Анализ результатов биофизического мониторинга состояния сердечно-сосудистой системы человека с учетом дополнительной антропогенной нагрузки

Известно, что сердечно-сосудистая система является основной мишенью воздействия метеофакторов и факторов электромагнитной природы, связанных с изменением солнечной активности. Эта система, как наиболее реактивная, одна из первых включается в процесс адаптации к экстремальным условиям [1, 2]. Кроме того, ритмика сердца является универсальным отражением реакции организма на любое воздействие со стороны внешней и внутренней среды; она содержит в себе информацию о функциональном состоянии всех звеньев регулирования жизнедеятельности человека, как в норме, так и при различных патологиях [3].

Дополнительной антропогенной нагрузкой для сердечно-сосудистой системы человека является табакокурение, которое в настоящее время приняло характер эпидемии в России. Особо остро стоит проблема влияния курения на здоровье молодых женщин. Количество курящих женщин детородного возраста стремительно растет с каждым годом, это не

сердечно-сосудистая система, биофизический может не отразиться на здоровье нации. Продукты сгорания табака оказывают вредное действие на организм человека: стимулируют развитие болезней, ослабляя защитные реакции организма, способствуют быстрому изнашиванию и старению сердечно-сосудистой системы [4].

Цель работы: влияние гелиогеофизиче-ских возмущений на сердечно-сосудистую систему человека на фоне его пристрастия к табакокурению.

Материалы и методы. Данная работа проводится в Саратовском государственном техническом университете в рамках участия в международном научно-исследовательском проекте «Гелиомед» [5]. В работе используется оригинальный датчик ЭКГ первого отведения, который позволяет снимать сигнал с кистей рук обследуемого [5]. Обработка результатов измерений проводится централизованно в режиме on-line в Институте проблем математических машин и систем НАН Украины (Киев).

Для эксперимента отобраны 2 группы (по 6 чел.) функционально здоровых женщин в возрасте 20 лет (1-я группа – некурящие, 2-я группа – курящие). С 22 марта по 21 апреля в рабочие дни все обследуемые проходили четырехкратную регистрацию параметров ЭКГ первого отведения. Измерения проводились в состоянии покоя, после стресс-теста, после физической нагрузки и минутного отдыха. Состояние сердечно-сосудистой системы челове- ка оценивали по коэффициенту симметрии Т-зубца (Т) на ЭКГ [6]. Производились расчеты среднего значения коэффициента симметрии Т-зубца по каждой группе для состояния покоя и после физической нагрузки:

^ Tm

Tср . = n = 1--- n , (1) где T - среднее значение изменения коэффициента симметрии Т-зубца; Т m – коэффициент симметрии Т-зубца кардиограммы человека в состоянии покоя и физической нагрузки; n – количество человек в группе (n=6).

Также рассчитывали изменение коэффициента симметрии Т-зубца у каждого обследуемого после стресс-теста относительно состояния покоя ( Т i - Т k ). Среднее значение изменения коэффициента определяли для каждой группы по следующей формуле: 6

Z ( T - T k )

Д T = n :¹-------- n ,            (2)

где Д T - среднее значение изменения коэффициента симметрии Т-зубца; Т k – коэффициент симметрии Т-зубца кардиограммы человека в состоянии покоя; Т i – коэффициент симметрии Т-зубца кардиограммы человека после стресс-теста; n – количество человек в группе (n=6).

Изменение магнитной возмущенности определяли по значению К р -индекса. Сведения о геомагнитной активности (К-индекс) были получены из данных наблюдений Института космофизических исследований и аэрономии им. Ю. Г. Шафера СО РАН г. Якутска.

Результаты и обсуждение. С 22 марта по 21 апреля в рабочие дни нами проводилась четырехкратная регистрация параметров ЭКГ первого отведения (в состоянии покоя, после стресс-теста, после физической нагрузки и ми- нутного отдыха) у 12 женщин 20 лет. После централизованной математической обработки сигналов ЭКГ в Институте проблем математических машин и систем НАН Украины (Киев) мы получали основные характеристики ритма сердца обследуемых, наиболее показательной из которых являлся коэффициент симметрии Т-зубца (T ). По изменению этого параметра мы попытались оценить влияние гелиогеофи-зических факторов на сердечно-сосудистую систему табакозависимых женщин. На рис. 1, 2 представлены средние значения коэффициента симметрии Т-зубца для групп курящих и некурящих женщин в состоянии покоя и после физической нагрузки, рассчитанные по формуле (1). Из рисунков видно, что показатель T для группы курящих женщин в состоянии покоя в целом выше, чем для группы некурящих. Кроме того, амплитуда изменения данного показателя в течение заданного промежутка времени (30 суток) также больше: для курящих T изменяется в диапазоне 0,38-0,79, для некурящих – 0,40-0,57. После физической нагрузки мы наблюдаем увеличение T для обеих групп, но для группы курящих в большей степени, чем для некурящих. Например, на пике магнитной возмущенности в период с 5 по 7 апреля, изменение T для группы некурящих составило 12%, курящих – 40%.

Определенной зависимости показателя T от геомагнитной активности нами не обнаружено, хотя в работе [3] отмечалось, что при сочетании с дополнительным стресс-фактором, которым является недозируемая физическая нагрузка, у людей с удовлетворительной адаптацией регистрируются изменения параметров сердечной ритмики в ответ на вариации солнечной активности и геомагнитного поля. Такие результаты были получены авторами на длинных рядах данных.

Рис. 1. Среднее значение коэффициента симметрии Т-зубца на ЭКГ после физической нагрузки и в состоянии покоя для группы курящих женщин

Рис. 2. Среднее значение коэффициента симметрии Т-зубца на ЭКГ после физической нагрузки и в состоянии покоя для группы некурящих женщин

На наш взгляд, наибольший интерес представляют результаты, полученные у обследуемых после эмоциональной нагрузки. Чтобы выявить отличия сердечной ритмики у курящих и некурящих женщин в состоянии покоя и после эмоциональной нагрузки, мы рассчитали средние значения изменения коэффициента симметрии Т-зубца по формуле 2 (рис. 3).

Рис. 3. Среднее значение изменения коэффициента симметрии Т-зубца на ЭКГ после эмоциональной нагрузки относительно состояния покоя для групп курящих и некурящих женщин

Из рис. 3 видно, что с 22 по 27 марта и с 15 по 19 апреля в дни стабильной магнитной обстановки не наблюдается резкого изменения коэффициента симметрии Т-зубца при эмоциональной нагрузке испытуемых, что свидетельствует о нормальном функционировании сердечной мышцы. Для группы курящих женщин мы часто фиксируем уменьшение показателя T , то есть их сердечно-сосудистая система слабо реагирует на действие психоэмоциональных раздражителей. Вероятно, это связано с наркотическим действием никотина. В дни, предшествующие магнитной буре (с 22 марта по 2 апреля), у курящих регистрируется максимальное уменьшение T , а на пике гелиоге-омагнитной возмущенности (5, 6 апреля) – максимальное увеличение данного показателя. Для некурящих людей такого разброса значений не наблюдается. Поскольку амплитуда изменения коэффициента симметрии Т-зубца под действием гелиогеофизических факторов у курящих женщин больше чем у некурящих, риск возникновения патологических изменений у данной группы лиц гораздо выше, т.е. в дни магнитной возмущенности курящая женщина в состоянии стресса находится в группе риска по заболеваниям сердечно-сосудистой системы.

Выводы: нами обнаружено, что ритмика сердца у курящих женщин является менее стабильной и в большей степени зависит от стресс-факторов. Вариации солнечной активности и геомагнитного поля в сочетании с эмоциональной нагрузкой приводят к заметному изменению параметров сердечной ритмики именно у табакозависимых людей. Для повышения достоверности результатов мы считаем необходимым продолжить эксперимент, увеличив сроки мониторинга и количество испытуемых.