Межполовые отличия вегетативной регуляции сердечного ритма у молодых людей, проживающих в условиях Среднего Приобья

Введение. Показатели функционирования сердечно-сосудистой системы выступают в качестве критерия адаптационных процессов, протекающих в организме [1]. Вариабельность сердечного ритма (ВРС) широко используется для определения функционального состояния организма и оценки механизмов адаптации [2] в процессе профессиональной деятельности [3], спортивной подготовки [4–6], выполнения умственной работы [7], в различных климатических условиях [8, 9], в условиях космического полета [10] и др. Встречаются работы, посвященные особен- ностям ВРС в условиях Севера [9, 11–13]. Студенты вузов, расположенных на северных территориях, вынужденно адаптируются к сочетанному воздействию факторов образовательного процесса и суровых климатогеографических условий. Студенты, получающие медицинское образование, находятся в особом положении в связи с высокой интенсивностью учебной нагрузки [14]. При этом в ряде исследований показаны отличия со стороны вегетативной регуляции ритма сердца у представителей мужского и женского пола, выявленные в различных условиях [1, 9, 15].

Цель исследования. Выявить межполовые отличия параметров вариабельности сердечного ритма у молодых людей при обучении в сложных климатогеографических условиях.

Материалы и методы. Исследование проходило весной 2015 г. (март-май). В качестве волонтеров выступили студенты первого и второго курсов лечебного факультета Ханты-Мансийской государственной медицинской академии. Всего в исследовании участвовало 35 юношей (средний возраст 18,74±1,22 года) и 61 девушка (средний возраст 18,77±0,80 года).

Показатели ВРС определяли при помощи пульсоксиметра «ЭЛОКС-01» [16]. Исследование проводили в отдельной комнате, не ранее чем через 1–1,5 ч после еды, при отсутствии посторонних раздражителей, в дни с обычным уровнем повседневной двигательной активности. Среди параметров ВРС были определены: RRNN (мс); средняя ЧСС (уд./мин); SDNN (мс); RMSSD (мс); pNN50 (%); коэффициент вариации (CV, %); мода (Мо, мс); амплитуда моды (Аmо, %); DX (мс).

Были рассчитаны вторичные показатели вариационной пульсометрии: индекс напряжения регуляторных систем, или стресс-индекс (ИН); индекс вегетативного равновесия (ИВР, усл. ед.); вегетативный показатель ритма (ВПР, усл. ед.); показатель адекватности процессов регуляции (ПАПР, усл. ед.).

При спектральном анализе ВРС были определены главные спектральные компоненты: высокочастотные (High Frequency – HF), низкочастотные (Low Frequency – LF) и очень низкочастотные (Very Low Frequency – VLF). Вычислялись абсолютная суммарная мощность в диапазоне (мс2) и относительное значение в процентах (HF, %; LF, %; VLF, %) от суммарной мощности во всех диапазонах (Total Power – TP). При этом показатель ТР определялся как сумма мощностей в диапазонах HF, LF и VLF. По данным спектрального анализа сердечного ритма были вычислены производные показатели: индекс централизации (ИЦ, Indexof Сentralization) по формуле ИЦ=(VLF+LF)/HF и индекс ваго-симпатического равновесия LF/НF.

Критерием исключения из исследования служили диагностированные заболевания сердечно-сосудистой, дыхательной, эндокринной систем, а также острые воспалительные заболевания.

Тип исследования – одномоментное (поперечное). Способ создания выборки – нерандомизированный. Результаты исследования были подвергнуты статистической обработке с использованием программы Statisti-ca 8. Проверка нормальности распределения производилась с использованием трех методов: Колмогорова–Смирнова, Лиллиефорса и Шапиро–Уилка. Во всех процедурах статистического анализа критический уровень значимости p принимался равным 0,05. Для проверки статистических гипотез применяли непараметрические методы – тесты Колмогорова–Смирнова, Манна–Уитни и Вальда– Вольфовица. Для описания выборочного распределения использовались следующие выборочные характеристики: среднее значение (M), стандартное отклонение (SD), медиана (Me), первый (Q 1 , 25 %) и третий (Q 3 , 75 %) квартили. Рассчитывались среднеарифметическое (М), среднеквадратическое отклонение (SD), стандартная ошибка среднего арифметического (SEM) [17].

Результаты и обсуждение. В ходе анализа полученных результатов по основным характеристикам сердечного ритма статистически значимых отличий между студентами мужского и женского пола выявлено не было (табл. 1). В обеих группах средние характеристики математического ожидания соответствовали значениям, характерным для нормотонии [18]. RRNN отражает сумму влияний симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы (ВНС) на синусовый ритм [19]. Сопоставление значений моды с RRNN и величины SDNN демонстрируют высокую стационарность процесса. SDNN – один из основных параметров ВРС, интегральный показатель, зависящий от сочетанного влияния на синоатриальный узел симпатического и парасимпатического отделов ВНС. Величины SDNN у здоровых людей составляют 59,8±5,3 мс [19]. Средние характеристики SDNN у студентов мужского и женского пола соответствуют значениям, характерным для парасимпатикотонии (>40 мс). Средние величины CV входят в границы значений, ха- рактерных для нормотонии (3–8 %) [18]. CV по физиологическому смыслу соответствует SDNN, но учитывает влияние ЧСС [19].

В исследованиях М.И. Бочарова и соавт. были получены данные о гендерных отличиях вегетативной регуляции молодых людей, проживающих на северных территориях Рос- сии. Для RMSSD, характеризующего активность парасимпатического звена вегетативной регуляции, и pNN50 авторы обнаружили значимо большие величины у девушек [9]. В нашем исследовании по данным параметрам значимых межполовых отличий выявлено не было.

Таблица 1

Примечание. Здесь и в последующих таблицах: 1 – критерий Вальда–Вольфовица; 2 – критерий Колмогорова–Смирнова; 3 – критерий Манна–Уитни.

Параметры статистического анализа вариабельности сердечного ритма у студентов младших курсов ХМГМА

При анализе спектральных характеристик (табл. 2) у юношей были определены более высокие значения показателя LF, отражающего низкочастотные компоненты спектра, согласно закону распределения данных (р<0,025) и средним характеристикам (р=0,029). Происхождение низкочастотных колебаний является смешанным при преимущественном влиянии симпатического отдела ВНС [19]. Они могут быть обусловлены, с одной стороны, повышением симпатической вазомоторной активности (собственный ритм сосудодвигательного центра), а с другой – колебаниями ритма артериального давления, реализуемого через барорефлекторные механизмы. Таким образом, у юношей по этому параметру отметили более высокую активность симпатических влияний в регуляции ритма сердца, а также смещение спектра ВРС в сторону низкочастотных волн.

Соотношение LF/HF характеризует баланс симпатических и парасимпатических влияний. Среди юношей преобладание симпатической активности по LF/HF (>1,1 усл. ед.) выявлено у 30 чел., преобладание парасимпатической активности (<0,9 усл. ед.) – у 4 чел. Сбалансированный вегетативный гомеостаз (0,91,1 усл. ед.) уста- новлено у 37 чел., преобладание парасимпатической активности (<0,9 усл. ед.) – у 20 чел. Сбалансированный вегетативный гомеостаз (0,9

Манна–Уитни). Индекс вагосимпатического взаимодействия отражает соотношение вклада симпатических и парасимпатических влияний в регуляцию ритма сердца: чем больше значение LF/HF, тем значительнее вклад симпатической нервной системы.

Таблица 2

Параметры спектрального анализа вариабельности ритма сердца у студентов младших курсов ХМГМА

Процентный вклад низкочастотных колебаний (LF norm) в общую мощность спектра у девушек также был значимо ниже, чем у юношей (согласно критериям Колмогорова–Смирнова и Манна–Уитни). Напротив, процентный вклад в общую мощность спектра высокочастотных колебаний (HF norm) у девушек был выше, чем у юношей, по всем трем примененным критериям. Сходную ситуацию выявили для LF и HF. Высокочастотные колебания сопряжены с фазами дыхательного цикла и отражают модулирующее влияние парасимпатического отдела нервной системы на пейсмекерную активность сину- сового узла [19]. У девушек активность автономного контура регуляции была выше.

В исследованиях М.И. Бочарова и соавт. были получены данные о значимых гендерных отличиях вегетативной регуляции молодых людей, проживающих на северных территориях России: значения высокочастотных колебаний выше у девушек, низкочастотных колебаний – у юношей. Авторы обнаружили у девушек преобладание парасимпатической активности ВНС [9].

Индекс централизации указывает на соотношение активности центрального и автономного контуров регуляции ритма сердца.

У юношей величины ИЦ были значимо выше, чем у девушек, по двум критериям: Колмогорова-Смирнова (р<0,05) и Манна-Уитни (р=0,004).

Были рассчитаны вторичные показатели вариационной пульсометрии (табл. 3). Они применяются для определения состояния нервно-психического напряжения. Есть данные, что индексы вариационной пульсомет-рии реагируют на увеличение нервнопсихических нагрузок раньше, нежели такие показатели, как частота дыхательных движений, частота сердечных сокращений, величина артериального давления [21].

Величины индекса напряжения в обеих группах находились в диапазоне, характерном для парасимпатикотонии (<50) [18]. Студенты обоих полов имели низкие величины ИН. Определение ИН осуществлялось с целью оценки степени напряжения регуляторных механизмов [22]. Известно, что напряжение регуляторных механизмов растет на фоне усиления симпатических влияний. Повышение ИН характерно для напряжения механизмов адаптации; при успешной адаптации величины ИН невысоки.

Общепризнано, что низкие величины ИН говорят о хорошем функциональном состоянии организма. Однако есть сведения, что в определенных ситуациях ИН теряет свое изначальное значение. Так, некоторые авторы указывают, что у спортсменов при перетренировке или остром переутомлении по «па расимпатическому» типу ИН дает противоположную информацию [22, 23]. Синусовая аритмия и резко выраженная брадикардия у спортсменов могут быть признаком дезадаптации [22].

В нашем исследовании участвовали студенты, занимающиеся физической культурой в объеме вузовской программы, т.е. не имеющие высокого уровня повседневной двигательной активности. Однако очевидно, что полученные низкие значения ИН не могут считаться здесь признаком успешной адаптации и оптимального функционального состояния организма. Можно предположить, что интенсивное воздействие факторов образовательного процесса в медицинском вузе и экстремальных климатических условий северных территорий, вызывая напряжение регуляторных механизмов, приводит к хроническому их перенапряжению.

У девушек обнаружили выраженные тенденции к более высоким значениям ИВР (р=0,059 - критерий Вальда-Вольфовица). ИВР характеризует соотношение между активностью симпатического и парасимпатического отделов ВНС. При преобладании парасимпатической активности его значение уменьшается, при преобладании симпатической - увеличивается. Величины вегетативного показателя ритма у юношей и девушек превышали значения, свойственные нормотонии, причем в большей степени - у девушек.

Таблица 3

Вторичные показатели вариационной пульсометрии у студентов младших курсов ХМГМА

У девушек обнаружили выраженные тенденции к более высоким значениям показателя адекватности процессов регуляции (р=0,096 – критерий Вальда–Вольфовица). ПАПР отражает соответствие между активностью симпатического отдела ВНС и ведущим уровнем функционирования синусного узла [19]. По величине ПАПР можно судить об избыточной или недостаточной централизации управления ритмом для данной ЧСС. Некоторое снижение этого индекса у юношей позволяет предположить у них большую роль автономного контура регуляции.

Заключение. Таким образом, по параметрам вариационной пульсометрии были выявлены отличия в вегетативной регуляции ритма сердца между юношами и девушками – студентами северного медицинского вуза. У юношей обнаружили более высокую активность симпатических влияний в регуляции ритма сердца по величинам низкочастотного диапазона колебаний. У юношей наблюдали смещение спектра ВРС в сторону низкочастотных волн.

Согласно индексу вагосимпатического взаимодействия, активность симпатического отдела ВНС преобладала у 85,7 % юношей и 60,6 % девушек. Преобладание парасимпатического отдела ВНС отметили у 11,4 % юношей и 32,7 % девушек. Остальные студенты демонстрировали сбалансированный вегетативный баланс. У девушек обнаружили меньшие величины соотношения LF/HF, что говорит о большем вкладе парасимпатических влияний в регуляцию ритма сердца. О большей активности автономного контура регуляции у девушек свидетельствовали также показатели высокочастотного компонента волнового спектра.

Низкие величины индекса напряжения, обнаруженные у студентов обоих полов, могут свидетельствовать о переутомлении по «парасимпатическому» типу и дезадаптации [23]. В обеих группах отметили высокие значения индекса централизации, при этом у юношей он был статистически значимо выше, что говорит о преобладании у них центральных компонентов регуляции сердечной деятельности. Увеличение вклада центральных регуляторных механизмов может свидетельствовать о значительном напряжении или перенапряжении механизмов адаптации.