Особенности функционального состояния сердечно-сосудистой системы и ее адаптации к физическим нагрузкам у детей с нарушением зрения

Введение. Проблема двигательной активности и физического развития детей с нарушением зрения приобретает в современном обществе особую значимость в связи с широким развитием детского и юношеского спорта, возникновением потребности интеграции слабовидящих детей в систему спортивной подготовки, а также внедрением методик адаптивной физической культуры, призванной обеспечить реабилитацию детей и подростков с ограниченными возможностями здоровья [1–2, 13, 18]. Анатомо-физиологические взаимосвязи между зрительной сенсорной системой и другими видами чувствительности являются физиологической основой ориентации организма в пространстве, его адаптации к физическим нагрузкам [7, 20]. Нарушение зрения, сопровождающееся снижением зрительной афферентации, вызывает перестройку корковой нейродинамики, приводящей к ограничениям в освоении пространства и вторичным отклонениям в физическом развитии слабовидящих детей [12, 14, 19]. Бесспорно, что основной физиологической системой, лимитирующей адаптивные сдвиги при физических нагрузках, является ССС, наиболее чувствительная к экзо- и эндогенным воздействиям, характеризующаяся относительной незрелостью и неустойчивостью ее нервной регуляции в детском возрасте [11]. Есть основания полагать, что у детей с нарушением зрения, развивающихся в условиях вынужденной гиподинамии, будут наблюдаться характерные функциональные сдвиги в системе кровообращения как в состоянии покоя, так и при мышечных нагрузках. Однако данные литературы, касающиеся особенностей гемодинамики слабовидящих детей, носят противоречивый и неоднозначный характер. По результатам одних авторов, у детей с нарушением зрения диапазон компенсаторных возможностей ССС снижен, при физических нагрузках у них наблюдается уменьшение УОК и ЧСС, снижение САД [4]. В ряде других исследований указывается на резкое повышение ЧСС, САД и ДАД, медленное восстановление показателей в процессе реституции [15, 17]. Большинство исследователей при этом сходятся во мнении, что у детей с патологией зрительного анализатора срочная адаптация ССС к физическим нагрузкам сопровождается гиперактивностью симпатического отдела вегетативной нервной системы, это расценивается, как компенсаторная реакция организма в условиях снижения потока зрительной информации [16]. Не исключается и влияние специфики заболевания, связанное с более поздним развитием парасимпатических механизмов регуляции системы кровообращения у слабовидящих детей [8]. Альтернативой гиподинамии являются систематические и рациональные физические нагрузки, призванные стимулировать биоэнергетические процессы организма, оказывать тренирующее воздействие на ССС, что имеет важное значение для детей с нарушением зрения, для которых физические нагрузки являются средством компенсации недостатков в их развитии [15, 21].

В связи с этим нами изучались особенности гемодинамики слабовидящих детей в условиях режима повышенной двигательной активности, а именно занятий плаванием по адаптивной методике, широко используемой как средство реабилитации детей с отклонениями в состоянии здоровья [2] и требующей физиологического обоснования ее эффективности.

Цель исследования: изучение особенностей гемодинамики слабовидящих детей в состоянии относительного покоя, после дозированной физической нагрузки, в усло- виях различных режимов двигательной активности.

Методы и материалы исследования. Исследование проводилось на базе специализированной коррекционной общеобразовательной школы для детей с ограниченными возможностями здоровья г. Казани. В основную группу (ОГ) вошли девочки 7 и 8 лет, страдающие косоглазием, миопией, отслойкой сетчатки (оперированной), в количестве 32 человек. В качестве контрольной группы (КГ) были обследованы дети того же возраста без нарушения зрения (30 человек), обучающиеся в средней общеобразовательной школе. Отдельную группу составили слабовидящие дети 8 лет, занимающиеся физической подготовкой по методике адаптивного плавания на протяжении 2 лет (ГАП) – на базе спортивноадаптивной школы г. Казани (14 человек). Занятия заключались в использовании игрового метода на воде и «на суше» с применением упражнений для развития гибкости, выносливости, равновесия и координации движений. Продолжительность занятий составила 30–60 мин, 2–3 раза в неделю в зависимости от этапа тренировочного процесса, индивидуальных особенностей ребенка и степени тяжести патологии зрительного анализатора [2].

Для исследования функционального состояния ССС использовался метод тетрапо-лярной грудной реоплетизмографии с применением автоматизированного кардиопуль-монологического комплекса REACARD, включающего аналого-цифровой преобразователь и компьютер. УОК рассчитывали по формуле Кубичека в модификации Ю.Т. Пушкаря с соавторами [5], которая позволяет более точно учитывать особенности конституции исследуемых путем введения в формулу значения средней окружности грудной клетки, компенсирующего таким образом изменения амплитуды дифференциальной реограм-мы. Минутный объем крови (МОК) рассчитывали как произведение УОК на ЧСС. При этом ЧСС определяли по кардиоинтервалограмме, записанной в одном из стандартных отведений. Общее периферическое сопротивление сосудов (ОПСС) определяли по формуле Пуа-зейля [11]. Измерение артериального давления (АД) проводили аускультативным методом Н.С. Короткова в положении сидя с использованием тонометра Omron M2 Basic (HEM 7121-RU) с педиатрической манжетой, регистрировали систолическое артериальное давление (САД), диастолическое артериальное давление (ДАД) и среднее гемодинамическое артериальное давление (СГД). В качестве функциональной пробы использовали дозированную физическую нагрузку по Мартине – Кушелевскому – 20 приседаний за 30 с (2 приседания на 3 с), достаточно информативную и наиболее приемлемую для людей с низким уровнем физического развития и отклонениями в состоянии здоровья [3]. Параметры гемодинамики регистрировали до нагрузки в состоянии относительного покоя и после нее во всех исследуемых группах детей.

Статистическую обработку полученного материала проводили общепринятыми методами вариационной статистики с использованием программы Microsoft Exel Professional. Для оценки достоверности различий использовали Т-тест, основанный на t-критерии Стьюдента.

Результаты и их обсуждение. Анализ показателей гемодинамики выявил различия между девочками ОГ и КГ в состоянии относительного покоя, наиболее ярко выраженные в отношении показателей САД и ДАД, которые в группе слабовидящих детей на 4,61 и 4,50 мм рт. ст. ниже, чем у здоровых (p < 0,05) (рис. 1). Значения УОК и МОК практически не отличаются с незначительной тенденцией к снижению в группе слабовидящих девочек, при этом показатели ОПСС у них относительно выше и составляют 1462,60 ± 59,44 дин с–1см–5, тогда как в КГ данный параметр не превышает 1334,90 ± 60,52 дин с–1см–5. От 7 к 8 годам выявленные отличия между ОГ и КГ становятся еще более выраженными (рис. 2). С одной стороны, у детей с нарушением зрения отмечается прогрессирующее снижение САД, ДАД и СГД с возрастом – на 11,07; 10,03 и 8,94 мм рт. ст. (p < 0,05), противоречащее возрастной динамике параметров ССС [6, 11], а с другой – достоверное снижение значений АД по сравнению с группой здоровых.

Появляются существенные различия в показателях насосной функции сердца, а именно более низкий уровень УОК (p < 0,05) и МОК у слабовидящих девочек в сочетании с увеличением ЧСС на 13,58 уд./мин по сравнению с контролем (р < 0,05). В данном случае снижение МОК вполне сопоставимо с повышением ОПСС, необходимым для поддержания сосудистого тонуса и АД и объясняется с точки зрения механизма саморегуляции кровообращения (рис. 2) [10].

Таким образом, у детей с нарушением зрения независимо от возраста отмечается более низкий уровень функционирования ССС в покое по сравнению со здоровыми, характеризующийся снижением показателей АД и УОК на фоне выраженной тахикардии. Это согласуется с данными других исследователей [4, 8], может быть связано с изначально низким уровнем их двигательной активности, приводящим к детренированности ССС, формированию состояния астении [9].

Реакция ССС на дозированную физическую нагрузку у детей с нарушением зрения имеет ярко выраженные возрастные особенности (рис. 3). Так, у слабовидящих девочек 7 лет имеет место достоверное повышение САД и ДАД, причем прирост ДАД более существенен и составляет 12,92 мм рт. ст. (p < 0,05). Это сочетается с увеличением ЧСС на 12,40 уд./мин (p < 0,05) при отсутствии

Рис. 1. Показатели гемодинамики слабовидящих и здоровых девочек 7 лет в состоянии относительного покоя:

* – различия значимо достоверны между слабовидящими и здоровыми девочками при p < 0,05; ■ – слабовидящие девочки; □ – здоровые девочки

Fig. 1. Hemodynamics in visually impaired and apparently healthy 7-year-old girls at rest:

* – differences are significant between visually impaired and apparently healthy girls at p < 0.05; ■ – visually impaired girls; □ – apparently healthy girls

Рис. 2. Показатели гемодинамики слабовидящих и здоровых девочек 8 лет в состоянии относительного покоя:

* – различия значимо достоверны между слабовидящими и здоровыми девочками при p < 0,05; ■ – слабовидящие девочки; □ – здоровые девочки

Fig. 2. Hemodynamics in visually impaired and apparently healthy 8-year-old girls at rest:

* – differences are significant between visually impaired and apparently healthy girls at p < 0.05; ■ – visually impaired girls; □ – apparently healthy girls

Рис. 3. Сдвиг показателей гемодинамики на дозированную физическую нагрузку у слабовидящих девочек 7 и 8 лет (в %):

– различия значимо достоверны по сравнению с состоянием покоя при p < 0,05; ■ – 7 лет; □ – 8 лет

Fig. 3. Changes in hemodynamics in visually impaired girls aged 7-8 under exercise (%):

* – differences are significant compared to girls at rest at p < 0.05; ■ – 7 year olds; □ – 8 year olds

сдвига УОК. МОК имеет лишь тенденцию к росту (от 2,980 ± 1,03 до 3,081 ± 1,40 л) и обеспечивается, вероятно, за счет хронотропной реакции сердца.

Особого внимания заслуживает СГД как гемодинамическая константа, позволяющая судить о соответствии между сердечным выбросом и состоянием сосудистого тонуса [10]. В данном случае наблюдается увеличение СГД на 24,40 мм рт. ст. (p < 0,05), что в сочетании с приростом ОПСС (р < 0,05) и особенно ДАД может указывать на усиление сосудистого компонента в обеспечении АД. Такая реакция расценивается как гиперсимпатико-тоническая [6], которая на фоне исходной астении слабовидящих девочек 7 лет является крайне неэкономной, способной привести к быстрому истощению функциональных возможностей ССС.

К 8 годам, вероятно, в результате влияния статических факторов учебной деятельности, недостаточной двигательной активности сла- бовидящих школьников явления астении усугубляются, наблюдающаяся реакция ССС на дозированную физическую нагрузку характеризуется как гипотоническая [3, 6], сопровождается снижением САД и ДАД на 15,65 и 11,90 мм рт. ст. (p < 0,05) при отсутствии сдвига УОК и увеличении ЧСС (p < 0,05). У детей КГ реакция гемодинамики имеет некоторые особенности и характеризуется незначительными сдвигами изучаемых показателей. Положительная динамика отмечается лишь в отношении САД и ЧСС (p < 0,05), тогда как СГД и ДАД остаются на донагрузоч-ном уровне. Примечательно, что у здоровых школьников так же, как и у слабовидящих, отсутствует сдвиг УОК на нагрузку при увеличении ЧСС, что может указывать на возрастные особенности инотропной функции сердца девочек 7 и 8 лет и преобладание хронотропной реакции в ответ на физическую нагрузку динамического характера.

Особый интерес в наших исследованиях представляют слабовидящие дети, занимающиеся физической подготовкой по методике адаптивного плавания. Так, в условиях относительного покоя у них отмечаются более высокие значения САД, ДАД и СГД, превышающие показатели других слабовидящих детей 8 лет на 12,64; 8,70 и 9,84 мм рт. ст. (p < 0,05) (рис. 4).

Вместе с тем значения УОК и МОК в обеих группах независимо от режима двигательной активности находятся на одном уровне и не превышают 44,57 ± 1,68 мл и 3,59 ± 2,30 л соответственно, что, вероятно подтверждает сделанный ранее вывод о проявлении возрастных особенностей насосной функции сердца у девочек 7 и 8 лет. Яркие различия между детьми ОГ и ГАП выявляет функциональный нагрузочный тест (рис. 5).

Так, у детей, занимающихся плаванием, отмечается умеренное увеличение ЧСС на

8,98 уд./мин (p < 0,05), повышение САД (р < 0,05) при незначительном снижении ДАД и стабилизации СГД. При этом мы видим существенный прирост УОК и МОК на 13,26 мл и 1,238 л (р < 0,05) и достоверное снижение ОПСС на 237,75 дин с–1см–5, в отличие от других слабовидящих детей 8 лет, у которых реакция ССС не сопровождается положительными сдвигами ее показателей (за исключением скачка ЧСС), что было описано выше (см. рис. 3). Таким образом, реакция ССС на дозированную физическую нагрузку у детей с нарушением зрения, занимающихся плаванием, может характеризоваться как благоприятная и сбалансированная, на что указывает повышение роли инотропной функции сердца в обеспечении МОК, а также проявление механизма саморегуляции кровообращения – увеличение пропускной способности прекапилляров при возрастании объема циркулирующей

Рис. 4. Показатели гемодинамики слабовидящих детей основной группы и группы адаптивного плавания 8 лет: * – различия значимо достоверны между слабовидящими детьми основной группы и группы адаптивного плавания при p < 0,05; ■ – основная группа; □ – группа адаптивного плавания

Fig. 4. Hemodynamics in visually impaired 8-year-old children of the main group and the adaptive swimming group: * – differences are significant between visually impaired children of the main group and the adaptive swimming group at p < 0,05; ■ – main swimming group; □ – adaptive swimming group

Рис. 5. Сдвиг показателей гемодинамики на дозированную физическую нагрузку у слабовидящих детей 8 лет основной группы и группы адаптивного плавания (в %):

* – различия значимо достоверны по сравнению с состоянием покоя p < 0,05;

■ – основная группа; □ – группа адаптивного плавания

Fig. 5. Changes in hemodynamics in visually impaired 8-year-old children of the main group and the adaptive swimming group under exercise (%):

* – differences are significant compared to children at rest at p < 0.05;

■ – main swimming group; □ – adaptive swimming group

крови (снижение ОПСС при повышении МОК и как результат – стабилизация СГД).

Заключение. Проведенное исследование показало, что нарушение зрительного анализатора оказывает влияние на функциональные и адаптационные возможности ССС детей 7 и 8 лет. У слабовидящих девочек по сравнению с детьми из группы здоровых отмечается более низкий уровень функционирования гемодинамики в состоянии относительного покоя – уменьшение показателей АД и УОК при выраженной тахикардии. Выявляется несформи-рованность механизмов срочной адаптации ССС к физическим нагрузкам динамического характера, проявляющаяся в снижении САД и ДАД на фоне подъема ЧСС и отсутствия сдвига УОК.

Занятия по методике адаптивного плавания повышают приспособительные возможности ССС детей с нарушением зрения – срочная адаптация к дозированной физической нагрузке сопровождается у них увеличением сердечного выброса в сочетании с умеренным приростом ЧСС и САД, достоверным снижением ОПСС и стабилизацией СГД, что указывает на сбалансированность хроно- и инотропного компонента в обеспечении насосной функции сердца и проявление гемодинамического механизма саморегуляции кровообращения. Таким образом, занятия плаванием оказывают положительное тренирующее воздействие на ССС и могут рекомендоваться в качестве альтернативной программы физической подготовки слабовидящих школьников.