Изменчивость вариабельности сердечного ритма как отражение реализации физиологических механизмов адаптации организма

Функциональная активность кардиорес-пираторной системы является адекватным отражением эффективной реализации механизмов адаптации организма к постоянно меняющимся факторам окружающей среды [8, 13]. В свою очередь вариабельность сердечного ритма представляет собой универсальный индикатор функционального состояния различных звеньев регуляторного механизма человека и животных, что позволяет своевременно регистрировать изменения ней-рогуморального равновесия, а также оценивать степень участия симпатических, парасимпатических нервных и гуморальных звеньев механизмов регуляции для обеспечения энергоэффективной сердечной деятельности [4, 5, 11, 15, 16].

Цель. Изучить динамику вариабельности сердечного ритма у студентов, отражающую реализацию механизмов адаптации организма к условиям обучения в вузе.

Организация и методы. Изучение вариабельности сердечного ритма (ВСР) методом кардиоинтервалографии по Р.М. Баевскому [1] проводили у студентов 1–2 курсов технического вуза в возрасте 17–19 лет (n = 30). В ходе лонгитюдных исследований с соблюдением биоэтических норм юношам назначали плацебо (II группа) и органическое соединение «Селенес+» (III группа) согласно рекомендациям Минздрава РФ перорально по 1 драже ежедневно за один месяц до начала 1, 2, 3 и 4 экзаменационных сессий. При этом студенты I группы служили контролем.

Исследование показателей ВСР проводили в положении «лежа» с соблюдением стандартных условий регистрации кардиоинтерва-лограммы при помощи аппаратно-программного комплекса «Варикард 2.51» (ООО ИВНМТ «Рамена», Россия). Анализ параметров ВСР осуществляли согласно стандартам Европейского кардиологического общества и СевероАмериканского общества кардиостимуляции и электрофизиологии, а также в соответствии с российскими методическими рекомендациями [2, 17]. При этом были определены временные характеристики кардиоинтервалов: частота сердечных сокращений (HR, уд./мин), стандартное отклонение разности последовательных RR-интервалов (RMSSD, мс), частота последовательных RR-интервалов с разностью более 50 мс (pNN50, %); показатели вариационной пульсометрии: мода (Mo, мс), вариационный размах (MxDMn, мс), индекс напряжения регуляторных систем (SI). Также учитывали данные спектрального анализа (частотные параметры): общая мощность спектра (TP), мощность в высокочастотном (HF, мс2, 0,16–0,4 Гц), низкочастотном (LF, мс2,0,05–0,15 Гц) и очень низкочастотном (VLF, мс2, < 0,05 Гц) диапазонах; коэффициент LF/HF. Для выявления типа вегетативной регуляции был использован метод, предложенный Н.И. Шлык [7, 9, 10]. В целях комплексной оценки ВСР рассчитан показатель активности регуляторных систем (ПАРС). Полученные в ходе исследований данные подвергали статистической обработке при помощи программы Statistica 6.0 for Windows и программного комплекта статистической обработки Microsoft Excel-2011 с использованием критерия Манна–Уитни.

Результаты. Поскольку студенты II группы (плацебо) занимали промежуточное положение между сверстниками I (контроль) и III (опыт) групп, то в статье приведена срав- нительная характеристика исследованных параметров ВСР юношей I и III групп.

Измерение временных характеристик кардиоинтервалов показало, что частота сердечных сокращений исследуемых юношей обеих групп находилась в диапазоне 57–94 уд./мин без статистически значимой межгрупповой разницы. Разностные показатели вариабельности ритма сердца, такие как RMSSD и pNN50, свидетельствовали о преобладающей активности парасимпатической нервной системы у юношей, получавших «Селенес+» (P < 0,05). Так, их значения у студентов I и III групп составляли соответственно 29,3 ± 5,28 и 46,9 ± ± 5,31 мс; 12,4 ± 3,68 и 23,1 ± 3,92 %.

Мо, отражающая наиболее вероятный уровень функционирования сердечно-сосудистой системы, у юношей контрольной и опытной групп была равна 809,6 ± 22,10 и 789,2 ± ± 25,00 мс. MxDMn, связанный с активностью парасимпатической нервной системы был, наоборот, выше у студентов опытной группы по сравнению с интактными сверстниками (255,0 ± 17,92 против 195,3 ± 20,05 мс; р > 0,05).

Индекс напряжения регуляторных систем, или стресс-индекc, показывающий степень централизации управления сердечным ритмом и, как следствие, активность симпатического отдела ВНС, был выше у студентов контрольной группы по сравнению со сверстниками III группы и составлял соответственно 251,4 ± 26,96 и 157,54 ± 14,53.

В физиологическом аспекте спектральный анализ ВСР позволяет оценить активность отдельных уровней управления сердечным ритмом. В таблице показаны некоторые спектральные характеристики ВРС студентов сравниваемых групп.

Мощность высокочастотной составляющей спектра (НF, с2), отражающая дыхательные волны и определяемая связью вагуса

Спектральные характеристики вариабельности сердечного ритма Spectral characteristics of heart rate variability

Примечание:* – достоверные изменения по сравнению с контрольной группой (P < 0,01).

Note:* – significant changes in comparison with the control group (P < 0.01).

с синусовым узлом [12], была выше у студентов, получавших «Селенес+», что свидетельствует о наличии у них большей активности парасимпатической нервной системы по сравнению с контрольными сверстниками. Этот факт доказывает состояние меньшего психоэмоционального напряжения юношей опытной группы.

Аналогичная закономерность выявлена по отношению к мощности низкочастотной составляющей спектра (LF, с2), характеризующей состояние системы регуляции сосудистого тонуса. Данный параметр также был выше у юношей III группы, что говорит о большей активности вазомоторного центра и симпатической нервной системы организма.

Установлено, что показатель доминирующей частоты в диапазоне вазомоторных волн (TLF, с) у студентов группы контроля находился в пределах 10–12 с и составлял 10,7 ± ± 0,97 с, тогда как у юношей опытной группы небольшое его увеличение до 13,7 ± 0,98 с свидетельствовало об определенном замедлении переработки информации в вазомоторном центре.

В то же время следует отметить, что мощность сверхнизкочастотной составляющей спектра (VLF, с2), отражающая влияние высших вегетативных центров на сердечнососудистый подкорковый центр [1, 6], у студентов обеих групп находилась в пределах колебаний физиологической нормы (15–30 % суммарной мощности спектра), что указывает на достаточные адаптационные резервы организма и адекватное функционирование вегетативной нервной системы в регуляции сердечной деятельности.

Уровень LF/HF, характеризующий симпа-то-вагусный баланс регуляции ВСР [14], составлял 1,42 ± 0,16 и 1,04 ± 0,11 у юношей контрольной и опытной группы соответственно, что свидетельствует о нахождении организмов студентов I группы в состоянии большего физиологического напряжения. Важно отметить, что в обоих случаях выявленное соотношение соответствовало нормам бодрствования в спокойном психоэмоциональном и физическом состоянии, что согласуется с нормативами Американской кардиологической ассоциации (American Heart Association, 1996) [17].

По данным спектрального анализа сердечного ритма был рассчитан индекс центра- лизации (IC), показывающий степень преобладания недыхательных составляющих синусовой аритмии над дыхательными [2, 3]. Так, он составил 2,16 ± 0,28 и 1,68 ± 0,21 в контрольной и опытной группах соответственно, что показывает соотношение между центральным и автономным контурами регуляции сердечного ритма [1, 3].

Вычисление параметра ПАРС показало, что большинство студентов сопоставляемых групп находилось в состоянии умеренного функционального напряжения, и лишь единицы – в состоянии выраженного функционального напряжения. Так, ПАРС юношей контрольной и опытной групп был равен 4,0 ± 0,11 и 3,6 ± 0,12 соответственно. Астенизации регуляторных систем, ведущей к развитию риска срыва адаптационных реакций к воздействию различных внутренних и внешних факторов, выявлено не было.

Распределение студентов в группах по типу вегетативной регуляции осуществилось следующим образом: в контрольной группе на долю I (умеренное преобладание центральной регуляции), II (выраженное преобладание центральной регуляции) и III (умеренное преобладание автономной регуляции) типов пришлось 40, 40 и 20 % студентов соответственно, в то время как у сверстников опытной группы это соотношение составило 20 : 40 : 40 %. Юношей с выраженным преобладанием автономной регуляции ВСР (IV тип) среди обследованных зарегистрировано не было. Полученные нами данные о возрастной изменчивости ВСР у студентов младших курсов позволяют объективно оценивать степень адаптированности организма и своевременно проводить ее коррекцию.

Заключение. Выявлено, что студенты опытной группы в межсессионный период имели сопоставимое преимущество над юношами группы контроля, обусловленное назначением органического соединения «Селенес+» за один месяц до начала 1–4 экзаменационных сессий. Установленный факт доказывает корригирующее воздействие моделируемого фактора на характер изменений показателей вариабельности сердечного ритма (большее значение RMSSD и pNN50, меньшее SI) и опосредованно свидетельствует о более эффективной реализации физиологических механизмов адаптации организма студентов 1–2 курсов к условиям обучения в вузе.