Изменение работы сердца в условиях высокогорья под воздействием импульсной гипоксии и сфигмотона - частотной модели пульса

Изучение влияния высокогорных условий на организм человека продолжает оставаться одной из актуальных научных проблем физиологии, практическая важность которой обусловлена растущими нуждами в системах здравоохранения, полетов в стратосферу и космос, горовосхожде-ния, физкультуры и спорта.

Во многих исследованиях доказано, что универсальным индикатором компенсаторноприспособительной деятельности организма являются функциональные показатели сердечнососудистой системы (CCC) [1,4,6,7,9].

Одним из наиболее важных физиологических показателей деятельности CCC является частота сердечных сокращений. Уровень частоты сердцебиений - весьма лабильный показатель функционального состояния CCC, который изменяется под влиянием как внутренних (эндогенных), так и внешних (экзогенных) раздражителей, отражая различные стороны физиологического напряжения. Средняя частота сердечных сокращений отражает конечный результат многочисленных регуляторных влияний на систему кровообращения и характеризует сложившийся в процессе адаптации уровень гомеостаза [5, 8].

В данной ситуации особенно важно проводить исследования функционального состояния организма, анализ деятельности его сердечнососудистой системы. Необходимым представля-

ется поиск способов увеличения адаптационных резервов организма с целью минимизации отрицательного эффекта от гипоксии, как главного лимитирующего фактора жизни в условиях высокогорья.

В связи с этим, нами была проведена серия исследований с целью определения динамики ЧСС неадаптированных к гипоксии лиц в условиях высокогорья (3500 метров над уровнем моря) и изучение возможности коррекции возникающих при этом сдвигов с помощью импульсно-гипоксических адаптаций и импритинг-технологии «Сфигмотон»- модели электроакустических сигналов (ЭАС) пульса тренированного человека. Раннее проводились исследования по изучению влияния этой модели на значение ЧСС в условиях среднегорья [2, 3].

ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В работе приняли участие сотрудники и студенты кафедры физиологии человека и животных биологического факультета КБГУ и научно-исследовательской лаборатории КБГУ-РАН «Биофизика нейроинформационных технологий» в количестве 30 человек (количество измерений n=450), средний возраст которых составил 20-22 года. Все участники исследования были разделены на 2 группы по 15 человек в каждой. Первая группа (контрольная) не подвергалась воздействию изучаемой модели пульса. Вторая группа (опытная) в течение 10 дней подвергалась 5-минутному воздействию ЭАС «Сфигмотон». Импульсно-гипоксические сеансы были общими для обеих групп. У всех участников исследования ЧСС регистрировалась с помощью метода пуль-соксиметрии на установке Элокс-01М2.

Исследование динамики ЧСС проводилось в КБР в следующих условиях: г.Нальчик (512м) → на Эльбрусе поляна Азау-1 (2300м) → станция «Мир» (3500м, высокогорная гипоксия) → на спуске поляна Азау-2 → г.Нальчик.

Таким образом, участники исследования подвергались действию высокогорной гипоксии в импульсном режиме с частотой 1 раз в день и амплитудой от 512 до 3500 метров относительно уровня Балтийского моря. С учетом этого обстоятельства результаты исследования имеют большое социально-практическое значение, т.к. ежедневно тысячи туристов из разных регионов РФ и других стран именно в этом еще неизученном режиме подвергаются действию высокогорной гипоксии на Эльбрусе.

Полученные данные подвергались статистической обработке с помощью пакета программ SPSS v.13.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

На 1-й день исследования средние фоновые значения ЧСС (г.Нальчик, 512м) в контрольной группе составили 78,98±0,45 уд/мин, в группе опыта-73,94±0,42 уд/мин (рис.1). Такие значения ЧСС соответствуют физиологической норме. После подъема на высоту 3500 метров над уровнем моря (станция «Мир») в обеих группах происходит достоверное увеличение ЧСС: в контрольной группе ее значение возрастает в среднем до 94,49±0,88 уд/мин, а в группе опыта, которая подвергалась действию Сфигмотона,- до 88,48±0,96 уд/мин.

На 3-й день исследования фоновые значения ЧСС в контрольной группе составляют 81,16±0,38 уд/мин, а в группе опыта- 81,9±0,50 уд/мин, то есть находятся практически на одном уровне. На высоте 3500 м значение ЧСС участников группы контроля достигает 89,89±0,94 уд/мин, а группы опыта- 88,06±0,54 уд/мин.

На 5-й день исследования фоновые значения ЧСС на высоте 512 м в контрольной группе составляют 79,23±0,46 уд/мин, в группе опыта -80,14±0,75 уд/мин. После подъема на «Мир» наблюдается следующая динамика: в контрольной группе ЧСС достоверно возрастает до 94,20± 0,79 уд/мин, а в группе опыта только до 87,06±0,62 уд/мин.

На 7-й день фоновые значения ЧСС составляют 79,96±0,52 уд/мин в контрольной группе и 74,29±0,24 уд/мин в группе опыта. На высоте 3500 м в контрольной группе наблюдается достоверное повышение ЧСС до 93,37±0,53 уд/мин. В группе опыта на этой же высоте ЧСС повышается до 87,44±0,62 уд/мин.

В последний 9-й день исследования фоновые значения в контрольной группе составляют 77,60±0,40 уд/мин, в группе опыта- 76,09±0,28 уд/ мин. После подъема на «Мир» наблюдается повышение ЧСС до 90,55±0,75 уд/мин в контрольной группе и до 90,62±0,57 уд/мин в группе опыта.

Таким образом, на высоте 3500 м за 9 дней исследования наблюдаются следующие колебания ЧСС участников исследования: По сравнению со значениями в 1 день (контроль-94,49±0,88 уд/мин, опыт-88,48±0,96 уд/мин), на 3-й день в контрольной группе наблюдается снижение (р<0,05) ЧСС до 89,98±0,94 уд/мин. В это время в группе опыта значение ЧСС практически не меняется и составляет 88,06±0,54 уд/мин. На 5-й день исследования происходит достоверное (по отношению к предыдущему дню) повышение ЧСС до 94,20±0,79 уд/мин в группе контроля, ЧСС участников группы опыта снижается (р>0,05) до 87,06±0,62 уд/мин. На 7-й день ЧСС участников контрольной группы снижается до 93,37±0,53 уд/ мин. В это время в группе опыта ЧСС практически не меняется (87,44±0,62 уд/мин). На 9-й день ЧСС в

Дни исследования

*-р<0,05 по сравнению с фоном

• —    — — гр.контроля (фон) гр.контроля (Мир)

• —    — — гр.опыта (фон) гр.опыта (Мир)

Рис. 1. Динамика ЧСС под влиянием гипоксии и Сфигмотона в г.Нальчик (фон) и на станции «Мир»

группе контроля снижается до 90,55±0,75 уд/мин, а в группе опыта возрастает до 90,62±0,57 уд/мин.

Средние фоновые значения ЧСС участников контрольной группы на высоте 512 метров над уровнем моря (г. Нальчик) за все 10 дней исследования составляли 79,23±0,46 уд/мин. Во второй группе на той же высоте среднее значение ЧСС равнялось 80,72±0,56 уд/мин (рис.2). Полученные в обеих группах значения ЧСС соответствовали физиологической норме, характерной для жителей средне- и высокогорья.

При подъеме на высоту 2300 метров (Азау-1) в контрольной группе произошло достоверное (р<0,05) увеличение ЧСС участников исследования в среднем до 84,31±0,42 уд/мин. В группе опыта, которая до восхождения подверглась действию ЭАС «Сфигмотон», на данной высоте произошло повышение ЧСС до 85,07±0,51 уд/мин.

На высоте 3500 метров происходило достоверное (р<0,05) увеличение ЧСС как в группе контроля, так и в группе опыта. На этом этапе в контрольной группе ЧСС составляла в среднем 92,52±0,78 уд/мин, а в группе опыта- 88,33±0,66 уд/мин. Полученные сдвиги объясняются тем, что на высоте 1500-3500 м становится ощутимым влияние кислородного голодания. В организме наблюдаются реакции, направленные на усиление деятельности компенсаторных механизмов систем дыхания и кровоснабжения – учащение дыхания и ЧСС. Однако, в группе опыта, которая подвергалась воздействию модели «голоса» пульса происходило меньшее (по сравнению с контрольной группой) напряжение данных механизмов.

Далее показатели снимались повторно на спуске. На высоте 2300 м (Азау-2) значение ЧСС в группе контроля оказалось выше, чем было перед подъемом- 88,40±0,55 уд/мин в то время, как в группе опыта оно снизилось до 83,06±0,47 уд/мин, что достоверно меньше значения на этой же высоте во время подъема.

По возвращении в г.Нальчик, ЧСС в группе контроля осталась достоверно выше первоначального фонового и составила в среднем 81,91±0,67 уд/мин. В группе опыта в этих условиях произошло достоверное снижение ЧСС по сравнению с фоном в среднем до 64,45±0,44 уд/мин. Полученные данные могут свидетельствовать об адаптационном эффекте действия «Сфигмотона», на основе которого открывается путь к созданию нового неинвазивного и эффективного способа повышения устойчивости организма к высокогорной гипоксии.

Таким образом, в условиях высокогорной гипоксии происходило увеличение частоты сердечных сокращений у всех участников исследования: в группе контроля- с 79,23±0,46 уд/мин на высоте 512 м до 92,52±0,78 уд/мин на высоте 3500 м, в группе опыта - с 80,72± 0,56 уд/мин до 88,33±0,66 уд/мин. При этом сдвиги ЧСС участников группы опыта имели достоверно меньший диапазон, чем в группе контроля. Полученные данные говорят о том, что воздействие «Сфимотона» помогает организму с меньшими энегрозатратами адаптироваться к условиям высокогорной гипоксии.