Влияние эмоционального напряжения на психофизиологические показатели и содержание половых гормонов у девушек

Введение. Сенсомоторная деятельность - многообразная форма целенаправленной активности человека, предполагающая взаимодействие сенсорных систем и двигательных компонентов психической деятельности. Сенсомоторные реакции рассматриваются как произвольные сложных психоэмоциональных функциональных систем, которые включают в себя зрительный, слуховой, кожно-кинестический и др. анализаторы. Работа данных структур подвержена воздействию внешних факторов. На длительность времени реакции оказывают влияние средовые факторы, например, запах, освещение, музыка, интенсивность раздражителя (Захарова, Иващенко, 1984), ароматические вещества (Шутова, 2001; Krause et al., 2006), выполнение работы в экстремальных условиях (эмоциональное напряжение, дефицита времени, аварийные ситуации) (Захаров и др., 1988).                                                 '

Учебная нагрузка в вузе является одной из наиболее психоэмоционально напряженных видов деятельности. Особенно ярко психоэмоциональное напряжение выражено в период экзаменационной сессии. Экзаменационный стресс является одной из причин возникновения эмоционального напряжения и способен оказывать влияние на все физиологические системы организма (Бусловская, Рыжикова, 2011; Шарапов и др., 2012). Не является исключением и сенсомоторная деятельность человека. При этом у женщин в репродуктивный период на реализацию сенсомоторных реакций оказывает влияние циклическое изменение содержания половых и гонадотропных гормонов гипофиза и гонадолиберина гипоталамуса (Habib et al., 2011; Isowa et al., 2006). Устойчивость организма к воздействию стрессовых факторов зависит от индивидуальных различий организма человека, состояния регуляторных механизмов вегетативной нервной системы (Головин, Гущин, 2010).

В настоящем исследовании мы задались целью изучить зрительно-моторные реакции и концентрацию гормонов (фолликулостимулирующего (ФСГ), лютеинизирующего (ЛГ) гормонов, прогестерона, эстрадиола и кортизола) в сыворотке крови у лиц женского пола с различным исходным тонусом вегетативной нервной системы.

Методика. В исследовании принимали участие 31 студент Курганского государственного университета женского пола в возрасте от 18 до 23 лет. У обследуемых измерялись показатели простой и сложной зрительно-моторной реакции. Обследование проводилось с помощью прибора «НС-Психотест» (методики: «Простая зрительномоторная реакция» (ПЗМР), «Реакция различения» (РР), «Реакция выбора» (РВ). Оценка сенсомоторных реакций осуществлялась через анализ времени реакции на предъявляемый стимул. Оценивался интервал времени между появлением сигнала и ответной реакцией испытуемого. Также учитывалось правильность выполнения задания, т.е. соответствие двигательного акта поступившему сигналу. Количество ошибок при выполнении сенсомоторных тестов связано с концентрацией внимания и зависит от особенностей мышления, способностей к переключению внимания, объема оперативной памяти и личностных особенностях индивидов (Ильин, 2003).

Исследовалась концентрация гормонов (фолликулостимулирующего (ФСГ), лютеонизирующего (ЛГ), прогестерона, эстрадиола и кортизола) в покое и после действия эмоционального напряжения. Забор крови у обследуемых осуществлялся из локтевой вены натощак в условиях фона и эмоционального стресса на 7-8 день фолликуляторной фазы. В качестве модели эмоционального напряжения использовалась экзаменационная сессия.

С помощью математического анализа вариабельности сердечного ритма и в зависимости от тонуса вегетативной нервной системы все обследуемые были разделены на три группы: ваготоники, симпатотоники и нормотоники (Баевский и др., 1984). В качестве индикатора вегетативного баланса выбран индекс напряжения регуляторных систем, который у ваготоников не превышал 30 уел. ед., при нормотонии составлял 31-120 усл. ед., при симпатотонии от 120 уел. ед. Статистическую обработку проводили методом Стьюдента и с помощью корреляционного анализа. Различия межу сравниваемыми величинами считали достоверными при вероятности не менее 95% (р<0,05).

Результаты и обсуждение. На основании анализа показателей вариабельности сердечного ритма в условиях фона, были выделены три группы студентов: нормотоники (И), симпатотоники (10) и ваготоники (10) (табл. 1).

Таблица 1

Показатели вариабельности сердечного ритма у обследуемых студентов в фоновых условиях (М±ш) (п=31)

Показатели ВСР	Нормотоники п=11	Симпатотоники п=10	Ваготоники п-10
ЧСС, у д/мин	7б,0±2,44	94,2±2,91*	64,17±5,98*/**
SDNN, с	122,09±7,25	30,13±3,44*	165,59±47,75*/**
Мо, мс	789,27±28,32	629,33±17,64*	975,67±98,25*/**
АМо, %	33,47±2,7	57,53±3,47*	24,88±3,1
MxDMn, мс	383,63±65,51	172,83±18,23*	953,0±157,37*/**
ИН, усл.ед.	69,27±9,51	291,17±49,21*	16,5±3,21*/**

Примечание. * - Р<0,05, различия достоверны по сравнению с группой студентов с нормотонией, ** - Р<0,05, различия достоверны по сравнению с группой студентов с симпатотонией.

В условиях относительного физиологического покоя среднее значение времени зрительно-моторных реакций не имели выраженных достоверных отличий в исследуемых группах студентов (табл. 2). При реакции на простые световые стимулы группа студентов симпатотоников допускали меньшее число ошибок, однако при усложнении задания (реакциях различения и реакциях выбора) число ложных реакций и количество пропусков увеличивалось (различия достоверны относительно группы студентов с нормотонией). В группе студентов с преобладанием ваготонуса выявлены достоверные различия показателей сложных зрительно-моторных реакций. Число ложных реакций 4,3±0,34 и число пропусков стимулов 1,3±0,44 достоверно выше, а число ложных реакций при реакции выбора достоверно ниже 4,4±0,88 (различия достоверны относительно группы студентов с нормотонией).

В условиях эмоционального напряжения выявлены достоверные различия скорости реакции в группе студентов с ваготонией, относительно групп студентов с нормотонией и симпатотонией. При преобладании парасимпатического тонуса вегетативной нервной системы отмечалось наибольшее значение времени простой и сложной зрительно-моторных реакций. При этом число пропусков при реакции выбора стимула у ваготоников 11,6±1,6 было достоверно ниже, чем у группы студентов симпатотоников 15,5±0,58 (табл. 2).

Таблица 2

Показатели скорости зрительно-моторной реакции у лиц с различным уровнем вегетативного баланса в условиях фона и стресса (М±ш) (п=31)

Показатели		Нормотония (И)	Симпатотония (Ю)	Ваготония (Ю)
ПЗМР
ср.время реакции	фон	201,08±7,13	205,71±6,49	195,5±3,65
	стресс	212,92±4,81	212,29±7,22	245,2±14,09*/**
кол-во ошибок	фон	3,81±0,58	5,9±3,06	5,8±1,42
	стресс	5,45±0,66	6,6±2,12	5,2±0,78
число пропусков	фон	0,64±0,2	0,1±0,09*	0,5±0,21
	стресс	5,45±0,41	1,3±0,34	1,3±0,37
Реакция различения
ср.время реакции	фон	277,1±10,76	262,41±10,1	261,85±5,11
	стресс	283,38±12,12	272,35±10,92	311,39±12,83*/**
кол-во ошибок	фон	8,09±2,19	9,9±2,21	6,4±0,51
	стресс	10,82±1,24	8,1±2,29	8,7±0,86
число пропусков	фон	0,55±0,31	0,1±0,09	0,7±0,31
	стресс	1,82±0,73	0,8±0,27	1,0±0,37
число ложных реакций	фон	3,09±0,39	5,5±0,8*	4,3±0,34*
	стресс	5,18±0,7	4,7±1,03	4,5±0,62
Реакция выбора
ср.время реакции	фон	328,85±9,006	324,51±11,66	355,76±11,96
	стресс	353,82±12,91	344,45±7,71	397,97±16,54*/**
кол-во ошибок	фон	11,63±2,03	12,4±1,55	9,5±1,25
	стресс	13,18±2,38	15,5±0,58	11,6±1,6**
число пропусков	фон	0,18±0,12	1,7±0,53*	1,3±0,44*
	стресс	1,09±0,66	2,1±0,41	1,2±0,31
число ложных реакций	фон	7,09±1,03	6,4±0,75	4,4±0,88*
	стресс	8,45±1,35	8,3±0,89	6,3±1,06

Примечание. * - Р<0,05, различия достоверны по сравнению с группой студентов с нормотонией; ** - Р<0,05, различия достоверны по сравнению с группой студентов с симпатотонией.

Для определения влияние эмоционального напряжения на показатели зрительно-моторных реакций у лиц с различным исходным тонусом вегетативной нервной системы сравнили показатели зрительно-моторных реакций в условиях относительного физиологического покоя и в условиях стресса с помощью критерия t-Стьюдента. При выполнении тестов в условиях стресса в группе ваготоников выявили увеличение времени зрительно-моторных реакций и числа ошибок. В группах студентов с нормотонией и симпатотонией значимых различий значений скорости реакции не отмечалось, при этом достоверно увеличилось число ошибочных реакций.

Таким образом, зрительно-моторные реакции в группе студентов ваготоников отличаются наибольшим значением времени, необходимого для концентрации внимания на нужном стимуле и ответной реакции, в условиях стресса время реакции увеличивается, возрастает число ошибочных реакций, снижается способность переключать внимание на различные световые стимулы.

При исследовании концентрации гормонов у лиц с различным тонусом вегетативной нервной системы были определены фоновые показатели гормонов в трех группах испытуемых и концентрации гормонов в сыворотки крови при эмоциональном напряжении. Помимо анализа содержания половых гормонов, в сыворотке крови исследовалось содержание кортизола, как основного маркера реакции на стресс.

В ходе исследования установлено, что уровень половых гормонов в сыворотке крови зависит от функционального состояния организма. В состоянии эмоционального покоя у симпатотоников отмечены максимальные концентрации эстрадиола 80,69±13,67 нг/мл (различия достоверны относительно групп студентов с нормотонией 68,93±9,29 нг/мл и ваготонией 42,23±8,8 нг/мл). У студентов с ваготонией выявили максимальную концентрацию кортизола 448,87±39,2 нг/мл, по сравнению нормотониками (345,09±32,91 нг/мл при р<0,05). Существенных различий в концентрации ФСГ, ЛГ и прогестерона у обследуемых групп студентов в состоянии покоя не выявлено. В условиях эмоционального стресса в группе симпатотоников отмечены достоверные различия (р<0,05) содержания ФСГ и эстрадиола, относительно нормотоников и ваготоников (табл. 3).

В условиях эмоционального напряжения у ваготоников отмечали достоверное повышение концентрации ФСГ, а у симпатотоников достоверное снижение уровня эстрадиола и увеличение кортизола. У студентов с нормотонией достоверных различий не выявлено, отмечено только увеличение концентрации ЛГ и снижение концентрации эстрадиола (табл. 3). Исследованиями последних лет установлено, что половые гормоны и прогестерон синтезируются в яичниках и коре надпочечников, циркулируя в крови в свободном и связанном состояниях, могут проходить через гематоэнцефалический барьер (Pardridge, Mietus, 1979; Вихляева, 2006; Krause et al., 2006; Айламазян и др., 2009). При этом половые гормоны могут модулировать проницаемость гематоэнцефалического барьера, влияя на их переход из крови в мозг. Было отмечено, что эстрогены снижают тонус сосудов, увеличивая тем самым уровень кровоток, а тестостерон вызывает противоположное действие (Krause et al., 2006).

Таблица 3

Содержание гормонов в сыворотке крови у лиц с различным уровнем вегетативного баланса в условиях фона и стресса (М±т) (п=31)

Гормоны	Нормотония (И)		Симпатотония (10)		Ваготония (Ю)
	фон	стресс	фон	стресс	фон	стресс
ФСГ	3,2	4**	5,84	10,3	3,92	5,68**/х
ЛГ	3,05	6,28	7,93	7,02	3,96	4,75
Прогестерон	5,58	5,04	4,97	4,12	5,23	5,13
Эстрадиол	68,93**	47,5**	80,69	34,55х	45,23**	62,2**
Кортизол	345,09	453,82	425,27	476,91х	448,87*	533,81

Примечание. * - Р<0,05, различия достоверны по сравнению с группой студентов с нормотонией; ** - Р<0,05, различия достоверны по сравнению с группой студентов симпатотонией ; х - достоверность различий при р<0,05 относительно фона.

В ряде работ убедительно показано, что содержание половых гормонов в мозге обусловлено не только их переходом через гематоэнцефалический барьер, но и их синтезом в головном мозге (MacLusky et al., 1986; Zwan, Yen, 1999; Schumacher et al., 2012). Ha нервных и глиальных клетках головного мозга открытые цитозольные рецепторы, которые связывают эстрогены и переносят их в ядро клетки. Наряду с рецепторами и половыми гормонами обнаружены и прогестероновые рецепторы (Wagner et al., 2001; Quadros et al., 2007). Исследованиями Ванга и Куэля-Коварика (Wang, Kuehl-Kovarik, 2012) было показано, что активация эстрогеновых рецепторов (ЭР-бетта) снижает натриевые токи и вызывает деполяризацию изолированных гонадолиберинопродуцирующих нейронов в гипоталамусе, регулируя тем самым их активность.

Наряду с цитозольными рецепторами эстрогенов и прогестерона в головном мозге имеются и нецитозольные рецепторы. Таким образом, половые гормоны и прогестерон в головном мозге оказывают влияние на функциональное состояние нейронов, клетки нейроглии и синоптические процессы на межнейронном уровне, что в конечном итоге сказывается на поведенческих реакциях (Ходырев,

Циркин, 2012).

С помощью коэффициента корреляции (г) Пирсона мы установили взаимосвязи между уровнем половых гормонов и показателями зрительно-моторных реакций в покое и условиях стресса. Наибольшее число корреляционных связей в условиях фона отмечено у ваготоников. Положительная корреляционная связь обнаружена между содержанием ФСГ, ЛГ числом пропусков стимулов (г = 0,7; р<0,01). Сильная отрицательная связь выявлена между концентрацией кортизола и числом ошибок при реакции на стимул определенного цвета (реакции различения) (г = -0,7; р<0,05). В группе симпатотоников в условиях фона обнаружена отрицательная корреляционная связь ЛГ и среднего значения времени сложной зрительно-моторной реакции (г = -0,64; р<0,05), положительные корреляционные связи выявлены между содержанием прогестерона и значениями времени сложной сенсомоторной реакции (г = 0,68; р<0,05), эстрадиолом и числом пропусков стимулов при реакции выбора цветов (г = 0,59; р<0,05). В группе нормотоников в условиях фона отмечена прямая зависимость между значениями времени зрительно-моторных реакции и содержанием ФСГ (г = 0,64; р<0,05), эстрадиола (г = 0,61; р<0,05). Отрицательные корреляционные связи выявлены между числом преждевременных нажатий при ПЗМР и содержанием ФСГ (г = -0,72; р<0,05), прогестерона (г= 0,72; р<0,05) и кортизола (г = -0,69; р<0,05).

Таким образом, в условиях относительного физиологического покоя значительное число корреляционных связей содержания гормонов и показателей зрительно-моторных реакций выявлено у ваготоников, при увеличении содержания ФСГ, ЛГ и кортизола у ваготоников происходит увеличение числа ошибок, что может свидетельствовать о снижении уровня концентрации внимания.

В условиях стресса наибольшее число разнонаправленных корреляционных связей между уровнями гормонов и показателями зрительно-моторных реакций выявлено у симпатотоников, в целом 20 связей, из которых 65% оказались сильными. В группе ваготоников -12 положительных корреляционных связей, 58% из которых являются сильными. В группе нормотоников в условиях стресса сильных корреляционных взаимосвязей не обнаружено. В группе симпатотоников в условиях стресса сильные положительные корреляционные связи выявлены между значениями времени реакции и содержанием ЛГ (г = 0,7; р<0,05), прогестерона (г = 0,72; р<0,05). Отрицательные корреляционные связи между числом допущенных при выполнении тестов ошибок и концентрацией прогестерона (г = -0,77; р<0,01) и положительные корреляционные связи с между содержанием кортизола (г = 0,76; р<0,01). В группе ваготоников сильные положительные корреляции обнаружены между ФСГ и временем реакции различения (г = 0,85; р<0,01), числом ошибок и содержанием ФСГ (г = 0,67; р<0,05), эстрадиола (г = 0,85; р<0,01) и кортизола (г = 0,8; р<0,01).

В условиях стресса увеличение содержания ЛГ, прогестерона увеличивает скорость реакции у симпатотоников, а увеличение концентрации ФСГ снижает скорость реагирования у ваготоников. При возрастании содержания кортизола происходит увеличение снижение уровня концентрации внимания и увеличение числа ошибок при выполнении тестов всех испытуемых.

Заключение. При исследовании показателей зрительномоторной реакций в условиях относительного физиологического покоя ваготоники допускают меньшее число ошибок, в состоянии стресса увеличивается время реакции на стимулы. В условиях стресса в группе ваготоников отмечено увеличение концентрации фолликулостимулирующего гормона (ФСГ), у симпатотоников -снижение уровня эстрадиола и увеличение концентрации кортизола. Большая часть корреляционных связей содержания гормонов и показателей зрительно-моторных реакций в условиях эмоционального напряжения отмечается у лиц с исходным симпатическим тонусом ВНС, сильные связи обнаружены между прогестероном, кортизолом и числом ошибок при выполнении тестов. При преобладании тонуса парасимпатической нервной системы сильные положительные корреляционные связи выявлены между фолликулостимулирующим гормоном, эстрадиолом, кортизолом и временем сложной реакции различения.

Об авторах:

ВАСИЛЬЕВА Юлия Анатольевна - аспирант кафедры анатомии и физиологии человека, ФГБОУ ВПО «Курганский государственный университет», 640000, Курган, ул. Советская, 64, стр. 4, e-mail: iuliia_vasilieva_1990 @mail.ru

Васильева Ю.А. Влияние эмоционального напряжения на психофизиологические показатели и содержание половых гормонов у девушек / Ю.А. Васильева, А.П. Кузнецов, Л.Н. Смелышева, Е.В. Захаров // Вести. ТвГУ. Сер.: Биология и экология. 2016. №4. С. 7-16.                                         '