Вариабельность сердечного ритма у студентов ЯГУ в зависимости от геомагнитных и метеофакторов

E-mail: palgasv@mail.ru

ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ СЕРДЕЧНОГО РИТМА У СТУДЕНТОВ ЯГУ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ГЕОМАГНИТНЫХ И МЕТЕОФАКТОРОВ

Медицинский институт Якутского государственного университета им. М.К. Аммосова;

*Институт космофизических исследований и аэрономии СО РАН

Для организма человека не столь опасны сами экстремальные величины климатических факторов, как случаи резких изменений температуры, давления, вызывающие большие колебания парциального давления кислорода в воздухе [4]. Еще одним природным фактором, оказывающим воздействие на человека в полярных и приполярных районах, является высокая солнечная активность [5]. Магнитное поле Земли – это экран, препятствующий проникновению в земную атмосферу космической плазмы. В северных широтах магнитные возмущения более мощные. Здесь заканчиваются внешние, более удаленные, силовые линии магнитного поля Земли. Эти линии сильнее взаимодействуют с магнитным полем плазменных образований, приходящих от «возмущенного» Солнца. Таким образом, высокие широты испытывают большее влияние космической плазмы солнечных вспышек и прочих воздействий космической плазмы (ультрафиолетовое излучение, высыпания космических лучей: энергичных электронов и протонов). У Т.К. Марченко [6] отмечается, что если периодические природные электромагнитные поля синхронизуют биологические ритмы, то спорадические поля (магнитные возмущения, бури) являются помехой в регуляции важнейших функций организма. Повреждающее действие магнитного поля наблюдается, когда адаптационные возможности организма ограничены и нарушены [1], что чаще наблюдается на Крайнем Севере из-за большого коэффициента жесткости погоды.

Целью работы явилось исследование влияния резких внутрисуточных изменений температуры и магнитных возмущений на вариабельность сердечного ритма (ВРС) практически здоровых юношей – студентов МИ ЯГУ.

МЕТОДИКА

Исследование проведено на 20 практически здоровых юношах-якутах 18-21 года – студентах ЯГУ в период с 12 сентября по 7 октября 2005 г. Это осен- ний переходный период, когда наблюдаются резкие внутрисуточные перепады метеопараметров и, в силу положения Земли на своей орбите относительно оси вращения Солнца, Земля чаще попадает в плазменные образования с «вмороженным» магнитным полем «возмущенного» Солнца. Для непрерывной регистрации 100 кардиоинтервалов (ЭКГ во 2-м стандартном отведении) использовался компьютерный комплекс «Валента» [3]. Регистрация проводилась у 6-8 студентов ежедневно, кроме 3 воскресных дней, в первой половине дня лежа на спине. В 24-дневном цикле исследований выделены 4 последовательных временных периода. 1-й период с 12 по 15 сентября характеризовался высокой магнитной активностью. По данным Института космофизики СО РАН (Якутск), планетарный индекс геомагнитной активности (Кр) 12.09.05 достиг значений Кр=7, что соответствует большой магнитной буре. С 16.09 по 7.10 геомагнитная обстановка была в основном слабовозмущенной, наблюдались значения Кр=1-3, лишь в отдельные часы достигая 4. 2-й период с 16.09 по 22.09 – послебуревой (спокойный период 1). 3-й период с 23.09 по 28.09 сопровождался резкими перепадами внутрисуточной температуры воздуха, составляющими 12-18oС. Во время 4-го периода исследования с 29.05 по 7.10 отсутствовали существенные колебания геомагнитных и метеопараметров (спокойный период 2). Лишь в конце периода наблюдались внутрисуточные изменения давления до 6 мм рт. ст. В каждом из 4 указанных периодов эксперимента проведено соответственно 30, 37, 38 и 40 измерений. Для каждого периода исследований определялись средний RR-интервал и показатели, отражающие межинтервальные различия: среднее квадратичное отклонение величин RR-интервалов за рассматриваемый период (СКО, мс), рRR50 % – процент количества пар RR- интервалов, различающихся более чем на 50 мс от общего количества пар RR-интервалов. Рассчитывался индекс напряжения (ИН), значения которого позволяют дать интегральную оценку вегетативной регуляции сердца [2]. Артериальное давление измеряли по способу Короткова.

При сравнении показателей использовался статистический критерий Стъюдента.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Проведен сравнительный анализ значений параметров ВСР на 1-м и 3-м периодах с показателями 4-го периода, удаленного на 14 суток от магнитовозмущенного периода. На 4-м периоде отсутствовали и существенные перепады внутрисуточной температуры воздуха (Tmax-Tmin < 7° С).

Реакция на магнитные возмущения в виде укорочения RR выявлена у 16 обследованных. У остальных 4 наблюдалось незначительное удлинение. Среднее значение RR-интервалов (М±m) в 1-м периоде (магнитное возмущение) составило 806±16 мс, а в 4-м периоде (спокойный период 2) – 882±18 мс., различие

(76 мс) статистически значимо (Р=0,002). Статистически значимое (Р=0,017), укорочение RR на 54 мс имелось в 3-м периоде (температурное возмущение) относительно спокойного периода 2 (рис. 1). На рис. 1 представлены полиномиальный и линейный тренды динамики усредненных RR. Минимальные значения RR-интервалов наблюдались в период действия магнитной бури (12 + 15.09.05). В последующие магнитоспокойные дни длительность RR-интервалов увеличивается, достигая максимума к концу наблюдений (1.10 + 6.10.05). Полиномиальные тренды RR (рис. 1) и флуктуации температуры воздуха находятся в отчетливо выраженной противофазе. Резкие перепады

Рис.1. Динамика значений RR-интервалов и метеопараметров в наблюдаемые периоды

Слева в верхнем углу указано время действия магнитной бури. Внутрисуточные перепады температур и давления воздуха обозначены как Tmax-Tmin и Pmax-Pmin.

внутрисуточной температуры приводят к укорочению RR. Длительность RR оказалась более чувствительной к повышению напряжения магнитного поля, чем к перепаду температуры воздуха.

Максимальная величина перепада атмосферного давления (5-6 мм рт.ст.) зарегистрирована в конце месячного цикла (3.10 6.10.05), что также сопровождалось снижением длительности RR.

Проведено сравнение значений СКО и рRR50% в периодах с магнитными (1-й период) и температурными (3-й период) возмущениями со значениями этих показателей в 4-м периоде. Статистически значимое (Р=0,0024) снижение значений СКО выявлено в 3-м периоде относительно 4-го. Если в период температурных возмущений значения СКО составили 48±2 мс, то в спокойный период 2 – 62±4 мс. Статистически значимая реакция СКО на магнитные возмущения отсутствовала. Также не наблюдалось статистически значимых различий в значениях рRR50% в возмущенных и спокойных временных периодах.

Для всех периодов исследования проведен сравнительный анализ значений ИН (рис. 2), отражающий степень централизации управления сердечным ритмом. Средние значения ИН в целом по группе обследованных имели тенденцию (Р=0,056) к различию между периодом температурных возмущений и спокойным периодом 2 соответственно 187±23 и 129±19. Значимого увеличения ИН на магнитные возмущения не последовало.

Рис. 2. Динамика значений индекса напряжения (ИН) и метеопараметров в наблюдаемые периоды

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Длительность RR-интервалов у обследованных студентов (юноши коренной национальности – якуты 18-21 года, родившиеся и постоянно проживающие на Крайнем Севере) оказалась более чувствительной к повышению напряжения магнитного поля, чем к перепаду температуры воздуха.

Статистически значимое (Р=0,0024) снижение значений среднеквадратичного отклонения (СКО) RR-интервалов выявлено в период температурного возмущения (внут-рисуточная разность температур 12-18°С) относительно спокойного периода. Статистически значимая реакция СКО на магнитные возмущения отсутствовала. Также не наблюдалось статистически значи-

мых различий в значениях рRR50 % в возмущенных и спокойных временных периодах.

Таким образом, даже в условиях покоя такие экологические факторы окружающей среды на Севере, как магнитные бури и резкие внутрисуточные перепады температуры воздуха, вызывают изменения параметров вариабельности сердечного ритма и напряжение регуляторных систем сердца у практически здоровых юношей.