Возрастные особенности вегетативной регуляции у здоровых детей
На правах рукописи
СТРУЧКОВА Ирина Васильевна
ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ
ВЕГЕТАТИВНОЙ РЕГУЛЯЦИИ
У ЗДОРОВЫХ ДЕТЕЙ
03.03.01 - Физиология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Тверь – 2013
Работа выполнена на кафедре теории и практики сестринского дела в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Тверская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации
| Научный руководитель: | Макарова Ирина Илларионовна, доктор медицинских наук, профессор, ГБОУ ВПО «Тверская государственная медицинская академия» Минздрава России, заведующая кафедрой теории и практики сестринского дела |
| Официальные оппоненты: | Рыжов Анатолий Яковлевич, доктор биологических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Тверской государственный университет», заведующий кафедрой биомедицины |
| Макаревский Александр Борисович, кандидат биологических наук, ФГБОУ ВПО «Тверская государственная сельскохозяйственная академия», заведующий кафедрой физического воспитания | |
| Ведущая организация: | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Российский университет дружбы народов» |
Защита диссертации состоится « 5 » декабря 2013 г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.263.08 при Тверском государственном университете по адресу: 170002 г. Тверь, пр. Чайковского, 70/1 лит. Б, ауд. 318.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Тверского государственного университета по адресу: 170000, г. Тверь, ул. Володарского, 44 а.
Отзывы на автореферат направлять по адресу: 170002 г. Тверь, пр. Чайковского, 70/1 лит. Б, Тверской государственный университет, биологический факультет, диссертационный совет ДМ 212.263.08
Автореферат разослан «___» ________________ 2013 г.
| Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук, доцент |  | М.Н. Петушков |
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования
Развитие и сохранение здоровья детей является весьма актуальной государственной проблемой (Баранов А.А., 2009; Параничева Т.М. и соавт., 2011).
Оптимальный уровень деятельности функциональных систем организма ребенка определяется состоянием регуляторных систем, в частности - вегетативной регуляции, которое рассматривается многими учеными как один из значимых критериев здоровья ребенка, а его исследование привлекает своей научной актуальностью (Завьялов А.В., Смирнов В.М., 2009; Сабирьянов А.Р., Сабирьянова Е.С., 2011).
Качественные характеристики систем регуляции, их динамические особенности непосредственно связаны с процессами созревания вегетативного аппарата центральной нервной системы, контролирующего физиологические механизмы системной деятельности организма ребенка (Баранов А.А., Щеплягина Л.А., 2006). Так, результаты научных исследований убедительно показывают четкую связь анатомо-физиологических особенностей детей в различные периоды детства с состоянием нейрогуморальных механизмов вегетативного гомеостаза; отмечен параллелизм завершения формирования регуляторного аппарата вегетативной нервной системы (ВНС) и морфофункциональной трансформации периода полового созревания (Казин Э.М. и соавт., 2008).
Один из наиболее информативных в настоящее время методов изучения регуляторных систем базируется на исследовании вариабельности сердечного ритма (ВСР) и позволяет, как количественно, так и качественно охарактеризовать общую активность регуляторных механизмов, а так же активность различных отделов ВНС (Баевский Р.М., 2008; Солодчук О.Н., Спивак Е.М., 2012; Gerstner T., Sprenger J., Schaible T., Weiss C., Koenig S.; 2010). В многочисленных работах представлены значения различных показателей ВСР (Макаров Л.М. и соавт., 2009). Однако в течение времени менялись методологические подходы к их интерпретации, к оценке роли отдельных показателей в обеспечении функциональных систем организма ребенка в постнатальном онтогенезе (Шейх-Заде Ю.Р., Мухамбеталиев Г.Х., Чередник И.Л., 2009; Киселев А.Р., 2011; Налобина А.Н., Стоцкая Е.С., 2011; Zygmunt А., Stanczyk J., 2010). Несмотря на пристальное внимание ученых к данной проблеме, многие вопросы вегетативной регуляции здоровых детей все еще остаются до конца не изученными. Так, нуждается в уточнении нормативная база показателей ВСР у детей различных возрастных групп, динамизм вегетативного статуса и состояние вегетативного резерва у детей в постнатальном онтогенезе (Панкова Т.Б., 2008; Yiallourou S.R., Sands S.A., Walker A.M., Horne R.S.C., 2012).
Таким образом, комплексное изучение состояния вегетативной регуляции у здоровых детей в различные периоды его жизни может быть весьма полезным в понимании физиологии развития ребенка на этапах постнатального развития (Шайхелисламова М.В., Ситдикова А.А., Ситдиков Ф.Г., 2008).
Все вышеизложенное и определило цель настоящего исследования.
Цель исследования
Дать характеристику физиологических особенностей вегетативной регуляции у здоровых детей на основе динамических изменений вариабельности сердечного ритма в различные периоды детства.
Задачи исследования
- Определить состояние вегетативной регуляции у детей на этапах ее формирования в течение 1-го года жизни.
- Выявить основные закономерности состояния вегетативной регуляции у детей дошкольного возраста.
- Определить уровень функционирования регуляторных систем у детей младшего школьного возраста.
- Исследовать состояние вегетативной регуляции у детей подросткового возраста.
Научная новизна исследования
Автором впервые уточнены значения показателей вариабельности сердечного ритма и определены типологические особенности вегетативной регуляции у здоровых детей на 1-ом году жизни: в возрасте 5 дней, 1, 3, 6, 9 и 12 мес. жизни. Научной новизной является характеристика динамических изменений вегетативной регуляции у детей в различные периоды детства. Автором научно обоснованы основные закономерности функционирования регуляторных систем: исходные параметры, степень напряжения и функциональный резерв адаптации в возрастном аспекте.
Основные положения, выносимые на защиту
- Установлены основные параметры вариабельности сердечного ритма для возрастных групп: 1-го года жизни, дошкольников, младших школьников и детей подросткового возраста (13-17 лет);
- Вегетативная регуляция у детей ассоциирована с возрастной периодизацией. В ее основе - процессы межконтурной трансформации от централизации к автономии в управлении сердечным ритмом, от умеренного преобладания центральной регуляции к умеренному преобладанию автономной регуляции, определяющей уровень напряжения регуляторных систем и функциональный резерв адаптации в соответствии с анатомо-физиологическими особенностями соответствующего возраста.
Научно-практическая значимость исследования
В исследовании представлена база данных показателей вариабельности сердечного ритма у детей 1-го года жизни, дошкольного и школьного возраста. Определена ассоциированность типов вегетативной регуляции с возрастом ребенка. В диссертационной работе дана характеристика закономерностей формирования вегетативной регуляции у здоровых детей в различные периоды онтогенеза. Автором выявлены основные закономерности межконтурного взаимодействия, степени напряжения регуляции и функционального резерва адаптации у детей различного возраста.
Соответствие диссертации Паспорту научной специальности
Диссертационное исследование соответствует пунктам 3 – «Исследование закономерностей функционирования основных систем организма» и 4 - «Исследование динамики физиологических процессов на всех стадиях развития организма» паспорта специальности 03.03.01 – «Физиология».
Апробация работы
Основные положения диссертации представлены и обсуждены на V Всероссийском симпозиуме «Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение» (Ижевск, 2011 г.), IV Международном молодежном медицинском Конгрессе «Санкт-Петербургские научные чтения – 2011» (Санкт-Петербург, 2011 г.), XV Всероссийском симпозиуме «Эколого-физиологические проблемы адаптации» (Москва, 2012 г.), V Всероссийском с международным участием медико-биологическом Конгрессе молодых ученых «Симбиоз – Россия 2012» (Тверь, 2012 г.), ХХII съезде Физиологического общества им. И.П. Павлова (Волгоград, 2013).
Основные положения диссертации обсуждены на межкафедральном заседании сотрудников кафедр физиологии, патологической физиологии, биологии, гистологии, эмбриологии и цитологии, химии и биохимии, педиатрии лечебного и стоматологического факультета, поликлинической педиатрии с основами формирования здоровья, нервных болезней и восстановительной медицины ФПДО, педиатрии и неонатологии ФПДО, теории и практики сестринского дела и научно-исследовательской лаборатории подростковой медицины НИЦ Тверской государственной медицинской академии 27 июня 2013 года.
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 12 работ, из них 3 в журналах, рекомендуемых ВАК Минобрнауки РФ.
Структура и объем диссертации
Диссертация включает введение, обзор литературы, главу методы и объём исследования, 4 главы собственных исследований, обсуждение результатов исследования, выводы и практические рекомендации. Работа изложена на 151 странице, документирована таблицами (49) и иллюстрирована рисунками (24) и приложениями (2). Список литературы включает 168 отечественных и 27 зарубежных источников.
Автор выражает глубокую благодарность за консультативную помощь при выполнении исследования заведующему кафедрой педиатрии и неонатологии факультета последипломного образования ГБОУ ВПО Тверская ГМА Минздрава России доктору медицинских наук, профессору С.М. Кушниру.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Материалы и методы исследования
Для решения поставленных задач проведено комплексное аналитическое контролируемое исследование 154 детей I-ой группы здоровья.
На основе возрастной периодизации (Рекомендации VII Всесоюзной конференции по проблемам возрастной морфологии, физиологии и биохимии АПН ССР, Москва, 1965 г.) были сформированы 4 группы детей, подлежавших обследованию: 1-го года жизни (31 ребенок), 4-7 лет (35 детей), 8-12 лет (44 ребенка) и 13-17 лет (44 ребенка).
Критериями включения в группы исследования служили: возраст детей от 5 дней до 17 полных лет; принадлежность к I группе здоровья (Приказ МЗРФ №621 от 30.12.2003). Критериями исключения были: занятия спортом; период ранней адаптации, связанный с поступлением в детское образовательное учреждение или с миграцией семьи из районов с отличающимися климато-экологическими условиями; нетрадиционная форма обучения (программы повышенного уровня сложности); для девочек-подростков – менструация на момент исследования.
Данные о принадлежности ребенка к группе здоровья были получены на основании заключения о состоянии здоровья ребенка по данным профилактического осмотра педиатра и врачей специалистов (Приказ МЗ и МО РФ № 186/272 от 30.06.1992) путем копирования сведений из медицинской документации (форма 112/у, ф-026/у-2000).
Исследование выполнено в 2 этапа. На первом этапе проведено лонгитудинальное исследование детей 1-го года жизни с изучением вариабельности сердечного ритма в динамике: в 5 дней (31 ребенок), 1 мес. (25 детей) 3 мес. (25 детей), 6 мес. (23 ребенка), 9 мес. (17 детей) и 12 мес. (22 ребенка).
На втором этапе для определения особенностей ВСР проведены одномоментные функциональные исследования детей дошкольного и школьного возраста (2, 3 и 4 групп). Возрастная динамика показателей оценивалась путем попарного сравнения групп: 2 гр. – с 1-ой, 3-ей – со 2-ой и 4-ой – с 3-ей.
Вариабельность сердечного ритма исследовалась путем регистрации кардиоинтервалограммы (КИГ) с помощью вегетотестера ВНС-Микро (2000 Гц, 12 бит) продолжительностью записи на коротких участках в течение 5 минут (500 кардиоциклов) и мониторингом 50 мм/с, 10 мм/мв; с антитреморной фильтрацией низкой частоты 35 Гц. 3, и последующей обработкой кардиоциклов на персональном компьютере системы Intel программой «Полиспектр» фирмы Нейрософт (Россия) версии 4.8.8.0. (Иваново, 2006). Экстрасистолы из анализа были исключены. Изучались показатели фоновой, активной ортостатической пробы, тилт-теста.
Интерпретации подлежали следующие показатели кардиоинтервалограммы: гуморального канала регуляции Мо (с); нейрогенной симпатической АМо (%), парасимпатической Х (с) активности; а так же интегральные показатели - ПАПР (АМо/Мо, усл. ед.), характеризующий путь реализации центрального стимулирования, стресс-индекс SI (АМо/2*Мо*Х, усл.ед.), индекс вегетативного равновесия КМ (АМо/Х, усл.ед.). Активность автономного контура оценивалась по данным показателей ритмограммы: коэффициента вариации CV (%); межинтервальных различий RMSSD (мс) и стандартного отклонения SDNN (мс). Из данных спектрограммы анализировали показатель суммарной активность нейрогуморальных влияний на сердечный ритм ТP (мс2), его компоненты - мощность волн спектра в диапазоне высоких HF (мс2,%), низких LF (мс2,%) и «очень» низких VLF (мс2,%) частот, интегральные показатели - индекс вегетативного баланса LF/HF, индекс централизации IC ((HF+LF)/VLF), индекс активации подкорковых структур ISCA (LF/VLF).
Исходный вегетативный тонус (ИВТ), как один из интегральных параметров ВНС, определяли по показателю SI, усл.ед. с выделением ваготонического (ВТ), эйтонического (ЭТ), симпатикотонического (СТ) и гиперсимпатикотонического (ГСТ) типов ИВТ (Баевский Р.М. и соавт., 2003).
Оценка степени напряжения регуляторных систем детского организма была основана на определении по данным показателей SI (усл.ед.) и VLF (мс2) по методике Шлык Н.И. (2009) типа вегетативной регуляции: умеренного или выраженного преобладания центральной регуляции (I и II тип), умеренного или выраженного преобладания автономной регуляции (III и IV тип). Как показатель напряженности вегетативного баланса исследовалась структура спектра ВСР - HF(%) : LF(%) : VLF(%).
Функциональный резерв адаптации оценивался по данным кардиоинтервалографии тилт-теста (у детей 1-го года жизни) и активной ортостатической пробы (у детей от 4 до 17 лет), с определением вегетативной реактивности (ВР) и ее интерпретацией, как нормотонической (НТ), гиперсимпатикотонической или асимпатикотонической (АСТ) по критериям Е.А. Соболевой (1984) и С.М. Кушнира, Л.К. Антоновой (2007) - для подросткового возраста.
Статистическая обработка полученных результатов проводилась с использованием прикладного программного обеспечения: системы компьютерной математики MATLAB, v.6.5 с пакетом расширения Statistics Toolbox; программы WinPEPI v.10.01 (DESCRIBE Version 2.33). Для анализа и интерпретации данных были использованы методы описательной статистики (расчет среднего значения, ошибки, квадратичное и стандартного отклонения, медианы и квартилей), метод однофакторного дисперсионного анализа с использованием процедуры Будстреп, однофакторного дисперсионного анализа Краскала-Уоллиса (Kruskal-Wallis), не накладывающего ограничений на распределение генеральных выборок. Проверка статистических гипотез осуществлялась непараметрическими методами (критерии Мана-Уитни, Вилоксона). При сравнении выборочных долей использован непараметрический критерий 2. Статистически значимыми считали различия при р<0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
При определении параметров ВСР оказалось, что здоровым детям 1-го года жизни была свойственна централизация в управлении сердечным ритмом, сопровождавшаяся высокими значениями показателей амплитуды моды АМо (от 50,8±4,41 до 63,2±2,98 %), стресс-индекса SI (от 303,5±69,4 до 570,2±68,4 усл.ед.) и низкими значениями индексов централизации IC (от 0,54±0,08 до 1,24±0,20) и активации подкорковых структур ISCA (от 0,43±0,07 до 0,91±0,14). Было так же установлено, что ИВТ у детей на 1-ом году жизни характеризовался преобладанием ГСТ (у 96,0% - 58,8% детей). Об активности центрального контура вегетативной регуляции говорили и высокие значения волнового компонента спектра в диапазоне «очень» низких частот VLF (от 897,9±169,6 до 2682,9±612,9 мс2 и от 50,4±3,2 до 68,5±2,5%), расцениваемые, как явление гиперадаптации.
Исследование показало, что динамические изменения, иллюстрирующие начальный этап совершенствования механизмов нейроэндокринной регуляции у здоровых детей, проявились уже в период с 5 дней до 3-х мес. жизни в виде снижения активности гуморального канала центрального стимулирования по отношению к нейрогенному каналу (согласно снижению АМо/Мо, усл.ед. и росту Мо, с, все р<0,05) и некоторого снижения гиперадаптации (снижение VLF, мс2 и %, р<0,05).
Последующий динамизм изменений состояния регуляторных систем организма ребенка, как было установлено, охватывал возраст 3-6-9 мес. жизни и заключался в постепенном снижении активности центрального контура вегетативной регуляции в управлении сердечным ритмом (снижение АМо, с; SI, усл.ед. и рост IC, ISCA, все р<0,05). Важно отметить, что снижение централизации в этот период сопровождал дебют активации автономного контура вегетативной регуляции, подтверждаемый данными спектрального анализа ВСР (ТР, мс2 и HF, мс2, %), а так же показателями ритмограммы (СV,%; SDNN, мс; RMSSD, мс) и КИГ (Х, с; АМо/Х, усл.ед.). Для всех показателей р<0,05. Немаловажно добавить, что статистически значимое снижение гиперадаптации, согласно VLF (мс2 и %), у здоровых детей приходилось на возрастной период 3 и 6 мес. жизни.
К 6-му мес. жизни ребенка так же отмечен прирост гуморальной стимуляции и усиление взаимодействия центрального и автономного контуров регуляции сердечного ритма (рост Мо, с, р<0,05). Выявленное изменения активности надсегментарного и сегментарного уровней управления ритмом сердца у детей обусловили существенное снижение симпато-парасимпатического баланса (по данным LF/HF и АМо/Х, усл.ед, р<0,05) к возрасту 9 месяцев.
Известно, что одной из основополагающих характеристик вегетативной регуляции является степень напряжения регуляторных систем. О ее высоком уровне у детей 1-го года жизни свидетельствовали полученные значения SI (усл.ед.), LF/HF, индексов IC и ISCA, а так же доминирование в структуре спектра ВСР мощности волн «очень» низкой (VLF, %) и низкой частот (LF,%), и преобладание у большинства здоровых детей (от 70,6 до 96,0 %) I типа регуляции. Существенное снижение степени напряжения регуляторных систем было отмечено у детей так же к 6 и 9-му мес. жизни.
Как оказалось, свойственный детям 1-го года жизни уровень функционирования регуляторных систем обеспечивал достаточный, на наш взгляд, функциональный резерв адаптации, а именно: от 29,4 до 64,0% детей на 1-ом году имели НТ и от 32,0 до 69,6% - ГСТ тип ВР. Выявленное в период от 6-ти до 9 мес. жизни ребенка изменение ВР наводило на мысль о параллелизме изменений резерва адаптации у здоровых детей 1-го года жизни и динамизма межконтурного взаимодействия, гиперадаптации и степени напряжения регуляторных систем.
Исследования показали, что изменения в системе вегетативной регуляции у детей в последующие 9-12 мес. жизни носили менее выраженный характер. Так о некотором снижении парасимпатической активности в этот период можно было предположить лишь на основании уменьшения значения показателя RMSSD (мc), происходившем на фоне снижения нейрогенных симпатических модуляций сердечного ритма (АМо,%) и степени напряжения регуляции (SI, усл.ед.), что в сочетании демонстрировало стабилизацию в формировании исходных параметров регуляции к 12 мес. жизни ребенка. Для всех показателей р<0,05.
Анализ результатов изучения ВСР у здоровых детей 1-го года жизни показал, что централизация в управлении сердечным ритмом и процессы гиперадаптации, определяя уровень напряженности регуляции и функциональный резерв адаптации, являются суммарным отражением целесообразности контролирующей роли вегетативной регуляции в условиях уязвимости организма ребенка в важнейший критический период начала его постнатального развития.
В ходе дальнейшей работы получены данные, позволившие установить, что процессы преобразования межконтурного взаимодействия, выявленные у детей 1-го года жизни, имели продолжение и в дошкольном периоде детства.
Изучение ВСР здоровых детей 4-7 лет, при сравнении с данными детей 12 мес. жизни, выявило усиление в дошкольном возрасте связи между обоими контурами управления сердечным ритмом (рост Мо, с - на 44,2%, р<0,05) на фоне роста гуморальных влияний (рост Мо, с; снижение АМо/Мо, усл.ед. – на 43,0%, р<0,05), значимость которых, возможно, обусловлена созреванием и функциональной активацией к этому периоду жизни звеньев эндокринной системы. При этом роль нейрогенного симпатического канала центрального стимулирования (АМо, %) в обследуемой группе снижалась на 18,3% (р<0,05).
Выявленные при исследовании снижение значений показателей нейрогенной симпатической активности (АМо,%), коэффициента монотонности (АМо/Х, усл.ед.), стресс-индекса (Si, усл.ед. – на 75,0%) и повышение значений индексов централизации (IC – на 241,9%) и степени активации подкорковых структур (ISCA – на 84,5%) давали основание судить о значительном ослаблении стимулирующих влияний центрального контура вегетативной регуляции на сердечный ритм у здоровых детей дошкольного возраста (все р<0,05). Следует заметить, что показательным в отношении изменения уровня функционирования регуляторных систем организма, можно считать значительное снижение в исследуемой группе доли детей с ГСТ ИВТ до 11,4% (р<0,05), а так же определяемую у 57,1% обследованных ЭТ направленность ИВТ. Установленный при анализе полученных данных факт снижения на 30,1% (р<0,05) показателя относительной мощности волн спектра в диапазоне «очень» низких частот (VLF,%), на наш взгляд, следует рассматривать как ослабление гиперадаптации, свойственное детям этой возрастной группы.
Данные о снижении степени напряжения у детей дошкольного возраста были получены на основании уменьшения значений показателей SI (усл.ед.), VLF (%), LF/HF и роста индексов IC, ISCA, ассоциированных с указанными изменениями межконтурного взаимодействия (все р<0,05).
Одним из важных характерологических отличий вегетативного гомеокинеза здоровых детей дошкольного возраста следует считать впервые установленное в исследовании доминирование автономного контура регуляции в структуре волнового спектра с превалированием высокочастотного парасимпатического компонента (HF,% > LF,% > VLF,%), связанное, вероятно, с завершением становления тонуса центров блуждающего нерва (рисунок 1).
Рисунок 1 - Соотношение компонентов волнового спектра ВСР (%) у детей различных возрастных групп (фоновая проба)
Примечание – Здесь (и на рисунках 2 и 3) * - статистическая значимость различий (р<0,05) с данными предшествующей по возрасту группы
Активацию парасимпатических модуляций у детей дошкольного возраста подтверждали так же и изменения ряда показателей кардиоинтервало-, ритмо- и спектрограмм: снижение АМо/Х, усл.ед. (на 64,8%), LF/HF (на 79,7%) и прирост Х, с (на 112,5%), RMSSD, мс (на 122,2%), HF, мс2 (на 608,4%) и HF,% (на 31,8%), CV, % (на 19,4%). Во всех случаях р<0,05. К этому следует добавить, что выявленное доминирование автономного контура вегетативной регуляции определяло существенное снижение симпато-парасимпатического баланса, что подтверждалось данными КИГ и спектрограммы (LF/HF, АМо/Х, усл.ед.).
Исходя из данных о состоянии вегетативной регуляции, был определен свойственный детям 4-7 лет тип регуляции. Как оказалось в сравнении с детьми 12 мес. жизни у дошкольников число детей с умеренным преобладанием автономной регуляции (III тип) увеличилось на 58,4%, р<0,05 (рисунок 2).
Рисунок 2 - Типы регуляции у детей различных возрастных групп
Было установлено, что уровень функционирования систем организма, свойственный детям дошкольного возраста, обеспечивал НТ ВР у 40,0% детей этой возрастной группы (рисунок 3).
Рисунок 3- Вегетативная реактивность у детей различных возрастных групп
Как видно из данных, приведенных на рисунке 3, у 51,4% здоровых детей дошкольного возраста реакция на ортопробу носила АСТ характер. Неоднозначность данного факта, на наш взгляд, следует трактовать как реакцию на переход от высокого уровня регуляции (централизации) к более умеренному - автономному. В основе этого перехода – изменение уровня энергетических затрат: высоких - при выраженной СТ и экономизированных - при доминировании вагусной активности.
Таким образом, дошкольный возраст характеризовался выраженными, основополагающими изменениями в системе вегетативной регуляции: снижением центрального и доминированием автономного контуров, значительной активизацией парасимпатической активности, усилением взаимодействия контуров регуляции.
В ходе дальнейшего исследования было установлено, что у здоровых детей младшего школьного возраста сохранялась основная направленность динамизма формирования вегетативной регуляции.
Так, у детей исследуемой возрастной группы были выявлены более высокие, в сравнении с детьми дошкольного возраста, значения показателя Мо, с (на 19,5%, р<0,05), свидетельствовавшие о дальнейшем усилении межконтурного взаимодействия. Статистически значимыми оказались данные, указывавшие на повышение значимости гуморального и снижение активности нейрогенного симпатического канала регуляции (снижение АМо/Мо, усл.ед. – на 59,4%, АМо, % - на 27,7%; все р<0,05).
Анализ данных показал, что у детей этой возрастной группы, также как и в дошкольном возрасте, отмечалось снижение явлений централизации (снижение АМо, % - на 27,7%; SI, усл.ед. – на 79,1%; рост IC – на 30,6% и ISCA – на 29,3%; все р<0,05) и нарастание влияний автономного контура (RMSSD, мс). Следует отметить, что судя по показателю RMSSD (мс), в этом возрасте заметно снижается темп прироста парасимпатической активности до 45,6% в сравнении с дошкольным возрастом, где прирост показателя в сравнении с данными детей 12 мес. составлял 122,2%, что также подтверждалось и снижением величины показателя суммарного эффекта регуляции CV (%) на 18,1% (р<0,05).
В целом было отмечено снижение исходного уровня функционирования систем вегетативной регуляции у детей данной возрастной группы, характеризовавшееся приростом (р<0,05) числа детей с ВТ ИВТ до 22,7% и снижением (р<0,05) доли СТ до 2,3%, при выявленном у 75,0% детей ЭТ ИВТ.
Говоря о динамизме процессов становления уровня вегетативной регуляции, следовало констатировать и дальнейшее ослабление степени напряженности регуляторных систем у детей младшего школьного возраста, определяемое интегральными показателями SI (усл.ед), IC и ISCA при сохранении структуры частотных компонентов в суммарной мощности волнового спектра сердечного ритма (HF,% > LF,% > VLF,%) и доминирования (43,8%) мощности волн высокочастотного диапазона HF, % (рисунок 1). Важно отметить, что в группе детей младшего школьного возраста на 28,0% (р<0,05) увеличилось по сравнению с данными дошкольной группы число детей с оптимальным, III типом регуляции и составило 90,9% (рисунок 2).
Исследование функционального резерва регуляторных систем, позволяло констатировать увеличение на 28,2% (р<0,05) числа детей с НТ реакцией на ортостаз, а так же уменьшение в исследуемой группе удельного веса детей с АСТ ВР до 22,7% (рисунок 3).
Таким образом, в группе детей младшего школьного возраста происходило дальнейшее формирование систем вегетативной регуляции с усилением межконтурного взаимодействия, снижением централизации и усилением процессов автономии.
Возраст 13-17 лет у здоровых детей характеризуется как период пролонгирования процессов усиления взаимодействия центрального и автономного контуров управления (прирост Мо, с на 7,2%, р<0,05) с повышением роли гуморального канала стимулирования (Мо, с; рост АМо/Мо, усл.ед. – на 25,6%, р<0,05) и снижением модуляций по нейрогенному симпатическому каналу (снижение АМо, % на 17,3%, р<0,05). В то же время, у подростков снижение процессов централизации менее выражено и подтверждается лишь снижением показателя АМо (%) на 17,3% (р<0,05). При этом такие показатели как SI (усл.ед.), LF/HF, IC и ISCA остаются на уровне данных предыдущей возрастной группы, как и, в целом, состояние напряжения регуляторных систем.
Важно отметить, что отличительной особенностью вегетативной регуляции, свойственной подростковому возрасту, следует считать статистически значимое, хотя и весьма умеренное повышение показателя VLF, мс2 и %, соответственно на 32,9% и 19,7% (р<0,05), рассматриваемое как явление гиперадаптации. Следует полагать, что гиперадаптация имеет защитный характер у детей в наиболее значимые периоды развития детского организма – начала постнатальной жизни (на 1-ом году) и морфофункциональной перестройки периода полового созревания. К этому следует добавить, что у детей подросткового возраста неизменным оставалось преобладание HF-компонента в структуре волнового спектра (рисунок 1) и характерный для большинства детей (81,1%) III тип вегетативной регуляции (рисунок 2).
Кроме того, полученные данные свидетельствуют о расширении диапазона функциональных возможностей у здоровых подростков - в исследуемой группе доля детей с АСТ ВР снизилась почти в 10 раз, при росте доли ГСТ ВР в 3 раза, р<0,05. Как и в младшем школьном возрасте преобладающим (70,5%) был НТ тип ВР (рисунок 3).
Таким образом, на основании динамических возрастных изменений ВСР можно полагать, что подростковым периодом, вероятно, завершается процесс формирования оптимального уровня вегетативной регуляции.
В ходе работы оказалось, что у здоровых детей состояние активности бульбарных центров продолговатого мозга соответствует изменениям основных параметров вегетативной регуляции. Так установлено, что признаки активизации сосудодвигательного центра у детей регистрировались уже в возрасте 3-х, 6-ти и 9-ти месяцев жизни (согласно LF, мс2,% и ISCA, при р<0,05). Повышение к 6 и к 9 месяцам жизни ребенка показателя HF, %, мс2 (р<0,05) позволило говорить об усилении у этих детей влияния дыхания на сердечный ритм. В дошкольном возрасте отмечено усиление выявленных процессов. У детей младшего школьного возраста, согласно ISCA, прирост активности вазомоторного центра был на 84,5% (р<0,05) меньше, чем у дошкольной возрастной группы. Тогда как в подростковом периоде изменений активности бульбарных центров, согласно исследованным показателям, не отмечалось. Анализируя данные, можно предположить, что интенсивное формирование процессов саморегуляции и становление обратной биологической связи начинается уже в детском возрасте и максимально выражено у детей на 1-ом году жизни и в период 4-7 лет.
Касаясь вопроса о различиях формирования вегетативной регуляции у здоровых детей в зависимости от пола, следует констатировать, что таковые, согласно показателям ВСР, впервые отмечены у детей 8-12 лет. О более высоком уровне активности автономного контура регуляции у мальчиков этого возраста свидетельствовали данные показателей X (с), CV (%), RMSSD (мс), TP (мс2), HF (мс2 и %), АМо/X (усл.ед.), LF/HF. Все р<0,05. Для девочек 13-17 лет был характерен более высокий уровень централизации управления сердечным ритмом (VLF %; IC; ISCA; Х, с, все р<0,05), что вероятно связано с более ранним началом гормональных пубертатных трансформаций.
Таким образом, в ходе исследования выявлены основные закономерности возрастной динамики вегетативной регуляции у здоровых детей, в основе которой - гармонизация межконтурного взаимодействия в сторону доминирования автономного контура регуляции, снижение процессов регуляторной напряженности и повышение функционального резерва адаптации. Полученные результаты исследования позволили еще ближе подойти к пониманию процессов становления вегетативной регуляции у здоровых детей в различные периоды детства.
ВЫВОДЫ:
- Состояние регуляторных систем у здоровых детей на 1-ом году жизни характеризуется выраженной напряженностью вегетативного гомеокинеза, обусловленной процессами централизации и гиперадаптации с умеренным центральным типом регуляции и доминированием в спектре сердечного ритма волнового компонента в диапазоне «очень» низких частот. У здоровых детей 1-го года жизни следует выделить период 3-9 месяцев – период дебюта динамических изменений функциональной структуры вегетативной регуляции, заключающийся в снижении активности центральной стимуляции и адаптационной напряженности регуляторных систем с активизацией парасимпатических влияний автономного контура, обеспечивающих оптимальный уровень функционального резерва адаптации.
- Динамизм вегетативного гомеокинеза у здоровых детей дошкольного и младшего школьного возраста направлен на дальнейшую оптимизацию управляющих воздействий, проявляющуюся снижением процессов централизации и гиперадаптации, повышением роли автономного контура вегетативной регуляции с нарастанием активности гуморального канала регуляции и уменьшением функциональной значимости нейрогенного симпатического пути центрального стимулирования, суммарный эффект которых детерминировал снижение степени напряжения и усиление межконтурного взаимодействия регуляторных систем.
- Переходные регуляторные процессы, эйтонический характер которых детерминирован гармонизацией симпато-парасимпатического баланса у 57,1% здоровых детей дошкольного и 75,0% младшего школьного возраста, инициируют формирование оптимальных режимов работы функциональных систем организма ребенка и реализуются существенным (на 33,2%) приростом вегетативных воздействий на вазомоторный центр и большего вклада (в 6 раз) дыхательных волн в суммарное влияние на сердечный ритм у детей 4-7 лет и умеренным преобладанием автономной регуляции у подавляющего большинства (90,9%) детей 8-12 лет.
- Уровень функционирования регуляторных систем у здоровых детей подросткового возраста характеризуется дальнейшей активацией межконтурного взаимодействия, ассоциированного с доминированием активности автономного контура, нарастанием процессов гиперадаптации, существенным повышением функционального резерва и повышением гуморальной активности, обусловленных морфофункциональной перестройкой, свойственной детям данной возрастной группы.
- Формирование систем регуляции сердечного ритма у здоровых детей происходит немонотонно, за счет последовательного включения различных уровней регуляции и звеньев регуляторного процесса в соответствии с общими принципами онтогенеза, в зависимости от потребностей социально-средового развития и определяется степенью зрелости вегетативного гомеостаза. Можно выделить возрастные этапы с наибольшей интенсивностью трансформаций регуляторных систем (9 мес., 4-7 лет) и со снижением их активности (5 дн. - 3 мес., 12 мес., 8-12 лет).
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
- Рекомендовать кафедрам педиатрического профиля Тверской государственной медицинской академии на основе полученных данных по вариабельности сердечного ритма разработать скрининг-программу оценки состояния адаптации здоровых детей.
- Главным врачам лечебных учреждений использовать полученные данные о состоянии вегетативной регуляции у здоровых детей в качестве дополнительного критерия оценки уровня здоровья ребенка.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
- Антонова, Л.К. Критерии прогноза неблагоприятного исхода у новорожденных в критическом состоянии / Л.К. Антонова, С.М. Кушнир, А.Н. Малинин, Н.И. Кулакова, И.В. Стручкова // Актуальные проблемы педиатрии: материалы XV конгресса педиатров России (14-17 февраля 2011 г.). М., 2011. С. 25.
- Антонова, Л.К. Вариабельность сердечного ритма новорожденных с различным уровнем здоровья / Л.К. Антонова, С.М. Кушнир, И.В. Стручкова, Е.А. Близнецова // Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение: материалы V Всероссийского симпозиума (26-28 окт. 2011 г.). Ижевск, 2011. С. 19-20.
- Антонова, Л.К. Некоторые показатели вариабельности ритма сердца здоровых новорожденных / Л.К. Антонова, И.И. Макарова, Н.И. Кулакова, И.В. Стручкова // XXI съезд физиологического общества им. И.П. Павлова: тез. докл. (19-25 сент. 2010 г.). М.-Калуга: БЭСТ-принт, 2010. С. 334.
- Кушнир, С.М. Здоровые подростки и вариабельность сердечного ритма / С.М. Кушнир, Л.К.Антонова, И.В. Стручкова, А.А. Бекетова // Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение: материалы V Всероссийского симпозиума (26-28 окт. 2011 г.). Ижевск, 2011. С. 89-90.
- Кушнир, С.М. Особенности вариабельности ритма сердца у подростков / С.М. Кушнир, И.И. Макарова, Н.И. Кулакова, И.В. Стручкова // XXI съезд физиологического общества им. И.П. Павлова: тез. докл. (19-25 сент. 2010 г.). М.-Калуга: БЭСТ-принт, 2010. С. 339.
- Кушнир, С.М. Состояние вегетативной регуляции сердечного ритма у здоровых детей в различные периоды детства / С.М. Кушнир, И.В. Стручкова, И.И. Макарова, Л.К. Антонова // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Сер. «Естественные науки», 2012. Вып. 18, № 3 (122). С. 161-165.
- Макарова, И.И. Состояние вариабельности сердечного ритма у здоровых подростков / И.И. Макарова, И.В. Стручкова, С.М. Кушнир, А.А. Бекетова // Вестник ТвГУ. Сер. «Биология и экология», 2011. Вып.24, №32. С. 37-43.
- Стручкова, И.В. Состояние функционального резерва адаптации по данным вариабельности сердечного ритма у здоровых детей 8-17 лет // Эколого-физиологические проблемы адаптации: материалы XV Всероссийского симпозиума (6-9 июня 2012 г.). М.: РУДН, 2012. С. 210.
- Стручкова, И.В. Исследование вариабельности ритма сердца у здоровых школьников подросткового возраста / И.В. Стручкова, А.А. Бекетова // Санкт-Петербургские научные чтения – 2011: материалы IV Международного медицинского конгресса (7-9 декабря 2011 г.). С.-Пб., 2011. С. 357.
- Стручкова, И.В. Состояние вегетативной регуляции сердечного ритма у здоровых 3-х месячных младенцев // Симбиоз – Россия 2012: материалы V Всероссийского медико-биологического Конгресса молодых ученых (3-8 декабря 2012 г.). Тверь: Заповедник Времени, 2012. С. 65-67.
- Макарова, И.И. Состояние вегетативной регуляции сердечного ритма у здоровых детей школьного возраста / И.И. Макарова, С.М. Кушнир, И.В. Стручкова, Е.В. Усова // Вестник ТвГУ. Сер. «Биология и экология», 2012. Вып.27, №23. С. 21-27.
- Макарова, И.И. Состояние вегетативной регуляции сердечного ритма у здоровых детей 9 месяцев жизни / И.И. Макарова, И.В. Стручкова // ХХII съезд Физиологического общества им. И.П. Павлова: тезисы докладов – Волгоград: Изд-во ВолгГМУ, 2013. С. 316-317.
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АСТ – асимпатикотония
ВНС – вегетативная нервная система
ВР – вегетативная реактивность
ВСР – вариабельность сердечного ритма
ВТ - ваготония
ГСТ – гиперсимпатикотония
ИВТ – исходный вегетативный тонус
КИГ – кардиоинтервалограмма
НТ – нормотония
СТ – симпатикотония
ЭТ – эйтония
Отпечатано методом оперативной полиграфии.
ООО «Фаэтон Услуги», г.Тверь, ул. Советская, 21
Подписано в печать 25.10.2013 г.
Формат 60х90/16 Усл. печ. л. 1
Бумага офсетная
Тираж 100 экз. Заказ № ФУ-251
