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

Автор: Шаламова Е.Ю., Сафонова В.Р., Рагозин О.Н.

Журнал: Ульяновский медико-биологический журнал @medbio-ulsu

Рубрика: Профилактическая медицина

Статья в выпуске: 1, 2016 года.

Бесплатный доступ

Цель. Выявить межполовые отличия параметров вариабельности сердечного ритма у молодых людей при обучении в сложных климатогеографических условиях.Материалы и методы. Обследованы студенты первого-второго курсов лечебного факультета Ханты-Мансийской государственной медицинской академии: 35 юношей и 61 девушка.Исследованы показатели вариабельности ритма сердца при помощи пульсоксиметра«ЭЛОКС-01». Определены параметры статистического и спектрального анализа и рассчитаны вторичные параметры вариабельности сердечного ритма.Результаты и обсуждение. Средние характеристики SDNN у студентов мужского и женского пола соответствовали значениям, характерным для парасимпатикотонии. У юношей наблюдали смещение спектра ВРС в сторону низкочастотных волн, более высокую активность симпатиче- ских влияний в регуляции ритма сердца согласно показателю LF. Активность симпатического отдела ВНС преобладала у 85,7 % юношей и 60,6 % девушек. Девушки демонстрировали меньшие величины соотношения LF/HF. Процентный вклад низкочастотных колебаний в общую мощ- ность спектра у девушек был значимо ниже, чем у юношей. Процентный вклад в общую мощ- ность спектра высокочастотных колебаний у девушек был выше, чем у юношей.Заключение. Выявлены половые отличия в вегетативной регуляции ритма сердца у студентов северного медицинского вуза. У юношей обнаружена более высокая активность симпатических влияний в регуляции ритма сердца, смещение спектра ВРС в сторону низкочастотных волн. У девушек определен больший вклад парасимпатических влияний в регуляцию ритма сердца, бо- лее высокая активность автономного контура регуляции. У юношей в регуляции сердечной дея- тельности преобладали центральные компоненты.

Еще

Студенты, пол, вариабельность ритма сердца

Короткий адрес: https://sciup.org/14113123

IDR: 14113123

Текст научной статьи 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

Параметр

M/Me (Q 1 –Q 3 )

р

Юноши (n=35)

Девушки (n=61)

1

2

3

RRNN, мс

789,74/802,00 (710,00–864,00)

764,77/759,00 (692,00–827,00)

0,583

>0,10

0,218

SDNN, мс

60,63/58,00 (43,00–70,00)

58,51/55,00 (45,00–68,00)

0,576

>0,10

0,701

CV, %

7,61/7,33 (5,99–8,44)

7,61/7,38 (6,20–8,67)

0,316

>0,10

0,891

RMSSD, мс

44,97/39,00 (29,00–55,00)

48,02/46,00 (30,00–58,00)

0,151

>0,10

0,405

pNN50, %

16,89/12,00 (4,00–30,00)

22,02/21,00 (6,00–32,00)

0,151

<0,10

0,205

ЧСС, уд./мин

76,17/74,00 (66,00–85,00)

77,95/77,00 (71,00–86,00)

0,576

>0,10

0,263

Мода, мс

795,43/810,00 (700,00–870,00)

770,49/760,00 (700,00–840,00)

0,583

>0,10

0,280

AMo, %

8,74/9,00 (7,00–10,00)

9,00/8,00 (7,00–11,00)

0,736

>0,10

0,988

DX, мс

365,71/360,00 (280,00–420,00)

339,67/320,00 (280,00–390,00)

0,736

>0,10

0,201

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

Параметр

M/Me (Q1–Q3)

р

Юноши (n=35)

Девушки (n=61)

1

2

3

VLF, мc2

3509,43/2328,00 (1197,00–4184,00)

2707,66/1655,00 (1054,00–3063,00)

0,221

>0,10

0,252

LF, мc2

4276,00/3095,00 (1925,00–5420,00)

2655,36/2559,00 (1316,00–3425,00)

0,097

<0,025

0,029

HF, мc2

2368,57/1199,00 (581,00–2894,00)

2834,89/1998,00 (881,00–3618,00)

0,736

>0,10

0,260

Total, мc2

10153,94/7024,00 (4679,00–11010,00)

8197,92/6803,00 (4103,00–9939,00)

0,576

>0,10

0,396

LF norm, %

67,86/65,00 (57,00–80,00)

55,49/58,00 (42,00–69,00)

0,441

<0,05

0,002

HF norm, %

32,14/35,00 (20,00–43,00)

44,51/42,00 (31,00–58,00)

0,036

<0,05

0,002

LF/HF, усл. ед.

2,94/1,86 (1,35–3,92)

1,74/1,50 (0,74–2,30)

0,908

<0,05

0,003

VLF, %

34,06/31,27 (21,09–44,70)

33,13/31,01 (21,91–42,71)

0,435

>0,10

0,882

LF, %

44,71/42,28 (36,39–53,46)

35,69/35,25 (27,51–43,47)

0,908

<0,025

0,002

HF, %

21,23/17,36 (11,94–28,26)

31,18/24,64 (17,64–44,20)

0,915

<0,05

0,004

ИЦ, усл. ед.

5,14/4,76 (2,54–7,38)

3,52/3,06 (1,26–4,67)

0,915

<0,05

0,004

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

Индекс

M/Me (Q1–Q3)

р

Юноши (n=35)

Девушки (n=61)

1

2

3

ИН

18,72/15,43 (10,32-25,79)

21,76/18,15 (10,96-26,54)

0,743

>0,10

0,465

ИВР

27,97/24,32 (16,67-38,46)

31,70/27,59 (18,42-36,11)

0,059

>0,10

0,513

ВПР

3,96/3,55 (2,91-4,87)

4,42/4,21 (3,06-5,15)

0,441

>0,10

0,202

ПАПР

11,55/11,43 (8,24-13,43)

12,13/10,59 (8,54-14,86)

0,096

>0,10

0,840

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.

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

  • Нотова С.В., Давыдова Н.О., Черемушникова И.И. Комплексный подход к определению уровня адаптации к условиям университета у студентов разных социальных групп. Вестник Северного (Арктического) федерального университета. Сер. Медико-биологические науки. 2014; 2: 56-62
  • Баевский Р.М., Черникова А.Г. Оценка адаптационного риска в системе индивидуального доно-зологического контроля. Российский физиологический журн. им. И.М. Сеченова. 2014; 100 (10): 1180-1194
  • Федотова И.В., Некрасова М.М., Рунова Е.В., Бахчина А.В., Бобоха М.А., Аширова С.А., Кара-тушина Д.И., Ковальчук А.В., Шишалов И.С., Парин С.Б., Полевая С.А. Оценка функционального состояния водителей по параметрам вегетативной регуляции сердечного ритма методом беспроводной кардиоритмографии. Гигиена и санитария. 2014; 1: 73-77
  • Елисеев Е.В. Интервалокардиографическое определение механизмов адаптации кардиореспираторной системы у квалифицированных айкидоистов. Вестн. Челябинского государственного университета. Образование и здравоохранение. 2014; 1: 38-41
  • Лутфуллин И.Я., Альтметова Р.Р. Показатели вариабельности ритма сердца у юных хоккеистов в покое и при проведении активной ортостатической пробы. Физиология человека. 2014; 40 (2): 105-111
  • Фудин Н.А., Классина С.Я., Пигарева С.Н. Взаимосвязь показателей мышечной и сердечно-сосудистой систем при возрастающей физической нагрузке у лиц, занимающихся физической культурой и спортом. Физиология человека. 2015; 41 (4): 82-90
  • Муртазина Е.П. Вариабельность кардиоритма и ее связь с результативностью последующей зрительно-моторной деятельности. Физиология человека. 2015; 41 (2): 29-37
  • Белищева Н.К., Мартынова А.А., Пряничников С.В., Соловьевская Н.Л., Завадская Т.С., Михайлов Р.Е., Петрашова Д.А., Пожарская В.В., Каспарян Ж.Э., Муравьев С.В. Функциональное состояние организма различных возрастных групп населения села Краснощелья как индикатор здоровья в комплексной оценке качества жизни. Вестн. Кольского научного центра РАН. 2014; 2 (17): 19-33
  • Бочаров М.И., Кривощеков С.Г., Ануфриев Г.Н. Гендерные особенности нейротизма и вегетативной регуляции у молодых людей Севера России. Экология человека. 2015; 4: 3-13
  • Баевский Р.М., Лучицкая Е.С., Фунтова И.И., Черникова А.Г. Исследования вегетативной регуляции кровообращения в условиях длительного космического полета. Физиология человека. 2013; 39 (5): 42-52
  • Еськов В.В., Филатова О.Е., Гавриленко Т.В., Химикова О.И. Прогнозирование долгожительства у российской народности ханты по хаотической динамике параметров сердечно-сосудистой системы. Экология человека. 2014; 11: 3-8
  • Максимов А.Л., Аверьянова И.В. Сравнительная информативность оценки типов вегетативной регуляции по индексу Кердо и вариабельности кардиоритма у юношей Магаданской области. Валеология. 2014; 3: 5-10
  • Филатова Д.Ю., Эльман К.А., Горбунов Д.В., Проворова О.В. Сравнение параметров сердечно-сосудистой системы группы учащихся Югры в аспекте адаптации организма к условиям Севера. Сложность. Разум. Постнеклассика. 2015; 4: 13-21
  • Бисалиев Р.В. Психологические аспекты адаптации студентов медицинского вуза. Современные наукоемкие технологии. 2007; 4: 97-98
  • Лукина С.Ф., Чуб И.С., Нефёдова К.О. Сердечный ритм в процессе когнитивной деятельности у детей 8-10 лет с разными соматотипами. Вестн. Северного (арктического) федерального университета. 2015; 1: 24-30
  • Руководство по эксплуатации пульсоксиметра «ЭЛОКС-01». Самара: ЗАО Инженерно-медицинский центр «Новые Приборы»; 2014. 20
  • Бююль А., Цефель П. SPSS: искусство обработки информации. Анализ статистических данных и восстановление скрытых закономерностей. М.: ДиаСофт; 2005. 608
  • Максумова Н.В. Оценка вегетативного тонуса и уровня адаптации на основе комплексного анализа показателей вариабельности ритма сердца. Практическая медицина. 2015; 1, 3 (88): 46-51
  • Михайлов В.М. Вариабельность ритма сердца. Опыт практического применения метода. Ивано-во; 2000. 200
  • Королёва М.А., Воронин И.М. Оценка вегетативной регуляции сердечного ритма после интенсивного светового воздействия у здоровых молодых людей. Научные ведомости Белгородского государственного университета. Сер. Естественные науки. 2014; 29, 23 (194): 90-98
  • Мартышов А.В. Влияние комплекса упражнений на развитие приспособительных реакций организма к физическим нагрузкам при подготовке единоборцев на учебно-тренировочных занятиях в обучающем режиме. Вестник Московского государственного областного университета. Сер. Естественные науки. 2011; 3: 60-64
  • Дембо А.Г., Земцовский Э.В. Спортивная кардиология: руководство для врачей. Л.: Медицина; 1989. 464
  • Нечаев В.И., Коновалов В.Н., Грязнов В.К. Математический анализ сердечного ритма в практике спорта высших достижений. Юбилейный сборник трудов ученых РГАФК, посвященный 80-летию академии. М.; 1998. 2: 128-135
Еще
Статья научная