Ортостатическая устойчивость системы кровообращения и уровней ее регуляции у девочек с различным уровнем двигательной активности

Целью данных исследований являлось изучение ортоустойчивости хронотропной функции сердца, артериального давления и уровней регуляции ритма сердца у девочек 11–13 лет с разным уровнем двигательной активности.

Методы и организация исследования. В исследованиях участвовали девочки 11–13 лет первой группы здоровья. В первую группу вошли девочки с относительным малоподвижным образом жизни (уроки физкультуры 3 раза в неделю), не посещающие спортивные секции (n = 39). Вторая группа состояла из девочек (n = 41), которые помимо школьных уроков физкультуры в течение 2–3 лет 3 раза в неделю посещали легкоатлетическую секцию (бег на средние дистанции). Исследова- ния проводились с письменного разрешения родителей девочек в первую половину дня во второй четверти учебного года.

Показатели кровообращения регистрировались в течение 500 кардиоинтервалов в положении лежа и активного ортостаза при помощи диагностирующей системы «Кентавр II РС» фирмы «Микролюкс», Челябинск. Изучались: частота сердечных сокращений (ЧСС), систолическое артериальное давление (САД, мм рт. ст.), диастолическое артериальное давление (ДАД, мм рт. ст.).

При помощи программы «Биоспектр» [7] проводился анализ медленноволновой вариабельности ритма сердца (РС) с учетом диапазонов, рекомендованных Европейским Кардиологическим обществом и Северо-Американским обществом электрофизиологии. Анализировались общая мощность спектра (ОМС), абсолютная и относительная мощность в диапазонах спектра (VLF, LF, HF), мода и медиана спектра (Мо и Ме, Гц), а также частотно-временные характеристики ведущих гармоник диапазонов спектра (мощность, амплитуда, частота).

Учитывая психомоторные особенности детей данного возраста, тренды изучаемых показателей подвергались интерполяции, что позволило устранить помехи и погрешности в процессе регистрации показателей.

При интерпретации результатов анализа вариабельности использовались общепринятые представления о регуляторном генезе медленноволновых колебаний [1, 5, 11].

Результаты и их обсуждение. Исследования показали, что между девочками, активно занимающимися физической культурой и ведущими малоподвижный образ жизни, не выявляется статистически значимых различий как в показателях ЧСС и АД в положении лежа, так и их реакции при переходе в активное ортостатическое положение. В обеих группах переход в ортоположение сопровождается ростом САД (в первой группе – с 119,45 ± 1,07 до 127,0 ± 1,1 мм рт. ст., р < 0,01; во второй – с 118,83 ± 1,35 до 123,61 ± 1,48 мм рт. ст., р < 0,05), что на фоне прироста ДАД свидетельствует о неблагополучной гипертонической реакции и является следствием стресс напряжения детей в течение учебного года [4] на фоне критического периода развития девочек. При этом, как показывают исследования, высокая двигательная активность не компен- сирует неблагополучную реакцию АД. Однако анализ индивидуальных реакций САД показал, что в группе детей, ведущих малоподвижный образ жизни, гипертоническая реакция САД (повышение показателя на 5 % и более [2, 10]) выявляется в 68,2 % случаев, тогда как во второй группе – только в 50,0 %.

Анализ частотно-временных характеристик вариабельности РС выявляет значительные различия медленноволновых колебаний показателя, зависящие от особенностей ней-рогуморальной регуляции сердечной деятельности детей с различным уровнем двигательной активности. Так, у девочек первой группы выявляются более высокие показатели ОМС (79 866,56 ± 13 033,48 мс2 по сравнению с 8633,95 ± 441,26 мс2, р < 0,05 во второй группе), проявляющиеся и в абсолютной мощности диапазонов медленноволнового спектра. Это свидетельствует о лабильности как системы регуляции гемодинамики в общем, так и нейрогуморальных механизмов в нетренированном организме в частности. При этом, если в ортостатическом положении в данной группе не наблюдается изменений абсолютных показателей мощности, то в группе девочек, занимающихся спортом, выявляется рост ОМС в первую очередь за счет LF части спектра, связанной с симпатической нервной системой.

Различия в группах детей выявляются и при анализе относительного распределения мощности в диапазонах (табл. 1).

Как видно из табл. 1, в первой группе детей мощность колебаний в основном распределена в LF и HF диапазонах, тогда как во второй группе наблюдается преобладание низкочастотных колебаний. Кроме того, во второй группе девочек выявляются более высокая относительная доля VLF и низкая HF по сравнению с первой. Данные особенности относительного распределения в группе детей, занимающихся спортом, могут определяться напряжением в системе регуляции кровообращения с преобладанием симпатоадреналовых механизмов, что связано с сочетанием учебных и тренировочных нагрузок, а также возрастных особенностей развития девочек в данный период.

Во второй группе девочек Мо спектра, свидетельствующая о преобладающей гармонике спектра РС, а, следовательно, и механизма регуляции, расположена в диапазоне проявлений симпатической активности (0,093 Гц).

Таблица 1

Table 1

Частотно-временные характеристики вариабельности ритма сердца у девочек с разным уровнем двигательной активности

Heart rate variability time and frequency characteristics in girls with different physical activity levels

Показатели Parameter		VLF, %	LF, %	HF, %	Мода, Гц Mode, Hz	Медиана, Гц Median, Hz
Первая группа First group	Лежа / In the supine position	16,32	39,17	43,91	0,05 ± 0,0091	0,12 ± 0,0057
	Стоя / While staying	20,02	39,45	39,68	0,05 ± 0,0032	0,09 ± 0,004
	Динамика, % / Dynamics, %	22,66	0,74	–9,63	–0,91	–23,38
	р	–	–	–	–	< 0,001
Вторая группа Second group	Лежа / In the supine position	23,312	42,61	32,982	0,093 ± 0,0092	0,11 ± 0,0078
	Стоя / While staying	14,08	48,25	36,96	0,062 ± 0,0025	0,09 ± 0,0035
	Динамика, % / Dynamics, %	–39,59	13,23	12,07	–33,24	–18,36
	р	< 0,051	< 0,051	–	< 0,01	< 0,05

Примечание. 1 – статистическая достоверность по Фишеру; 2 – наличие статистической достоверности между группами в положении лежа.

Note. 1 – statistical significance according to Fisher; 2 – statistical significance between the groups in the supine position.

В первой группе данный показатель имеет более низкую частоту (0,05 Гц), что определяется большим количеством девочек с Мо спектра в пределах VLF диапазона, тесно связанного с гуморальными факторами регуляции. При этом необходимо отметить маркерность данного показателя (Мо), который характеризует особенность регуляции хронотропной функции сердца у девочек с разным уровнем двигательной активности, что выявляется при проведении дискриминантного анализа частотно-временных характеристик РС в положении лежа. В частности, выявлено, что показателями, которые различают (дискриминируют) две группы детей, являются Мо спектра РС (статистика λ Уилкса – 0,97; р < 0,003) и относительная мощность HF (статистика λ Уилкса – 0,93; р < 0,01).

Однако, несмотря на выявленные особенности частотно-временных характеристик у девочек с разным уровнем двигательной активности, исследования показывают, что для данной возрастной группы в состоянии покоя характерно преобладание нейровегетативной регуляции РС.

При переходе в активное ортостатическое положение в первой группе детей не выявляется значимых изменений относительной мощности в диапазонах и Мо спектра РС при некотором снижении Ме. В группе девочек, занимающихся спортом, в ортоположении наблюдается снижение доли VLF, частоты Мо и Ме спектра РС, рост относительной мощности LF диапазона, что отражает динамику аб- солютной мощности и свидетельствует об активации симпатической нервной системы в положении стоя. При этом функциональная значимость симпатической активности в обеспечении ортоустойчивости кровообращения в данной группе девочек подтверждается при дискриминантном анализе. В частности, группа частотно-временных характеристик вариабельности РС в положении лежа и активного ортостаза в первую очередь дискриминируются по относительной мощности LF (статистика λ Уилкса – 0,99; р < 0,01).

Различия ортоустойчивости хронотропной функции сердца у девочек с разным уровнем двигательной активности проявляются и при анализе частотно-временных характеристик преобладающих гармоник диапазонов спектра РС (табл. 2).

Как видно из табл. 2, в первой группе девочек динамика частотно-временных характеристик ведущих гармоник диапазонов спектра РС в ортоположении свидетельствует о снижении активности парасимпатической нервной системы, что может проявляться снижением мощности преобладающего колебания не только в HF, но и в LF диапазоне [5]. Это подтверждается дискриминантным анализом между частотно-временными характеристиками вариабельности РС в положении лежа и активного ортостаза, которые различаются по относительной мощности HF (статистика λ Уилкса – 0,99; р < 0,01).

В группе девочек-спортсменок с учетом динамики общих показателей вариабельности

Таблица 2

Table 2

Частотно-временные характеристики преобладающих гармоник диапазонов спектра ритма сердца у девочек с разным уровнем двигательной активности

Time and frequency characteristics of the predominant harmonics of heart rate spectrum range in girls with different physical activity levels

Показатели Parameter	Лежа In the supine position	Стоя While staying	Динамика Dynamics	р
Первая группа / First group
Мощность VLF, мс2 / VLF power, ms2	5554,63 ± 883,47	4432,41 ± 832,46	–20,2 %	–
Частота VLF, Гц / VLF frequency, HZ	0,018 ± 0,0011	0,018 ± 0,001	0,75 %	–
Мощность LF, мс2 / LF power, ms2	31403,25 ± 6695,46	12383,45 ± 2217,39	–60,57 %	< 0,01
Частота LF, Гц / LF frequency, Hz	0,084 ± 0,0031	0,074 ± 0,0032	–11,91 %	< 0,05
Мощность HF, мс2 / HF power, ms2	28404,62 ± 4793,21	13368,03 ± 4072,12	–52,94 %	< 0,05
Частота HF, Гц / HF frequency, Hz	0,24 ± 0,0069	0,25 ± 0,0076	3,39 %	–
Вторая группа / Second group
Мощность VLF, мс2 / VLF power, ms2	1902,46 ± 351,721	6260,8 ± 1990,5	229,09 %	< 0,05
Частота VLF, Гц / VLF frequency, HZ	0,013 ± 0,0011	0,016 ± 0,001	22,23 %	< 0,05
Мощность LF, мс2 / LF power, ms2	1539,64 ± 258,381	1615,31 ± 207,38	4,92 %	–
Частота LF, Гц / LF frequency, Hz	0,091 ± 0,0031	0,085 ± 0,0026	–7,28 %	–
Мощность HF, мс2 / HF power, ms2	2168,83 ± 617,321	2045,69 ± 590,85	–5,68 %	–
Частота HF, Гц / HF frequency, Hz	0,22 ± 0,00521	0,24 ± 0,0064	8,56 %	< 0,05

Примечание. 1 – наличие статистической достоверности между группами в положении лежа.

Note. 1 – statistical significance between the groups in the supine position.

РС ортоустойчивость может определяться не только симпатической активностью, но и гуморальными факторами регуляции. Это подтверждается ростом мощности ведущей гармоники VLF диапазона с 1902,46 ± 351,72 до 6260,8 ± 1990,5 мс2 (р < 0,05), что, учитывая частоту, может быть связано с гуморальными катехоламинами [5, 6].

Заключение. Исследования показали, что у девочек 10–13 лет с разным уровнем двигательной активности не выявлено значимых различий в показателях частоты сердцебиений и артериального давления в состоянии покоя. В активном ортостазе в обеих группах наблюдается гипертоническая реакция систолического артериального давления, что определяется стресс напряжением детей в учебном процессе на фоне эндокринных изменений в организме девочек в данный период развития, не компенсируемым высокой двигательной активностью. При этом у девочек с низким уровнем двигательной активности наблюдается выраженная лабильность механизмов регуляции ритма сердца с преобладанием нейро-вегетативных влияний в покое с механизмами ортоустойчивости за счет уменьшения парасимпатических влияний на кровообращение. У девочек, занимающихся спортом, выявляется преобладание активности симпатической нервной системы в состоянии покоя с более высокой долей гуморально-метаболических влияний на ритм сердца, которые, в том числе за счет увеличения активности, обеспечивают ортоустойчивость кровообращения.