Изменения функционального состояния у детей с детским церебральным параличом при выполнении движений циклического характера

Введение. Система кровообращения – индикатор адаптационно-приспособительной деятельности всего организма. Однако число работ, посвященных изучению реактивности сердечно-сосудистой системы, в том числе и методом анализа вариабельности сердечного ритма у детей инвалидов, несмотря на актуальность, недостаточно.

Сниженная двигательная активность у детей с детским церебральным параличом (ДЦП) неблагоприятно сказывается на состоянии гемодинамики, способствует снижению функционирования адаптационно-приспособительных механизмов, особенно у детей с преобладанием центральной регуляции сердечного ритма [9].

Анализ литературных источников позволяет утверждать, что уровень функциональной активности и продолжительность жизни пациентов с ДЦП находится в прямой зависимости от степени двигательного дефицита и сопутствующих заболеваний [4].

Физическая активность у данного контингента детей является обязательным условием для воссоздания и укрепления механизмов адаптации, которые способствуют экономизации сердечной деятельности и улучшению его резервной функции. Наиболее эффективным фактором влияния на физическое развитие является использование физических нагрузок, адекватных возрасту и возможностям больного ребенка. Именно занятия лечебной физкультурой признаны важным методом реабилитации c целью расширения общей двигательной активности, тренировки возрастных моторных функций, ускорения и совершенствования механизмов адаптации к нагрузкам, восстановления рефлекторной деятельности, улучшения пластичностных свойств мышц [7].

В литературе практически отсутствуют сведения о последовательности применения физических упражнений, типах и структурах двигательных нагрузок при выполнении реабилитационных мероприятий посредством лечебной физкультуры у детей с ДЦП. Существующие методики физической реабилитации, направленные на развитие двигательных возможностей, применяются без оценки изменений функционального состояния [2]. Данных о нормах и соответствии производи-

Клендар В.А., Гросс Н.А., Корженевский А.Н.

мых движений энергозатратам для детей с ДЦП не существует.

Бессистемные занятия лечебной физкультурой приводят к усилению импульсации из работающих мышц, способствуют усугублению искаженного афферентного потока нейросигналов. Это приводит к еще большей гиперфункции тех нейроcтруктур, которые и так избыточно возбуждены, склонны к перегрузке, декомпенсации и эпилептизации. Подтверждением этому является, в частности, большое количество патологических феноменов, регистрируемых при электроэнцефалографическом исследовании во время проведения различных кинезитерапевтических и многих других активирующих лечебных воздействий [5].

Нейрофизиологический анализ функционального состояния мозга у больных в резидуальной стадиии ДЦП на фоне применения двигательных нагрузок позволяет выявить количественные и качественные изменения, которые характеризуются нормализацией и усилением проприоцептивной импульсацией от суставно-связочно-мышечного аппарата, что объясняется улучшением прежних и образованием новых паттернов движений [8].

Структура реабилитационного занятия лечебной физкультурой у детей с ДЦП строится на основе дозированных занятий с использованием спортивных и бытовых тренажеров, для освоения разноплановых движений: активно-пассивного типа на мотомеде, циклических движений на беговой дорожке, занятий на тренажере Гросса, позволяющем осуществлять сложно-координационные типы движений.

Поэтому представляется интересным:

– исследование результатов воздействия двигательных упражнений с различной структурой движения (циклическая, ациклическая и смешанная), так как они соответствуют основным структурным формам движений тренажеров, на которых происходит их выполнение;

– оценка адаптационных возможностей системы кровообращения, которая необходима для контроля и недопущения перенапряжения (перетренированности) больных детей, проходящих реабилитационные мероприятия посредством лечебной физкультуры.

Организация и методы исследования. В исследовании принимали участие дети в возрасте от 2 до 14 лет с диагнозом ДЦП, без разделения на формы заболевания. Для оценки степени функциональной приспособленности и устойчивости организма к физическим нагрузкам циклического типа проводилось тестирование на беговой дорожке Kettler в течение 5 мин со скоростью 3 км/ч.

Оценивалось воздействие нагрузки при выполнении движений циклического характера на функциональное состояние сердечнососудистой системы с определением динамики частоты сердечных сокращений (ЧСС, уд./мин); адаптационные возможности организма определялись методом анализа вариабельности сердечного ритма с использованием комплекса «Варикард 2.51» по изменениям показателя общей мощности вариабельности спектра (TPw, mc²), по цифрам средних значений. Функциональные сдвиги оценивались по изменению относительных показателей спектральных характеристик регуляторов сердечного ритма соответствующих частотных диапазонов (HF %, LF %, VLF %), а также SI [1].

Результаты. Исходное функциональное состояние, определяемое по средним значениям относительных спектральных характеристик вариабельности сердечного ритма у детей исследуемой группы, характеризуется преобладающим воздействием симпатических (вазомоторных и нейрогуморальных) регуляторов (LF, VLF), при значительно сниженных вагусных (парасимпатических) показателях автономных структур регуляции (HF).

В возрастной группе до 3 лет спектральное соотношение: VLF > LF > HF; в возрастных группах 4–5 лет и 6–12 лет LF > VLF > HF.

Показательно, что во всех возрастных группах низкие значения резервов адаптации с низким и умеренным потенциалом восстановления (НF = 24,4 %; 23,7 %, 29,5 %).

Адаптационные возможности с увеличением возраста от 3 до 12 лет снижаются до состояния астенизации (Tpw,mc² от 4951 до 1655 mc²).

Исходные показатели исследуемых возрастных групп в значительной степени отличаются от аналогичных возрастных показателей здоровых детей [3, 6].

В младшей группе, у детей до 3 лет, ответ на физическую нагрузку циклического типа характеризуется активизацией автономных структур регуляции с выраженным увеличением показателей дыхательных волн (HF) на 34 %, умеренным увеличением регуляции вазомоторного центра (LF) на 15 %, незначи- тельным увеличением ЧСС на 8 %, значительным снижением регулирующего воздействия эрготропных надсегментарных структур (VLF) на 44 %, а также снижением уровня центральной регуляции (SI) на 34 % и суммарной мощности спектра (Tpw) на 52 %.

Данную реакцию можно оценить как нетипичную, энергодефицитную и дискордант-ную. Нетипичность выражается в том, что при реализации физиологического ответа автономные системы регуляции проявляют умеренную активизацию дыхательных волн и ва-зоматорного центра (увеличение HF и LF) с умеренным увеличением пульсового показателя, но при этом наблюдается значительное снижение нейроэрготропных воздействий на данную нагрузку, фактически происходит их выключение из регуляции, что свидетельствует о быстром истощении энергетических субстратов.

На фоне физической нагрузки и физиологического включения кардиодинамической составляющей (увеличение показателей вазомоторного центра и ЧСС) происходит резкое снижение энерго-метаболической поддержки и резкое снижение вариабельности (Tpw, mc²). Неадекватность подтверждается чрезмерным увеличением тонуса парасимпатической составляющей, которая в стандартных исследованиях, на фоне активизации симпатической составляющей обычно снижается. Резкое снижение влияния центральных регуляторов также говорит о неадекватности реакции на данное воздействие.

Циклический тип движения и данный объем нагрузки показывает неготовность вегетативной нервной системы действовать в определенном алгоритме, обеспечивающем адекватный ответ систем обеспечения, а также несоответствие функциональных и энергетических резервов у детей с ДЦП этого возрастного периода.

В преддошкольной группе детей возрастного периода 4–5 лет реакция на физическую нагрузку данного типа выражается в виде замещения автономных механизмов регуляции, с резко выраженным снижением показателей дыхательных волн (HF) на 30 %, умеренным снижением регуляции вазомоторного центра (LF) на 5 %, незначительным увеличением ЧСС на 1 %, существенным увеличением влияния эрготропных структур (VLF) на 22 %, значительным снижением уровня центральной регуляции (SI) на 35 % и увеличением суммарной мощности вариабельности (Tpw) на 34 %.

Отличительной особенностью является повышенное воздействие нейрогуморальных обеспечительных механизмов без подключения центрального регулирования, что может свидетельствовать о напряженном характере ответа автономных структур, их несостоятельности, а также малой аэробной емкости и производительности.

Выполнение данного типа движений и данная нагрузка указывает на неготовность адекватно отвечать на неё и малый функциональный резерв у детей данной возрастной группы. Обеспечение адаптации идет не за счет кардиодинамических автономных регуляторов, а за счет нейрогуморальных структур с регуляцией по гиперэргическому типу с большой вероятностью срыва адаптации.

В группе детей с ДЦП дошкольного и школьного возраста 6–12 лет в ответ на циклическую нагрузку наблюдается смещение регуляции сердечного ритма от автономных центров к центральным, умеренное повышение регуляции вазомоторного центра (LF) на 4 %, снижение ЧСС на 2 %, увеличение регуляции эрготоропных надсегментарных структур (VLF) на 18 %, а также уровня центральной регуляции (SI) на 1 % и увеличение суммарной мощности спектра (Tpw) на 41 %.

При этом в наибольшей мере и прежде всего, растет активность энергометаболического звена регуляции, незначительно увеличивается активность вазомоторной регуляции и резко снижаются резервные возможности (HF 37 % ↓) (табл. 1).

Последовательность и интенсивность включения структур адаптации – кардиорит-могенной, вазомоторной, энергометаболической – говорит о том, что сила воздействия неадекватна функциональным возможностям, запасы энергообеспечения недостаточны, экономизация обеспечительных вегетативных реакций отсутствует.

Увеличение тонуса нейрогуморальных механизмов свидетельствует о повышенном нагрузочном воздействии такого типа движений и о низком защитном уровне автономных адаптационных реакций на данный вид двигательной активности у детей с церебральным параличом.

Реакция на нагрузку с данным типом движений не соответствует функциональным резервам детей с ДЦП данного возрастного

Таблица 1

Table 1

Динамика спектральных характеристик сердечного ритма у детей с ДЦП при занятиях на беговой дорожке в разных возрастных группах

The dynamics of heart rate spectrum characteristics in children with cerebral palsy from different age groups when walking on a treadmill

Возраст Age	Положение Stage	HF, %	LF, %	VLF, %	ЧСС, уд./мин HR, bpm	СИ, усл. ед. SI, c. u.	Tpw, mc²
До 3 лет Under 3 years	Исходное Initial	24,4 ± 2,2	33,2 ± 3,1	43,3 ± 3,1	80 ± 5,1	156 ± 4	4951 ± 452
	Дорожка Treadmill	37,2 ± 2,5	39,4 ± 2,7	24,3 ± 2,7	87 ± 4,8	133 ± 2	2370 ± 312
	Δ %	34 % ↑	15 % ↑	44 % ↓	8 % ↑	34 % ↓	52 % ↓
4–5 лет 4–5 years	Исходное Initial	29,5 ± 1,6	38,4 ± 2,1	32,5 ± 2,5	105 ± 7,2	237 ± 8	3639 ± 208
	Дорожка Treadmill	20,7 ± 1,7	36,2 ± 2,1	42,3 ± 2,4	106 ± 6,9	154 ± 6	5471 ± 402
	Δ %	30 % ↓	5 % ↓	22 % ↑	1 % ↑	35 % ↓	34 % ↑
6–12 лет 6–12 years	Исходное Initial	23,7 ± 2	49,5 ± 2,1	28,4 ± 2,5	105 ± 4,8	205 ± 10	1655 ± 156
	Дорожка Treadmill	15,2 ± 2,5	51,3 ± 2,1	34,2 ± 2,3	103 ± 6,2	207 ± 9	2815 ± 203
	Δ %	37 % ↓	4 % ↑	18 % ↑	2 % ↓	1 % ↑	41 % ↑

Таблица 2

Table 2

Динамика спектральных характеристик сердечного ритма у детей с ДЦП (мальчиков и девочек) при занятиях на беговой дорожке

The dynamics of heart rate spectrum characteristics in boys and girls with cerebral palsy when walking on a treadmill

Пол Sex Положение Stage HF % LF % VLF % ЧСС, уд./мин HR, bpm СИ, усл. ед. SI, c. u. Tpw, mc² М Male Исходное Initial 28,1 ± 2,7 40,3 ± 2,7 32,3 ± 2,8 99 ± 5,1 170 ± 8 4026 ± 340 Дорожка Treadmill 20,2 ± 2,1 40,4 ± 2,7 39,2 ± 2,1 102 ± 6,2 141 ± 6 4948 ± 401 Δ % 29 % ↓ 0,2 % ↑ 18 % ↑ 3 % ↑ 17 % ↓ 19 % ↑ Д Female Исходное Initial 25,2 ± 2,7 37,5 ± 2,6 38,6 ± 2,7 109 ± 7,4 396 ± 5 1278 ± 120 Дорожка Treadmill 29,5 ± 2,3 36,9 ± 2,6 33,6 ± 2,6 106 ± 6,2 242 ± 4 2476 ± 235 Δ % 14 % ↑ 2 % ↓ 13 % ↓ 3 % ↓ 39 % ↓ 48 % ↑ периода. При этом в данной возрастной группе уже наблюдается потенциальная готовность систем обеспечения к движениям и нагрузкам данного типа, объясняемая началом препубертатных изменений.

Гендерные различия на движения циклического типа и соответствующую нагрузку есть. В ответ на физическую нагрузку с движениями циклического типа у мальчиков ответ систем адаптации строится за счет умеренной ответной гемодинамической реакции, но преимущественно за счет нейрогумораль-ной эрготропной.

У девочек реакция на данный вид физической нагрузки является более физиологичной. Она осуществляется за счет имеющихся автономных механизмов регуляции, при снижающихся влияниях центральных структур, то есть реакции адаптации у девочек выше, чем у мальчиков (табл. 2).

Заключение. Длительная гипокинезия неблагоприятно сказывается на состоянии гемодинамики у детей с ДЦП и способствует снижению функционирования адаптационноприспособительных механизмов. Исходное функциональное состояние детей с ДЦП характеризуется низкими значениями резервов адаптации, низкой аэробной мощностью, низким потенциалом восстановления. Адаптационные возможности детей с ДЦП с увеличением возраста от 3 до 12 лет снижаются до состояния астенизации. Для детей до 3 лет данная нагрузка циклического характера не соответствует существующим у них дыхательным и кардиодинамическим функциональным резервам, ответная реакция систем адаптации протекает по гипоэргическому типу. Дети возрастной группы 4–5 лет показывают напряженный характер ответа автономных структур, их несостоятельность, а также малую аэробную емкость и производительность. У детей дошкольного и школьного возраста 6–12 лет наблюдается потенциальная готовность систем обеспечения к движениям и нагрузкам длительного циклического характера в связи с началом препубертатных изменений. Двигательные нагрузки являются наиболее эффективным фактором влияния на развитие и расширение функциональных возможностей детей с ДЦП. Движения циклического типа способствуют увеличению возбудимости и лабильности мышц, развитию общей выносливости.

Рекомендации. При физических нагрузках циклического типа:

• –    детям до 3 лет необходимо применять и проводить занятия в аэробном режиме со сниженным нагрузочным воздействием, но с постепенным увеличением времени проведения занятий;

• –    детям 4–5 лет желательно проводить занятия аэробной направленности с умеренным увеличением нагрузочного воздействия и с увеличением времени проведения занятий;

  – детям дошкольного и школьного возраста 6–12 лет рекомендуется увеличение нагрузочных мероприятий с движениями циклического типа с периодами отдыха для восстановления.