Особенности адаптации сердечно-сосудистой системы, автономной нервной регуляции сердечного ритма и эндокринной системы к нагрузкам разного характера у школьников 10-15 лет

Автор: Ермакова Ирина Владимировна, Догадкина Светлана Борисовна, Рублева Лариса Вячеславовна, Кмить Галина Васильевна, Безобразова Валерия Николаевна, Шарапов Алим Насимович

Журнал: Science for Education Today @sciforedu

Рубрика: Биология и медицина для образования

Статья в выпуске: 5 т.9, 2019 года.

Бесплатный доступ

Проблема и цель. Адаптация организма подростков к изменяющимся условиям окружающей среды представляет один из важнейших вопросов возрастной физиологии. С целью выявления особенностей адаптации организма подростков проведено исследование реакции системы кровообращения, автономной нервной и эндокринной систем на нагрузки различного характера. Методология. Методами спектрального анализа вариабельности сердечного ритма, электрокардиографии, поликардиографии, биполярной реоэнцефалографии и иммуноферментного определения кортизола в слюне обследовано 200 детей 10-15-летнего возраста. Результаты. У всех детей 10-15 лет отмечается увеличение симпатической и существенное снижение парасимпатической активности в регуляции сердечного ритма в ответ на ортопробу. Показано, что основными критериями успешности адаптации организма являются: ваго- или нормотонический тип автономной нервной регуляции сердечного ритма, высокая вариабельность сердечного ритма с преобладанием высокочастотного компонента, адекватная реакция вариабельности сердечного ритма на ортостатическое воздействие. Физическая нагрузка динамического характера вызывает у детей 10-15 лет укорочение общей длительности сердечного цикла и электрической систолы, уменьшение времени предсердно-желудочковой проводимости. Изменения биоэлектрической активности миокарда свидетельствуют об адекватном адаптационном ответе у детей данного возраста на физическую нагрузку. Выявлено два варианта краткосрочной адаптации сократительной функции миокарда к физической нагрузке. Первый вариант наблюдался у большинства подростков 10-15 лет и свидетельствовал о благоприятной реакции сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку. При втором варианте наблюдалась более напряженная реакция сократительной функции миокарда на физическую нагрузку, которая отмечена у девочек 11, 12 и 13 лет и мальчиков 12-13 лет. Срочная адаптация кровообращения головного мозга к умственной нагрузке у большинства подростков 10-15 лет не сопровождалась напряжением механизмов регуляции мозгового кровообращения и носила благоприятный характер, тогда как у части подростков 10-15 лет (22-34 % испытуемых) отмечено напряжение механизмов регуляции. Выявлено два типа реакции эндокринной системы на умственную нагрузку: первый тип - повышение уровня кортизола в слюне, второй тип - понижение его концентрации. Заключение. Полученные результаты показали, что физическая нагрузка у всех детей вызывает адекватную реакцию параметров биоэлектрической активности миокарда, два варианта адаптации сократительной функции миокарда: благоприятная и протекающая с напряжением сократительной функции, наблюдаемая в возрасте 11-13 лет. Умственная нагрузка вызывает два типа реакции кровообращения головного мозга: первый тип не сопровождается напряжением регуляции кровообращения головного мозга и носит благоприятный характер, второй тип сопровождается напряжением механизмов регуляции. Со стороны эндокринной системы также отмечено два типа реакции на умственную нагрузку: с повышением и снижением уровня кортизола в слюне. Ортостатическое воздействие приводит к сдвигу вегетативной нервной активности в сторону усиления симпатических влияний. На основании реакции ВСР на ортостатическое воздействие выявлены критерии успешной адаптации.

Еще

Адаптация, подростки, вариабельность сердечного ритма, электрокардиография, сократительная функция миокарда, тонус мозговых артерий, кортизол, ортостатическое воздействие, физическая нагрузка, умственная нагрузка

Короткий адрес: https://sciup.org/147229464

IDR: 147229464   |   DOI: 10.15293/2658-6762.1905.11

Список литературы Особенности адаптации сердечно-сосудистой системы, автономной нервной регуляции сердечного ритма и эндокринной системы к нагрузкам разного характера у школьников 10-15 лет

  • Берестнева О. Г., Марухина О. В., Шаропин К. А. Применение информационно-энтропийного подхода для исследования особенностей адаптации студентов к обучению в вузе // Интернет-журнал Науковедение. - 2013. - № 3 (16). - С. 51. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=20194709
  • Димитриев Д. А., Саперова Е. В. Вариабельность сердечного ритма и артельное давление при ментальном стрессе // Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова. - 2015. - Т. 101, № 1. - С. 98-107. URL: http://elibrary.ru/item.asp?id=22831763
  • Иванов Г. Г., Эльгаили А. А., Ахмед М. Некоторые особенности стандартной ЭКГ (этнические, расовые и половозрастные) // Функциональная диагностика. - 2010. - № 2. - С. 68-78. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=16406947
  • Максимов А. Л., Лоскутова А. Д. Возрастные изменения вариабельности сердечного ритма и гемодинамики в зависимости от преобладающего типа вегетативной нервной регуляции // Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова. - 2014. - Т. 100, № 5. - С. 634-647. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=21530986
  • Прокофьева В. Н., Кузнецов В. И., Кореневская А. А. Зависимость продолжительности фаз и периодов сердечного цикла у спортсменов от направленности тренировочного процесса // Физиология человека. - 2007. - Т. 33, № 6. - С. 71-78. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=9562641
  • Тарасова О. Л., Казин Э. М., Фёдоров А. И., Игишева Л. Н., Четверик О. Н. Комплексная оценка нейродинамических и вегетативных показателей у подростков: возрастные, гендерные и типологические особенности // Физиология человека. - 2017. - Т. 43, № 1. - С. 45-54. URL: http://elibrary.ru/item.asp?id=28172458
  • Шарапов А. Н., Безобразова В. Н., Догадкина С. Б., Кмить Г. В., Рублева Л. В., Ермакова И. В. Адаптация сердечно-сосудистой и нейроэндокринной систем к нагрузкам разного вида у подростков 12-14 лет // Новые исследования. - 2016. - № 4 (49). - С. 21-43. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=32323240
  • Шарапов А. Н., Сельверова Н. Б., Рублева Л. В., Кмить Г. В., Догадкина С. Б., Безобразова В. Н., Ермакова И. В. Функциональное состояние сердечно-сосудистой и нейроэндокринной систем у подростков 14-15-летнего возраста // Новые исследования. - 2017. - № 4 (53). - С. 88-110. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=34993986
  • Шарапов А. Н., Сельверова Н. Б., Догадкина С. Б., Кмить Г. В., Рублева Л. В., Безобразова В. Н., Ермакова И. В. Возрастное развитие сердечно-сосудистой системы, автономной нервной регуляции сердечного ритма и эндокринной системы у школьников 10-15 лет // Новые исследования. - 2018. - № 2 (55). - С. 39-56. URL: http://elibrary.ru/item.asp?id=36448149
  • Шлык Н. И. Сердечный ритм и тип регуляции у детей, подростков и спортсменов: монография. - Ижевск: Удмуртский государственный университет, 2009. - 254 с. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=19551410
  • Astakhov S., Nenasheva A., Astakhov A., Ragozin A. Heart rate variability and photoplethysmogram indicators in assessment of adaptation levels in students experiencing examination loads // Gazzetta Medica Italiana Archivio per le Scienze Mediche. - 2018. - Vol. 177 (3 Suppl 1). - P. 1-8.
  • DOI: 10.23736/S0393-3660.17.03722-6
  • Doom J. R., Doyle C. M., Gunnar M. R. Social stress buffering by friends in childhood and adolescence: Effects on HPA and oxytocin activity // Social Neuroscience. - 2016. - Vol. 12, Issue 1. - P. 8-21.
  • DOI: 10.1080/17470919.2016.1149095
  • Gunnar M. R. Wewerka S. Frenn K., Long J. D., Griggs C. Developmental changes in hypothalamus-pituitary-adrenal activity over the transition to adolescence: normative changes and associations with puberty // Development and Psychopathology. - 2009. - Vol. 21, Issue 1. - Р. 69-85.
  • DOI: 10.1017/S0954579409000054
  • Herzig D., Eser P., Radtke T., Wenger A., Rusterholz T., Wilhelm M., Achermann P., Arhab A., Jenni O. G., Kakebeeke T. H., Leeger-Aschmann C. S., Messerli-Bürgy N., Meyer A. H., Munich S., Puder J. J., Schmutz E. A., Stülb K., Zysset A. E., Kriemler S. Relation of Heart Rate and its Variability during Sleep with Age, Physical Activity, and Body Composition in Young Children // Frontiers in Physiology. - 2017. - Vol. 8. - P. 109.
  • DOI: 10.3389/fphys.2017.00109
  • Koenig J., Thayer J. F. Sex differences in healthy human heart rate variability: A meta-analysis // Neuroscience and Biobehavioral Reviews. - 2016. - Vol. 64. - P. 288-310.
  • DOI: 10.1016/j.neubiorev.2016.03.007
  • Longin E., Dimitriadis C., Shazi S., Genstner T., Lenz T., Könight S. Autonomicnervous system function in infants and adolescents: impact of autonomic tests on heart rate variability // Pediatric Cardiology. - 2009 - Vol. 30. - P. 311.
  • DOI: 10.1007/s00246-008-9327-8
  • Monaco A., Cattaneo R., Ortu E., Constantinescu M. V., Pietropaoli D. Sensory trigeminal ULF-TENS stimulation reduces HRV response to experimentally induced arithmetic stress: A randomized clinical trial // Physiology and Behavior. - 2017. - Vol. 173. - P. 209-215.
  • DOI: 10.1016/j.physbeh.2017.02.014
  • Pagani M., Lombardi F., Guzzetti S., Rimoldi O., Furlan R., Pizzinelli P., Sandrone G., Malfatto G., Dell'Orto S., Picaluga E. Power spectral analysis of heart rate and arterial pressure variabilities as a marker of sympatho-vagal interaction in man and conscious dog // Circulation Research. - 1986. - Vol. 59, № 2. - P. 178-193.
  • DOI: 10.1161/01.res.59.2.178
  • Topcu B., Akalin F. The autonomic nervous system dysregulation in response to orthostatic stress in children with neurocardiogenic syncope // Cardiology in the Young. - 2010. - Vol. 20, Issue 2. - P. 165-172.
  • DOI: 10.1017/S1047951109991211
  • Trico D., Fanfani A., Varocchi F., Bernini G. Endocrine and haemodynamic stress responses to an arithmetic cognitive challenge // Neuro Endocrinology Letters. - 2017. - Vol. 38, № 3. - P. 182-186. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28759186
  • Urfer-Maurer N., Ludyga S., Stalder T., Brand S., Holsboer-Trachsler E., Gerber M., Grob A., Weber P., Lemola S. Heart rate variability // Psychoneuroendocrinology. - 2018. - Vol. 87. - P. 27-34.
  • DOI: 10.1016/j.psyneuen.2017.10.004
  • van den Berg M., Rijnbeek P. R., Niemeijer M. N., Hofman A., van Herpen G., Bots M. L., Hillege H., Swenne C. A., Eijgelsheim M., Stricker B. H., Kors J. A. Normal Values of Corrected Heart-Rate Variability in 10-Second Electrocardiograms for All Ages // Frontiers in Physiology. - 2018. - Vol. 9. - P. 424.
  • DOI: 10.3389/fphys.2018.00424
  • Vazquez L., Blood J. D., Wu J., Chaplin T. M., Hommer R. E., Rutherford H. J., Potenza M. N., Mayes L. C., Crowley M. J. High frequency heart-rate variability predicts adolescent depressive symptoms, particularly anhedonia, across one year // Journal of Affective Disorders. - 2016. - Vol. 196. - P. 243-247.
  • DOI: 10.1016/j.jad.2016.02.040
  • Wang X., Liu B., Xie L., Yu X., Li M., Zhang J. Cerebral and neural regulation of cardiovascular activity during mental stress // BioMedical Engineering OnLine. - 2016. - Vol. 15 (Suppl 2). - P. 160.
  • DOI: 10.1186/s12938-016-0255-1
  • Zaidi S. N., Collins S. M. Orthostatic Stress Induced Changes in Heart Rate Variability, Pulse Transit Time and QRS Duration // Journal of Bioengineering and Biomedical Science. - 2016. - Vol. 6. - P. 194.
  • DOI: 10.4172/2155-9538.1000194
  • Heart rate variability. Standards of Measurement, Physiological interpretation and clinical use // Circulation. - 1996. - Vol. 93. - P. 1043-1065. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8598068
  • Карпман В. Л. Фазовый анализ сердечной деятельности. - М: Медицина, 1965. - 159 с.
  • Яруллин Х. Х. Клиническая реоэнцефалография. - Л.: Медицина, 1988. - 275 с.
  • Берсенева И. А. Оценка адаптационных возможностей организма у школьников на основе анализа вариабельности сердечного ритма в покое и при ортостатической пробе: Автореф. дис. канд. биол. наук. - 2000. - 17 с.
  • Михайлов В. М. Вариабельность ритма сердца: опыт практического применения. - Иваново: Иван. Гос. Мед. академия, 2002. - 290 с.
  • Макаров Л. М. Нормативные показатели ЭКГ у детей: Методические рекомендации. - "Медпрактика-М", Москва, 2018. - 20 с.
  • Мурашко В. В., Струтынский А. В. Электрокардиография. - МЕДпресс, 2019. - 360 с.
  • Меерсон Ф. З. Адаптация сердца к большой нагрузке и сердечная недостаточность. - М.: Наука, 1975. - 263 с.
  • Тупицын И. О. Возрастная динамика и адаптационные изменения сердечно-сосудистой системы школьников: Автореф. дис. … докт. мед. наук. - М., 1986. - 42 с.
  • Тупицын И. О., Андреева И. Г., Безобразова В. Н. с соавт. Развитие системы кровообращения // Физиология развития ребенка / Под ред. М. М. Безруких, Д. А. Фарбер, 2000. - С. 148-166.
  • Безобразова В. Н., Догадкина С. Б., Пономарева Т. А. Возрастное развитие периферического отдела сердечно-сосудистой системы // Физиология развития ребёнка: руководство по возрастной физиологии / под ред. М. М. Безруких, Д. А. Фарбер. - М.-Воронеж: МПСИ, 2010. - C. 483-526.
  • Есипова И. К. Морфологические параллели в исследовании кровеносных сосудов и классификация последних // Очерки по гемодинамической перестройке сосудистой системы. - М., 1971. - С. 3-18.
  • Зиненко Е. С. Срочная адаптация центральной гемодинамики и кровообращения головного мозга детей дошкольного возраста к умственной нагрузке: Автореф. дис… канд. биол. наук. - М., 2010. - 19 с.
  • Мчедлишвили Г. И. Регуляция мозгового кровообращения. - М.: "Мецниераба", 1980. - 158 с.
  • Пономарёва Т. А. Срочная адаптация системы кровообращения детей младшего школьного возраста к работе на компьютере: Автореф. дис.. канд. биол. наук. - М., 2005. - 20 с.
  • Шварков С. Б. Синдром вегетативной дистонии у детей и подростков: Автореф. дис.. докт. мед. наук - М., 1993. - 70 с.
Еще
Статья научная