Онтогенетические аспекты регуляции артериального давления у учащихся младших классов с различным уровнем умственных нагрузок

Быков Е.В.; Мекешкин Е.А.; Казакова О.А.; Зинурова Н.Г.; Bykov E.V.; Mekeshkin E.A.; Kazakova O.A.; Zinurova N.G.

Научные статьи \ Прикладные науки. Медицина. Технология \ Mедицинские науки \ Патология. Клиническая медицина \ Патология сердечно-сосудистой системы. Сердечно-сосудистые заболевания

Онтогенетические аспекты регуляции артериального давления у учащихся младших классов с различным уровнем умственных нагрузок

Автор: Быков Е.В., Мекешкин Е.А., Казакова О.А., Зинурова Н.Г.

Журнал: Человек. Спорт. Медицина @hsm-susu

Рубрика: Интегративная физиология

Статья в выпуске: 24 (200), 2010 года.

Бесплатный доступ

В работе отражены особенности динамики активности различных уровней нейровегетативной регуляции артериального давления учащихся младших классов в условиях влияния повышенных умственных нагрузок

Нейровегетативная регуляция, артериальное давление, умственные нагрузки

Короткий адрес: https://sciup.org/147152731

IDR: 147152731 | УДК: 616.12+612.6+796.01

Ontogenetic aspects of regulation of arterial pressure at pupils of elementary grades with various level of intellectual loadings

In work features of dynamics of activity of various levels neorovegetativ regulation of arterial pressure of pupils of elementary grades in the conditions of influence of the raised intellectual loadings are reflected

Текст обзорной статьи Онтогенетические аспекты регуляции артериального давления у учащихся младших классов с различным уровнем умственных нагрузок

Актуальность. Проблема научного обоснования внедрения новых образовательных технологий актуализируется тенденцией к ухудшению здоровья на протяжении всего периода нахождения детей в образовательной среде - начиная с дошкольных учреждений, а затем в школе, следовательно, существует потребность в разработке и внедрении психолого-педагогического и медикобиологического мониторинга состояния здоровья учащихся. Это обусловлено тем, что организм ребенка, обучающегося в школе, в настоящее время подвергается широкому спектру воздействий (рост информационных нагрузок, психоэмоциональное напряжение, гипокинезия), особенно в условиях инновационных педагогических технологий и у учащихся младших классов [1, 5, 6, 9, 11]. Критериями, характеризующими «цену адаптации» к умственным нагрузкам, являются показатели эффективности, стабильности и надежности ведущих функций, включая такие, как переработка поступающей информации, мнестические функции, вегетативное реагирование [2—4, 7, 8]. Значительные возрастные перестройки сердечно-сосудистой системы и ее нейровегетативного обеспечения у детей младшего школьного возраста в условиях возрастающего уровня умственных нагрузок (программа «Интеллектуально-игрового всеобуча») требуют тщательного анализа изменений, соответствующего научного сопровождения, проведения мониторинга для диагностики функционального состояния ССС и автономной нервной системы, разработки на его основе коррекционных педагогических и оздоровительных программ.

Цель работы: оценка влияния повышенного уровня умственных нагрузок на онтогенез нейро-вегетативной регуляции артериального давления у младших школьников.

Исследования проведены на базе МОУ СОШ № 98 и № 100 г. Челябинска и в научной лаборатории факультета физической культуры и спорта Южно-Уральского государственного университета (2008-2010 гг.). Основную группу составили учащиеся 2-4-х классов обоего пола, занимающиеся по программе интеллектуально-игрового всеобуча, группу контроля - их сверстники: мальчики и девочки (п = 20 в каждой подгруппе).

Исходные показатели среднединамического давления (СДД) и общей мощности спектра достоверно значимых различий не имели. Наибольшая мощность спектра во всех группах, при отсутствии межгрупповых различий, была в диапазоне ОНЧ-колебаний, отражающих значимость гуморальных факторов регуляции тонуса крупных сосудов (табл. 1). Аналогичным образом выглядела абсолютная мощность УНЧ-колебаний, отражающих влияние метаболических факторов регуляции артериального давления. В диапазонах низкочастотных и высокочастотных колебаний, отражающих вклад сегментарного уровня регуляции СДД, мощность колебаний была незначительной.

Наиболее значимый вклад в регуляцию СДД вносят гуморальные факторы и надсегментарные структуры, включая гипоталамус: доля ОНЧ-колебаний составляет более 50 % от ОМС. Наиболее высокие значения относительной мощности установлены у девочек контрольной группы (59,82 ± 1,11 %), наиболее низкие - у мальчиков основной группы (54,84 ± 1,02 %, р < 0,05).

В целом, превалирование ОНЧ-колебаний является характерной особенностью регуляции артериального давления. Аналогичные значения относительной мощности колебаний в этом диапазоне спектра представлены в работе А.Р. Сабирьянова [10]. Помимо этого, существенный вклад в генез медленноволновых колебаний СДД вносят метаболические факторы, представленные УНЧ-колебаниями. Их доля максимальна у мальчиков основной группы (44,86 ± 0,95 %) и минимальна у девочек контрольной (39,47 ± 0,98 %, р < 0,01).

Проведение пробы с умственной нагрузкой привело к снижению общей мощности колебаний во всех подгруппах, за исключением девочек группы контроля. В результате у них величина ОМС была достоверно выше, чем у остальных обследованных детей (р < 0,05) за счет как ультра низкочастотных, так и очень низкочастотных колебаний. Как показал анализ спектральных характеристик, это является результатом напряжения регуляторных механизмов артериального давления, о чем также свидетельствует наличие исходно более высокого уровня гуморальных факторов в этой подгруппе.

После проведения пробы динамика относительной мощности колебаний в этих диапазонах спектра, в отличие от их абсолютных значений, несущественна.

Представленные результаты анализа спек тральных характеристик СДД, можно полагать, отражают как возрастные, так и гендерные особенности спектральных характеристик СДД, отражающих значимость активности гуморальных факторов регуляции тонуса крупных сосудов в данной возрастной группе.

Далее рассмотрены спектральные характеристики медленноволновой вариабельности показателя СДД учащихся 3-х классов (табл. 2). Величи-

Таблица 1

Результаты спектрального анализа медленноволновой вариабельности среднединамического давления второклассников в состоянии покоя (1) и после проведения пробы с умственной нагрузкой (2) (М ± т)

Показатели		Девочки			Мальчики
Показатели		основная	контрольная	Р	основная	контрольная	Р
СДД, мм рт. ст.	1	80,05 ±2,64	76,40 ± 1,97	>0,05	82,14 ±2,31	78,22 ± 1,54	>0,05
	2	85,50 ± 1,81	80,36 ±2,11	>0,05	86,00 ± 1,70	84,83 ± 1,74	>0,05
	Р	>0,05	>0,05		>0,05	<0,05
ОМС, усл. ед.	1	40,87 ±6,13	37,27 ±4,95	>0,05	42,25 ± 4,67	39,13 ±4,02	>0,05
	2	28,37 ± 3,90	46,27 ± 5,75	<0,05	23,40 ±3,72	23,25 ±3,71	>0,05
	Р	>0,05	>0,05		>0,05	>0,05
УНЧ, усл. ед.	1	17,19 ±2,90	14,65 ± 2,27	>0,05	18,19 ±2,03	16,51 ±2,73	>0,05
	2	12,07 ±2,51	19,30 ±2,42	<0,05	10,10 ± 1,49	9,56 ± 1,28	>0,05
	Р	>0,05	>0,05		>0,05	>0,05
онч, усл. ед.	1	22,81 ±3,08	22,18 ±2,64	>0,05	23,16 ±2,66	22,26 ± 2,79	>0,05
	2	15,93 ±2,43	26,55 ± 3,33	<0,05	12,84 ±3,24	13,24 ±5,43	>0,05
	Р	>0,05	>0,05		>0,05	>0,05
нч, усл. ед.	1	0,15 ±0,15	0,27 ± 0,08	>0,05	0,42 ± 0,08	0,39 ± 0,06	>0,05
	2	0,36 ±0,11	0,31 ±0,16	>0,05	0,44 ± 0,09	0,38 ±0,18	>0,05
	Р	>0,05	>0,05		>0,05	>0,05
вч, усл. ед.	1	0,01 ±0,01	0,01 ±0,01	>0,05	0,01 ±0,01	0,01 ±0,01	>0,05
	2	0,01 ±0,01	0,01 ± 0,01	>0,05	0,01 ±0,00	0,07 ± 0,07	>0,05
	Р	>0,05	>0,05		>0,05	>0,05

Таблица 2

Результаты спектрального анализа СДД учащихся 3-х классов (М ± т)

Показатели		Девочки			Мальчики
Показатели		основная	контрольная	Р	основная	контрольная	р
СДД, мм рт. ст.	1	81,38 ±2,69	82,25 ± 2,05	>0,05	81,56 ± 1,96	79,27 ± 2,32	>0,05
	2	85,38 ± 2,80	94,13 ±2,38	>0,05	85,11± 1,97	87,18 ±2,36	>0,05
	Р	>0,05	>0,05		>0,05	>0,05
ОМС, усл. ед.	1	42,32 ± 5,52	37,79 ± 4,72	>0,05	42,35 ± 4,77	40,76 ± 5,38	>0,05
	2	31,90 ±4,25	34,72 ± 4,45	>0,05	33,58 ±4,66	30,16 ±4,01	>0,05
	Р	>0,05	>0,05		>0,05	>0,05
УНЧ, усл. ед.	1	13,95 ±2,44	12,09 ±2,35	>0,05	17,01 ±2,16	12,68 ± 1,95	>0,05
	2	11,29 ±2,30	11,65 ± 1,96	>0,05	8,73 ± 1,08	8,24 ± 1,29	>0,05
	Р	>0,05	>0,05		<0,01	<0,05
ОНЧ, усл. ед.	1	25,46 ±3,12	23,14 ±2,73	>0,05	23,35 ±2,88	26,22 ±3,01	>0,05
	2	19,27 ±2,97	19,69 ±2,42	>0,05	19,42 ±2,61	15,73 ±2,43	>0,05
	Р	>0,05	>0,05		>0,05	<0,05
нч, усл. ед.	1	1,93 ±0,26	2,55 ± 0,42	>0,05	1,93 ±0,29	1,90 ±0,33	>0,05
	2	1,21 ±0,20	3,42 ±0,51	<0,05	5,37 ± 0,75	4,12 ± 0,98	>0,05
	Р	>0,05	>0,05		<0,001	<0,01
вч, усл. ед.	1	0,01 ±0,01	0,01 ±0,01	>0,05	0,01 ±0,01	0,01 ± 0,01	>0,05
	2	0,01 ± 0,01	0,01 ±0,01	>0,05	0,01 ±0,01	2,05 ± 0,01	< 0,001
	Р	>0,05	>0,05		>0,05	< 0,001

Интегративная физиология

ны СДД и ОМС этого показателя в сравниваемых группах достоверно не различались. Наиболее значимыми факторами регуляции СДД являлись влияния надсегментарных структур, относительная мощность ОНЧ-колебаний была более 50 %, УНЧ-колебаний - от 25 до 40 %.

Умственная нагрузка определяла снижение общей мощности спектра за счет уменьшения активности надсегментарных структур (ОНЧ-колеба-ния) при отсутствии снижения их значимости в регуляции СДД (доля ОНЧ-колебаний оставалась на прежнем уровне - 55-60 %.

Далее рассмотрены показатели медленноволновой вариабельности СДД у учащихся 4-х классов (табл. 3).

Исходная величина показателя СДД колебалась в пределах от 79,42 ± 1,87 мм рт. ст. у мальчиков основной группы до 82,56 ± 2,85 мм рт. ст. у девочек-шахматисток (р>0,05), в большинстве подгрупп имела место тенденция к увеличению по сравнению с предыдущим возрастным периодом, что отражает возрастное повышение артериального давления. Малозначимой была динамика ОМС данного показателя, также при отсутствии межгрупповых и гендерных различий в состоянии покоя.

Величина СДД у 4-классников определялась преимущественно также двумя факторами регуляции: гуморально-метаболическими и надсегментарными (колебаниями в диапазонах СНЧ и ОНЧ), доля которых составляла соответственно от 55,0 % до 59,8 % (ОНЧ) и 35-40 % (СНЧ).

Следует отметить, что доля ОНЧ-колебаний имела тенденцию к повышению во всех группах, наряду с этим нами отмечено возрастное увеличе ние значимости сегментарного уровня регуляции тонуса крупных сосудов до 2,8-4,2 % (у 2-клас-сников менее 0,1 %). Проба с умственной нагрузкой привела к разнонаправленным изменениям СДД (повышение в пределах 5 %, достоверно значимое у мальчиков основной и контрольной групп, девочек контрольной) и ОМС (существенное в контрольной группе у лиц обоего пола, р < 0,05, в основной на уровне тенденции).

Следовательно, в контрольной группе имело место напряжение механизмов регуляции, которое определило значительные сдвиги сосудистого тонуса в сторону его повышения, что повлекло за собой увеличение цифр артериального давления. Анализ спектральных характеристик СДД позволил определить причину такой динамики. Произошло снижение мощности УНЧ- и ОНЧ-колебаний, наиболее низкие цифры зафиксированы в группе контроля, аналогичным образом снизилась активность гуморальной регуляции и надсегментарных структур (р < 0,05). В то же время, доля этих колебаний в структуре медленноволновой вариабельности СДД после умственной нагрузки значимо снизилась лишь в контрольной группе у девочек. Мы также установили, что на фоне снижения мощности колебаний в УНЧ- и ОНЧ-диапа-зонах спектра СДД в 1,5-2 раза повысилась как абсолютная мощность низкочастотных флюктуаций, так и их доля в ОМС (до 8,11 ±0,52 % у мальчиков, 9,65 ± 0,56 % в основной группе и более 11,60 % - в контрольной, р < 0,05).

На наш взгляд, именно высокий уровень сим-патикотонии у лиц контрольной группы в ответ на пробу с умственной нагрузкой определял негатив-

Таблица 3

Результаты спектрального анализа СДД учащихся 4-х классов (М + т)

Показатели Девочки Мальчики основная контрольная Р основная контрольная Р СДД, мм рт. ст 1 82,56 ±2,85 80,73 ± 2,34 >0,05 79,42 ± 1,87 79,81 ±2,05 >0,05 2 88,65 ± 2,96 88,45 ± 1,60 >0,05 86,83 ±2,11 87,08 ± 2,42 >0,05 Р >0,05 <0,05 <0,05 <0,05 ОМС, усл. ед. 1 44,52 ± 5,66 37,18 ±4,23 >0,05 41,37 ±4,76 36,81 ±4,41 >0,05 2 35,42 ± 4,88 21,28 ±2,72 >0,05 29,83 ± 3,66 20,03 ± 2,95 >0,05 Р >0,05 <0,05 >0,05 <0,05 УНЧ, усл. ед. 1 17,75 ±2,53 13,42 ± 1,75 >0,05 15,10 ± 1,72 13,05 ± 1,68 >0,05 2 12,98 ± 1,44 8,02 ± 1,19 >0,05 9,75 ± 1,54 6,28 ± 0,96 >0,05 Р <0,05 <0,05 <0,05 <0,01 ОНЧ, усл. ед. 1 25,51 ±3,03 23,48 ± 2,68 >0,05 25,04 ± 2,89 21,92 ±2,79 >0,05 2 19,02 ±2,77 10,77± 1,54 <0,05 17,62 ±2,06 11,38± 1,84 <0,05 Р >0,05 <0,01 <0,05 <0,05 нч, усл. ед. 1 1,27 ±0,17 1,29 ±0,11 >0,05 1,33 ±0,14 1,54 ±0,14 >0,05 2 3,42 ± 0,42 2,47 ±0,13 >0,05 2,42 ±0,38 2,32 ± 0,37 >0,05 Р <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 вч, усл. ед. 1 0,01 ±0,01 0,01 ± 0,01 >0,05 0,01 ±0,01 0,01 ±0,01 >0,05 2 0,01 ± 0,01 0,02 ±0,01 >0,05 0,03 ± 0,02 0,05 ± 0,04 >0,05 Р >0,05 >0,05 >0,05 >0,05 ные сдвиги ОМС. Характер ответной реакции ней-ровегетативных показателей СДД лиц основной группы отражает лучшую адаптацию к умственным нагрузкам в результате систематических занятий шахматами (участники программы интеллектуально-игрового всеобуча).

Работа выполнена при поддержке Гранта МО РФ № 4960.

Список литературы Онтогенетические аспекты регуляции артериального давления у учащихся младших классов с различным уровнем умственных нагрузок

Быков, Е.В. Сравнительная оценка функционального состояния кардиореспираторной системы детей с различным уровнем двигательной активности/Е.В. Быков, М.Н. Прокопьева//Материалы VI Российского научного форума «РеаСпоМед». -М., 2006. -С. 23-24.
Зверева, СВ. Тендерный аспект развития интеллекта как высшего звена адаптационной системы в детском и подростково-юношеском возрасте/СВ. Зверева//Научные труды I съезда физиологов СНГ. -М.: Медицина-Здоровье, 2005. -Т. 1. -С. 145.
Изменения функционального состояния организма первоклассников в зависимости от педагогической программы/О.А. Никифорова, Н.А. Заруба, В.Е. Быцанова, Е.А. Каленская//Валеология. -1997.-№3.-С21-24.
Казин, Э.М. Влияние социально-биологических факторов на особенности формирования приспособительных реакций учащихся в пубертатном периоде онтогенеза/Э.М. Казин, И.А. Свиридова, М.Г. Березина//Физиология человека. -2008. -Т. 34, № 4. -С. 47-56.
Кормилицына, Н.К. Сохранение умственной работоспособности младших школьников/Н.К. Кормилицына//Альманах «Новые исследования». -М.: Вердана, 2004, № 1-2. -С. 216.
Криволапчук, И.А. Немедикаментозная профилактика и коррекция последствий школьного стресса: возможности физических упражнений/И.А. Криволапчук//Физическая культура: воспитание, образование, тренировка. -2004. -№ 1. -С. 10-15.
Криволапчук, И.А. Психофизиологическая цена напряженной информационной нагрузки у детей и подростков в 5-14 лет/И.А. Криволапчук//Физиология человека. -2008. -Т. 34, №4. -С. 28-35.
Матюхин, В. В. Психофизиологические реакции организма и профилактика состояний перенапряжения у работников разных видов умственного труда/В.В. Матюхин//Гигиена труда на предприятиях г. Москвы. -1992. -№ З.-С. 156-164.
Психофизиологические особенности онтогенеза и механизмы адаптационных процессов воспитанников социально-реабилитационного центра (возраст 6-17 лет)/А.П. Исаев, А.В. Ненашева, А.С. Аминов, Е.А. Черепов//ВестникЮУрГУ. Серия «Образование, здравоохранение, физическая культура». -2005. -Вып. 5. -Т. 1, № 4 (44). -С. 25-32.
Сабирьянов, А. Р. Структура медленноволновой вариабельности показателей гемодинамики, как интегральная характеристика активности уровней регуляции системы кровообращения у детей младшего и среднего школьного возраста: автореф. дис.... д-ра мед. наук/А.Р. Сабирьянов. -Курган, 2005. -41 с.
Шибкова, Д.З. Показатели времени зрительно-моторных реакций учащихся 11-14 лет в условиях профильного обучения/Д.З. Шибкова, М.В. Хайкина, В.П. Мальцев//Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды: материалы II междунар. науч.-практ. конф. -Челябинск: ЧГПУ, 2008. -Т. 2. -С. 171-175.

Еще