условий, адекватных предъявляемым требованиям - одна из наиболее актуальных государственных и научно-практических проблем нашего времени.

Для каждого периода жизни ребенка характерна своя «доминанта», формирующаяся на основе новой информации внешней среды и адаптивно преобразующая нейро-гуморальные механизмы регуляции гомеостаза. На разных этапах развития один и тот же фактор имеет неодинаковое значение для ребенка: в одних случая он будет чрезвычайным, стрессорным, в других – физиологичным. Реакция на него даже в одном возрасте у разных детей неодинакова и определяется способностью адаптационно-приспособительных механизмов преодолевать стрессорное воздействие (Солнцев А.А., 1987). По отношению к большинству факторов внешнего воздействия ребенок подготовлен, однако появление новых, «чрезмерных» для организма ребенка воздействий (неблагоприятная экологическая ситуация, психосоциальные воздействия) может привести к нарушению адаптационных процессов.

Процесс адаптации требует расходования инфор­мационных, энергетических и метаболических ре­сурсов организма. Управление ресурсами зависит от предъявленных к организму требований внешней среды и осуществляется через нервные, эндокрин­ные, гуморальные механизмы, которые условно можно разделить на автономные и центральные. Адаптация организма к среде обитания обусловлена наличием физических, психических и социальных ресурсов. Онтогенетические закономерности развития приспособительных возможностей в детском возрасте изучены недостаточно, а отсутствие единого методологического подхода привело к разрозненности данных, распространению мнения о том, что защитно-приспособительные реакции у детей несовершенны и неполноценны (Аболенская И.Н. с соавт.,1989 и др.). В то же время имеются работы, подтверждающие достаточно высокий уровень развития механизмов адаптации даже у новорожденных (Гавриков Л.К.,1993).

Адаптация – процесс, облигатно регулируемый нейрогуморальными механизмами, управление которыми осуществляются вегетативной, по новой классификации автономной нервной системой (АНС) - неотъемлемой частью ЦНС, контролирующей её деятельность. Эти механизмы с возрастом претерпевают существенные изменения и окончательно формируются только в старшем школьном возрасте. Сама АНС представляет собой комплекс центральных и периферических клеточных структур, регулирующих необходимый для адекватной реакции всех систем функциональный уровень внутренней жизни организма (Ноздрачёв А.Д.,1986). АНС осуществляет регуляцию интегративных реакций организма, обеспечивающих функциональную связь систем и органов, сохранность метаболических процессов, адекватный уровень взаимодействия организма со средой обитания (Росин Я.А.,1965; Вейн А.М. с соавт.,1991). Универсальное участие АНС в регуляции физиологических функций определено как адаптационно-трофическое (Орбели Л.А.,1962).

АНС, как главный регулятор деятельности всех висцеральных органов, управляет также функциональным состоянием кардио-респираторной системы. Рассматривая вопрос о структурно-функциональных особенностях АНС, следует особое внимание уделить значимости влияний со стороны АНС, как одному из ведущих регуляторных факторов, обеспечивающих достижение оптимальных результатов адаптации организма к изменяющимся внешнесредовым ситуациям (Баевский Р.М. с соавт.,1979,1984,1997, 2001, 2007; Михайлов В.М.,2002; Рябыкина Г.В., Соболев А.В.,2001 и др.). На основании оценки состояния механизмов автономной нервной регуляции организма можно судить о характере протекания адаптационного процесса. Важной индивидуальной особенностью организма является уровень адаптационных возможностей (резервов), определяющий функциональное состояние организма, а также успешность его адаптации к различным факторам внешней среды (Меерсон Ф.З.,1975; Осадчий Л.И.,1975, Баевский Р.М., 1997, 2008; Laughlin M Harold, 1996,1999).

Анализ автономных нейрорегуляторных влияний на ритм сердца у детей, позволяет не только охарактеризовать состояние механизмов, регулирующих деятельность сердца, но и оценить степень созревания этих механизмов (Степанова О.В.,1986; Осадшая Л.В.,1997). Согласно многочисленным литературным данным, состояние регуляторных систем деятельности сердца ребенка определяется его возрастом, полом, индивидуально-типологическими особенностями (Осколкова М.К.,1988; Чиркова О.Ю. с соавт.,1999; Берсенева И.А.,2000; Вотякова О.И. с соавт.,2003; Standards of measurement…,1996;и др.).

Вместе с тем, наиболее информативным способом индикации функционального состояния самой АНС является исследование вариабельности ритма сердца (ВРС), параметры которого достаточно чётко отражают степень процессов напряжения различных звеньев АНС и уровень адаптации организма.

Отклонения, возникающие в регулирующих системах и предшествующие гемодинамическим, метаболическим, энергетическим сдвигам, являются наиболее ранним признаком неблагоприятного течения адаптации у детей, а ритм сердца является индикатором этих отклонений.

Нынешний этап реформации школьного образования характеризуется существенными различиями в применяемых методах учебно-педагогического и физического воспитания, что затрудняет объективную оценку их влияния на организм детей, особенно младшего школьного возраста. Младший школьный возраст – наиболее ответственный этап школьного детства. Начало обучения детей в школе характеризуется резкой сменой социально-средовых факторов и интенсивным процессом морфофункционального созревания. Среди физиологов, в настоящее время преобладает мнение о негативном влиянии предъявляемых объёмов учебных нагрузок на здоровье младших школьников, с акцентуацией внимания на напряжении регуляторных систем в процессе приспособления ребенка к новым для него условиям микросоциальной среды (Волокитина Т.В., Грибанов А.В., 2004; Белова О.А.,2009 и др.).

На начальном этапе изучения процессов физиологической адаптации у детей в качестве одного из методов исследования функционального состояния центрального звена сердечно-сосудистой системы целесообразно использование электрокардиографического метода, поскольку до настоящего времени он сохраняет своё значение в качестве одного из наиболее информативных методов исследования патологии и физиологии сердечной деятельности. По мнению большинства исследователей, анализ электрокардиограммы, достаточно полно отражая функциональное состояние миокарда, позволяет исключить из экспериментальных исследований детей, имеющих выраженную, в том числе органическую, патологию сердца. Известно, что у детей младшего школьного возраста часто наблюдаются функциональные шумы, различные нарушения ритма сердца и проводимости (синусовые аритмии, тахикардии, нарушение внутрижелудочковой проводимости по типу неполной блокады правой ножки пучка Гиса) (Антропова М.В., Кольцова М.М., 1983). Помимо этого ЭКГ- метод исследования дает возможность достаточно полно изучить функциональное состояние миокарда при воздействии на него различных факторов (Белозеров Ю.М., 1986, Тарасова О.В., Грибанов А.В., 1995, Баевский Р.М., Берсенева А.П., 1997; Leski J., 1994, Brohet Christian, 1999).

Известно, что состояние сократительной функции миокарда может служить своего рода индикатором, как срочной адаптационной реакции, так и процесса долговременной адаптации (Адаптация организма учащихся к учебной и физическим нагрузкам, 1982; Тупицын И.О., 1986; Кмить Г.В., 1992). Более полную информацию о состоянии сократительной функции миокарда у детей можно получить методом поликардиографии. Этот метод позволяет неинвазивным путем определять продолжительность отдельных фаз систолы и диастолы левого желудочка, что представляет большой интерес при исследовании функциональной способности миокарда и изучении механизмов кардиогемодинамики в процессе возрастного развития и адаптации к различным видам деятельности.

Не менее важное значение в становлении адаптационного процесса имеет функциональное состояние системы кровообращения головного мозга у детей младшего школьного возраста. Именно в этом возрасте происходят интенсивные изменения всей сердечно-сосудистой системы, морфологии сосудов, структурные преобразования коры головного мозга, других мозговых структур, а также активизируется интеллектуальное и психическое развитие ребенка (Вартанян Л.В., 1983; Цехмистренко Т.А., Васильева В.А., Шумейко Н.С., 2000; Фарбер Д.А. с соавт., 2000). Изучение функционального состояния сосудистой системы головного мозга детей и подростков имеет большое значение для получения информации о возрастных особенностях регионарного кровообращения и его изменениях в физиологических условиях. Данные изменения, являясь компонентами общеприспособительной реакции организма, также отражают состояние реактивности сердечно-сосудистой системы.

Ортостатическую пробу в физиологических исследованиях применяют при необходимости оценить реактивность парасимпатического и симпатического отделов АНС, адаптивные возможности организма ребенка. Эта функциональная проба является одним из наиболее простых и безопасных функциональных тестов, позволяющих оценить резервные возможности системы регуляции кровообращения. Применение этого теста при обследовании школьников представляет особый интерес в связи с возрастными этапами созревания и развития регуляторных механизмов. Исследование вариабельности сердечного ритма при ортостатической пробе позволяет получить информацию о состоянии различных звеньев регуляторного механизма и об общей адаптационной реакции организма. Практическое значение ортостатической пробы заключается в том, что она может применяться для диагностики состояния и реактивности механизмов регуляции кровообращения и выявления детей с неадекватными или патологическими реакциями.

В последние годы значительное внимание уделяется изучению автономной нервной регуляции кровообращения и принципов его системной организации. Показано, что адаптивные возможности системы кровообращения во многом определяются типом автономной нервной регуляции (преобладанием регуляторного влияния того или иного отдела АНС) в реализации успешной приспособительной деятельности (Шлык Н.И. с соавт., 1996; Осадшая Л.Б., 1997; Михайлов В.М., 2002).

Изменения функции кровообращения в процессе развития ребенка складываются из возрастных и адаптационных. Адаптационные сдвиги формируются в процессе приспособления гемодинамики и функций миокарда как к физическим, так и к ум­ственным нагрузкам, связанным с обучением в школе (Александрова Л.А., 1998, Крылова А.В., 1998).

Результаты изучения автономной нервной регуляции сердечного ритма у детей младшего школьного возраста, полученные разными авторами, неоднозначны. По мнению С.М Чечельницкой (2000) возрастной период от 7 до 11 лет характеризуется относительно стабильной автономной нервной регуляцией сердечного ритма. При этом автор выделяет «критические периоды» созревания АНС в 6-7-летнем возрасте (прирост вагусных влияний) и в период пубертата (рост симпато-адреналовых влияний), когда отмечаются скачкообразные изменения показателей ВРС. Сходные данные о оптимальном соотношении показателей СР у детей 7-10 лет, свидетельствующие о сбалансированном состоянии отделов АНС получены в исследованиях М.К. Осколковой (1988). В других работах установлено относительное преобладание вагусно-холинергических влияний на сердце в 7-8-летнем возрасте с последующим формированием относительной симпатикотонии к 10 годам (Панова Н.А., Олешкович Т.Г.,1977; Кубергер Н.Б.,1986). Эти данные подтверждаются С.Б. Шварковым (1993), показавшим, что в возрасте 6-8 лет и 10 лет происходит усиление дифференцировки адренергических нервных сплетений.

Вместе с тем А.Р. Галлеев (1999), изучавший погодовую динамику вегетативной регуляции СР у детей 8 -10 лет, выявил уменьшение влияний симпатических и центральных механизмов регуляции СР к 8 годам и увеличение общего числа детей с преобладанием тонуса ПНС. В период от 8 к 9 годам происходит дальнейшее снижение центральных регуляторных влияний на СР, усиливается роль автономной нервной регуляции, и увеличивается количество детей со смешанным и парасимпатическим типами регуляции. У детей от 9 к 10 годам отмечается смещение баланса АНС в сторону симпатикотонии, и в 10 лет наблюдается общая тенденция к централизации управления сердечным ритмом и увеличивается количество детей с симпатической и смешанной регуляцией СР.

Особенности функций автоматизма, возбудимости и проводимости миокарда детей младшего школьного возраста с различными типами автономной нервной регуляции в настоящее время недостаточно полно изучены, что диктует необходимость проведения погодовых исследований состояния миокарда здоровых детей, имеющих различный тонус вегетативной нервной системы. Несомненный научный интерес представляет также изучение индивидуально-типологических характеристик биоэлектрических процессов в миокарде и установление характера их связи с состоянием вегетативных регуляторных субсистем (симпатико- и ваготонической) у детей в различные периоды онтогенетического развития.

Нисколько не умаляя роль АНС в адаптационном процессе следует отметить, что все защитно-адаптационные реакции, особенно при воздействии на организм сильных и длительных стрессорных факторов, реализуются прежде всего через нейроэндокринную систему (Дедов И.И., Дедов В.И.,1992). Нейроэндокринная система осуществляет регуляцию многочисленных функций организма человека. Гормоны и нейромедиаторы, циркулируя в биологических средах организма (крови, лимфе и др.) модулируют многие процессы, в том числе интенсивность энергозависимых метаболических и трофических процессов сердечно-сосудистой системы. Полноценное изучение функционального состояния организма невозможно без исследования закономерностей сопряжённого функционирования автономной нервной и нейроэндокринной систем жизнеобеспечения в различных условиях и на разных этапах развития организма.

Базовой стрессреализующей регуляторной системой, обеспечивающей краткосрочную и долгосрочную адаптацию организма к изменяющимся условиям внешней и внутренней среды и таким образом поддерживающей гомеостатическое равновесие, является гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая система. Конечное регуляторное звено этой системы – кора надпочечников является основным эндокринным органом секреции гормонов стероидного ряда, регулирующих множество процессов жизнедеятельности человека и в первую очередь обеспечивающих адаптационную функцию человека; наиболее активным в этом смысле глюкокортикоидным гормоном в организме человека является кортизол и его дериваты. Неинвазивный метод исследования динамики уровня секреции кортизола и его предшественников в слюне в различных физиологических состояниях у детей в процессе онтогенетического развития, по нашему мнению, сулит радужные перспективы развития возрастной адаптологии.

В жизни детей значительное место занимают локальные физические, а также умственные нагрузки. Вопрос о влиянии указанных нагрузок на сердечно-сосудистую систему детей дошкольного и младшего школьного возраста остается практически не изученным. Использование тестирующих физических и умственных нагрузок позволяет охарактеризовать функциональные возможности системы кровообращения дошкольников.

Для изучения реакций срочной адаптации ССС применяются различные функциональные пробы: локальная статическая нагрузка, физическая динамическая нагрузка, умственная, орто- и антиортостатическая и другие пробы. Динамическая нагрузка является функциональной пробой, максимально приближенной к реальным условиям жизнедеятельности дошкольников. Имеющиеся в литературе данные о характере реакции на нагрузку у детей младшего школьного возраста немногочисленны.

Имеющиеся в профильной литературе данные по обсуждаемой тематике чётко не систематизированы, разрозненны, зачастую односторонни, фрагментарны, выполнены на детях разного возраста без чёткой дифференциации по возрастным и гендерным категориям с использованием одной, в крайнем случае двух методик обследования, что не позволяет в полной мере оценить особенности интегрального адаптационного процесса.

Между тем, практически отсутствуют данные о комплексных межсистемных исследованиях, включающих погодовую оценку ВРС, биоэлектрических функций миокарда, состояния сократительной способности сердечной мышцы, кровообращения головного мозга, адаптационных резервов и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы (ГГНС) в процессе функциональных нагрузок у детей младшего школьного возраста.

Таким образом, на данном этапе разработки обсуждаемой проблемы представляется актуальной комплексная оценка адаптированности детского организма, ее зависимость от характера проведения оздоровительных мероприятий в дошкольных учреждениях и начальных классах школы, введения здоровьесберегающих технологий. На фоне повышающихся требований к организму ребенка часто возникает ситуации исчерпания адаптационного резерва, что вызывает отраженное напряжение смежных и, прежде всего, регуляторных звеньев адаптационного процесса. Сказанное предопределило новизну и научно-практическую значимость обсуждаемой темы.

Для достижения поставленной цели - охарактеризовать физиологическую адаптацию сердечно-сосудистой системы у детей младшего школьного возраста нами решалась задача комплексного изучения особенностей нейроэндокринной регуляции центрального и периферического отделов сердечно-сосудистой системы в покое и при краткосрочной адаптации в ходе функциональных нагрузочных проб (ортопроба, проба с гипервентиляцией).

Было обследовано 160 мальчиков и девочек 7-10 лет - учащихся общеобразовательных школ г. Москвы.

Методы исследования: Оценка состояния автономной нервной системы проводилась с помощью временного и спектрального анализа вариабельности сердечного ритма. Изучение биоэлектрических функций миокарда проводилось методом электрокардиографии. Оценка сократительной функции миокарда проводилась методом поликардиографии. Изучение функционального состояния кровообращения головного мозга проводилось методом биполярной реоэнцефалографии. Концентрацию стероидных гормонов (кортизол, DEA-S, тестостерон, 17-оксипрогестерон) в слюне определялся с помощью наборов для иммуноферментного анализа Института биоорганической химии Беларуси, специально модифицированных для проведения анализов в слюне.

Проведено комплексное исследование типа автономной нервной регуляции сердечного ритма, биоэлектрических характеристик миокарда, сократительной функции миокарда, а также, мозгового кровообращения у детей 7-10 лет.

Оценку функционального состояния автономной нервной системы проводили с помощью методов временного и спектрального анализа вариабельности сердечного ритма.

Для оценки баланса между симпатической и парасимпатической системами использовали отношение мощностей низкочастотного и высокочастотного диапазонов спектра (коэффициент LF/HF) (Heart Rate Variability. Standards of measurements….1996, Montano N., Ruscone T.G., Porta A. et al 1994).

При спектральном анализе ВРС определялись следующие параметры:

1. Общая мощность спектра (TP-Total Power) – мощность в диапазоне частот от 0.003 до 0.04 Гц. Она отражает суммарную активность нейрогуморальных влияний на сердечный ритм

2.Высокочастотные колебания (0.15-0.40 Гц) Мощность в этом диапазоне связана преимущественно с дыхательными движениями и отражает вагусный контроль сердечного ритма (колебания парасимпатического отделов вегетативной нервной системы).

3.Низкочастотные колебания (0.04-0.15). Они имеют смешанное происхождение. На мощность в этом диапазоне оказывают влияние изменения тонуса как симпатического (преимущественно), так и парасимпатического отделов АНС.

4.Очень низкочастотные колебания (0.003-0.04), обусловленные по-видимому надсегментарными отделами автономной нервной системы, гормональными влияниями. 5. Мощность в диапазоне высоких частот, выраженная в нормализованных единицах: HFnu=HF/(TP-VLF)*100

6. Мощность в диапазоне низких частот, выраженная в нормализованных единицах:

Lfnu=LF/(TP-VLF)*100

7. LF/HF – характеризует соотношение (баланс) симпатических и парасимпатических влияний.

Исследование вариабельности сердечного ритма у младших школьников (Рис.1) в состоянии относительного покоя показало, что значения спектральных и временных показателей ВРС соответствуют таковым, приводимым в работах последних лет (Михайлов В.М.,2002; Галеев А.Р. с соавт.,2002; Казин Э.М. с соавт.,2003) и указанным в международных стандартах (Standards of measurement…,1996). У всех обследованных детей частотный спектр ВРС характеризовался хорошо выраженными волнами высокой, низкой и очень низкой частот (HF , LF, VLF) При этом у большинства детей суммарная мощность спектра в диапазонах низких и высоких частот доминировала над величинами мощности спектра в очень низкочастотном диапазоне (Рис.1). Это свидетельствует о преобладании модулирующего симпато-парасимпатического регуляторного влияния над гуморально-метаболическим и центральными эрготропными регуляторными стимулами (Михайлов В.М.,2002).

Проведенный анализ показателей вариабельности сердечного ритма у детей 7-10 лет выявил их определенную возрастную динамику (Рис.1). К 9 годам снижаются значения низкочастотных показателей (в нормализованных, процентных единицах-LFn.u.;LF%) и баланса LF/HF, наряду с увеличением - высокочастотных (HF, HFn.u. и HF%), что свидетельствует о смещении вегетативного баланса в управлении сердечным ритмом в сторону преобладания парасимпатических нервных влияний. От 8 к 10 годам увеличивается относительно равный вклад волн низко- (LFn.u.) и высокочастотного (HFn.u.) диапазонов в общий спектр ВСР, что говорит об относительном уравновешивании симпатических и парасимпатических влияний АНС на сердечный ритм. Таким образом, при обследовании детей 7-10 лет, у большинства детей отмечено хорошее состояние автономной нервной регуляции сердечного ритма. Преобладание HF-компонента в структуре ВРС учащихся согласуется с представлением об адаптационно-трофическом защитном действии блуждающих нервов на сердце и является показателем индивидуальной устойчивости здорового организма к таким стрессирующим факторам как учебная нагрузка (Берсенева с соавт.,1998; Михайлов 2002 и др.).

Одним из наиболее информативных методов оценки состояния адаптационных возможностей детей является проведение ортостатической пробы. По мнению Берсеневой с соавт. (2000) в механизме поддержания сердечно-сосудистого гомеостаза при ортопробе могут наблюдаться два типа управляющих воздействий. Один из них связан с активацией вазомоторного центра, другой с более высокими уровнями управления. Второй тип характерен для детей более старшего возраста (11-13 лет).

Нами установлено, что общая мощность спектра ВСР в ответ на ортопробу снижается у детей 7 лет и увеличивается у детей 10 лет (Рис1). Абсолютная и относительная мощность высокочастотного компонента спектра сердечного ритма (HF), характеризующего состояние парасимпатического звена вегетативной регуляции при ортопробе достоверно снижалась. К 10-летнему возрасту снижение данного показателя достигало 46% (ср. в 8 лет – на 25%). Абсолютная мощность низкочастотной составляющей спектра сердечного ритма (LF), которая связана с активностью подкоркового вазомоторного центра не изменяется у детей 7-9 лет и увеличивается только в 10 лет. Мощность сверхнизкочастотных составляющих спектра сердечного ритма (VLF) значимо увеличивалась у детей 8-10 лет. Отношение баланса LF и HF при ортопробе повышалась в возрасте 7 и 10 лет. Отмечено выраженное изменение симпато-парасимпатического баланса в сторону увеличения сверхнизкочастотного (VLF) и снижения высокочастотного (HF) компонентов ВСР, в то время как низкочастотная составляющая спектра LF не изменяется.

У всех детей в ответ на ортостатическую пробу отмечается снижение средней длительности интервалов R-R и значительно снижается мощность высокочастотных колебаний в абсолютных и нормализованных единицах, что также свидетельствует о снижении вагусного контроля сердечного ритма с возрастом. Показатель LF/HF, отражающий соотношение симпатического и парасимпатического отделов АНС увеличивается в 2.3-2.5 раза у детей с нормо- и ваготоническим типом регуляции, что указывает на увеличение симпатической активности и существенное снижение парасимпатической активности в регуляции сердечного ритма в ответ на ортопробу. Все изменения частотных компонентов ВРС наиболее выражены у детей 10 лет, у них же значительно увеличивается общая мощность спектра при выполнении ортопробы, что свидетельствует о совершенствовании механизмов автономной регуляции у детей старшего возраста (Рис1.)

Изменение отношения LF/HF характеризует не только изменения симпатической активности (Pomeranzetal.1985;Yamamoto&Hughson,1991), но и способно отражать симпато-парасимпатический баланс (Pagani et al.,1986; Ubiria I. et al (2003) и др.). Мы использовали отношение LF/HF в качестве индикатора симпато-парасимпатического равновесия, в соответствии с которым обследованные нами дети были разделены на 3 группы: дети с балансом LF/HF > 0,9 – симпатотоники; дети с LF/HF от 0,5 до 0,9 – нормотоники (со сбалансированной регуляцией сердечного ритма) и дети с LF/HF<0,5- ваготоники. Проведение временного и спектрального анализа в группах детей с преобладанием симпатических и парасимпатических влияний на ритм сердца и с сбалансированной регуляцией сердечного ритма выявило различную структуру вариабельности ритма сердца у детей, относящихся к разным группам (Рис.2). Так дети с преобладанием симпатической активности (симпатотоники) в регуляции сердечного ритма характеризуются достоверно более низкой общей мощностью спектра в сравнении с нормо- и ваготониками за счет более низкой мощности всех трех волновых компонентов (VLF, LF и HF). У них преобладают колебания низкочастотного спектра (в 2 раза большие нежели у ваготоников). Структура симпатико-парасимпатического воздействия на сердечный ритм у детей-симпатотоников значительно отличается от таковой у ваготоников и характеризуется вдвое большим вкладом в регуляцию центральных эрготропных и симпатических влияний.

На основании реакции сердечного ритма на активную ортостатическую пробу и характера спектра мощности ВСР нами были рассчитаны погодовые показатели функционального состояния, адаптационных резервов и физиологического состояния у детей 7-10-летнего возраста, которые не выявили значительных различий в этих параметрах, исключая умеренное повышение уровня функциональных резервов с возрастом(Рис 3.).

При проведении комплексного исследования сотрудниками нашей лаборатории оценивались: адаптационный резерв организма, уровень функционирования физиологических систем и функциональное состояние системы школьников. В результате исследования были выделены 3 группы детей: 1 группа – с относительно низким; 2 группа - со средним и 3 группа- с высоким адаптационным резервом организма. У детей с высоким АР величина соотношения LF/HF была достоверно ниже (р<0,05). Необходимо отметить, что подавляющее число детей «симпатотоников» (87,5%) имели относительно низкий адаптационный резерв, а большинство детей (64%), относящихся к группе «ваготоников» имели высокий адаптационный резерв. Среди детей «нормотоников» процентное распределение по адаптационному резерву организма было приблизительно одинаковым (Рис.4.).

На основании результатов ортостатического воздействия с анализом переходного периода и волновой структуры вариабельности сердечного ритма выявлены дети с адекватной реакцией (оптимальные изменения частотных компонентов), сниженной реакцией и неадекватной реакцией (избыточная реактивность на ортопробу) ВСР. Неадекватная реакции на ортопробу преобладала у детей с преобладанием симпатической активности в регуляции СР (Рис.5.).

Относительный рост низкочастотного спектра (LF) ВСР у нормотоников и ваготоников указывает на активное включение вазомоторного центра в процесс регуляции сосудистого тонуса. У детей же с преобладанием симпатических влияний на ритм сердца выявлена неадекватная реакция на ортостатическую пробу, со значительным снижением всех составляющих спектра, что указывает на сниженные адаптационные возможности у детей данной группы. Указанный характер изменений автономной нервной регуляции при проведении активной ортостатической пробы связан с несовершенством автономной нервной регуляции сердечного ритма у детей 7-8 лет (Туровский Я.А. с соавт.;2002 и др.).

Таким образом, наиболее высокими адаптационными возможностями обладают дети с парасимпатическим типом автономной нервной регуляции, у них же отмечены наиболее высокие показатели функционального состояния. У детей - симпатотоников выявлены достоверно более низкие показатели функционального состояния и адаптационных резервов в сравнении с детьми нормо- и ваготонического типа АНС.

Анализ ЭКГ показал, что биоэлектрические процессы в миокарде здоровых детей имеют свои специфические особенности в зависимости от типа автономной нервной регуляции. Преобладание парасимпатических влияний на сердечно-сосудистую систему у детей 7-10 лет приводит к увеличению большинства временных параметров биоэлектрической активности миокарда: удлинению сердечного цикла, электрической систолы, времени предсердно-желудочковой и внутрижелудочковой проводимости. У ваготоников обнаружены более низкие значения амплитуды зубцов Р, R и Т, чем у симпатотоников.

По данным поликардиографического анализа АНС оказывает большое влияние на продолжительность фаз сердечного цикла: у школьников 7-10 лет, характеризующихся более выраженными влияниями симпатического отдела, время изгнания крови короче, а диастола существенно продолжительнее; у детей с преобладанием парасимпатических влияний в регуляции сердечной деятельности отмечена большая продолжительность сердечного цикла и фазы изометрического сокращения. Абсолютные величины продолжительности основных фаз и периодов сердечной деятельности у школьников 7-10 лет соответствуют возрастным нормативам и существенно не различаются у мальчиков и девочек младшего школьного возраста. На изученном отрезке онтогенеза от 7 к 10 годам происходит увеличение продолжительности сердечного цикла, времени электрической систолы и диастолической паузы.

У большинства школьников 7-10 лет с высоким адаптационным резервом организма в регуляции сердечной деятельности преобладали парасимпатические влияния, которые и определяли большую продолжительность фазы изометрического сокращения и более высокий внутрисистолический показатель, свидетельствующий о более эффективной и экономной работе сердца у этих детей.

Кровообращение головного мозга детей от 7 к 10 годам претерпевает закономерные возрастные изменения, заключающиеся в повышении тонуса крупных церебральных артерий и снижении тонического напряжения артерий малого калибра. Церебральная гемодинамика у детей, относящихся к группе симпатотоников, отличается меньшим пульсовым кровенаполнением и более высоким тонусом церебральных сосудов крупного и малого калибра по сравнению с испытуемыми-ваготониками. У детей-нормотоников мозговое кровообращение характеризуется более высоким тонусом сосудов малого калибра по сравнению с ваготониками. Выявлены определенные различия реакции системы мозгового кровообращения на предъявляемые нагрузки у детей 7-10 лет, относящихся к разным типам автономной нервной регуляции. Более высокая реактивность мозговых сосудов отмечена у детей-ваготоников по сравнению с нормо- и симпатотониками.

Гормональный анализ выявил ряд коррелятивных связей умеренной силы между базальным уровнем экскреции кортизола в слюне и средней длительностью R-R интервалов СР (RRNN); уровня в слюне 17оксипрогестерона с адаптационным резервом организма (ИАП) и с мощностью низкочастотного компонента СР (LFnu,%) в ходе функциональных тестов. Установлено, что увеличение уровня экскреции ДЭА-S в ответ на умеренную физическую нагрузку свойственно только мальчикам с относительно более низким его уровнем в покое.

Возможно, разнонаправленная динамика индекса 17-оксипрогестерон/кортизол, наряду, с полученными нами данными, о наличии коррелятивных взаимоотношений между этим параметром и некоторыми показателями отражающими адаптационный потенциал сердечно-сосудистой системы, предварительно могут отражать перспективу его исследования в качестве одного из возможных индикаторов адаптационной реакции.

Функциональное состояние и его обусловленность фоновой активностью и реактивностью адаптивных нейрогуморально-гормональных систем тесным образом взаимосвязаны с предшествующими, длительно действующими нагрузками на детей, в том числе и школьными. Поэтому большое значение имеет разработка и внедрение в практику школьной и внешкольной деятельности объективных методов контроля и индивидуальной коррекции нагрузок. Особенно это актуально в младших классах.


Доктор медицинских наук, заведующий

лабораторией комплексных исследований

процессов адаптации Учреждения РАО

«Институт возрастной физиологии» А.Н.Шарапов