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
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 |
|||||
|
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 |
|||||
|
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)
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.
