Состояние кардиореспираторной системы у студентов с разным типом гемодинамики
На правах рукописи
Варенцова Ирина Анатольевна
СОСТОЯНИЕ КАРДИОРЕСПИРАТОРНОЙ системы
у студентов с разным типом гемодинамики
03.03.01 – Физиология
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Архангельск – 2013
Работа выполнена в институте медико-биологических исследований
ФГАОУ ВПО «Северный (Арктический) федеральный
университет имени М.В. Ломоносова»
| Научный руководитель: | доктор биологических наук, доцент, |
| Пушкина Валентина Николаевна | |
| Официальные оппоненты: | Ишеков Николай Сергеевич |
| доктор медицинских наук, профессор, | |
| ФГАОУ ВПО Северный (Арктический) | |
| федеральный университет | |
| имени М.В. Ломоносова, | |
| заведующий кафедрой возрастной | |
| физиологии и валеологии. | |
| Небученных Анатолий Александрович | |
| кандидат медицинских наук, доцент, | |
| ГБОУ ВПО Северный государственный | |
| медицинский университет, | |
| доцент кафедры гигиены и медицинской | |
| экологии. | |
| Ведущая организация: | ГБОУ ВПО ХМАО-ЮГРЫ «Ханты- |
| Мансийская государственная | |
| медицинская академия». |
Защита диссертации состоится « 15 » ноября 2013 года в 12.00 часов
на заседании диссертационного совета Д 212.008.04 на базе Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова по адресу: 163045, Архангельск, проезд Бадигина, д. 3.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГАОУ ВПО «Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова»
Автореферат разослан « 14 » октября 2013 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета Старцева Лариса Федоровна
Общая характеристика работы
Актуальность исследования. Значительное влияние на здоровье молодежи оказывают не только условия жизни, но и образовательная среда (Малейченко Е.А., 2007). Множество стрессов, при значительном умственном напряжении и гиподинамии, влияют на центральную и вегетативную нервную систему (ВНС) (Копосова Т.С., Чикова С.Н., 2006; Димитриев Д.А., 2008; Солонин Ю.Г. с соавт., 2008; Чеснокова В.Н., 2010, 2011), оказывая негативное влияние на реализацию генетической программы человека (Судаков К.В. с соавт., 1995; Умрюхин Е.А. с соавт., 1996; Sean R. Abram, 2007). Отражением отрицательного воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды на организм человека является истощение его адаптационных резервов (Ларина Т.А. с соавт., 2002; Evdokimov V.G., Rogachevskaya O.V., 2003).
Известно, что универсальным индикатором компенсаторно-приспособительных функций организма, в том числе и при адаптации к новым условиям среды обитания, является кардиореспираторная система (Шестаковой Г.Н., 2000; Агаджанян Н.А. с соавт., 2004; Ларина Т.А., 2005; Иванов В.Д. с соавт., 2008). В литературе имеется значительное количество сведений о связи гемодинамических и респираторных показателей между собой. Приводятся разные виды таких взаимосвязей, причина которых, тем не менее, остается в большинстве случаев гипотетической (Герасимов И.Г., Самохина Е.В., 2003). Тем не менее, тесная взаимосвязь между дыхательной и сердечно-сосудистой системой связана с тем, что и система кровообращения, и система дыхания направлена на поддержание постоянства жестко регулируемых констант организма (Кушкова Н.Е., Спицын А.П., 2007; Гудков А.Б., Попова О.Н., 2009; Ванюшин Ю.С., Ванюшин М.Ю., 2012; Пушкина В.Н., Грибанов А.В., 2012).
Вместе с тем, по мнению большинства авторов, при анализе адаптационного потенциала организма необходимо учитывать типы кровообращения, так как они отражают различные варианты границ нормальных значений. По вопросу, какой вариант гемодинамики является наиболее экономичным, имеются различные точки зрения (Грибанов А.В., 1991; Береснев С.И., 1998; Наумова В.В., Земцова Е.С., 2008; Чеснокова В.Н., Мосягин И.Г., 2010; Чеснокова В.Н., 2011). По мнению большинства авторов, при гиперкинетическом типе кровообращения (ГрКТ) сердце работает в наименее экономичном режиме, что ограничивает диапазон его компенсаторных возможностей. При данном типе кровообращения наблюдается высокая активность симпатоадреналовой системы. Наоборот, гипокинетический тип кровообращения (ГпКТ) является наиболее экономичным, и сердечно-сосудистая система в данном случае обладает большим динамическим диапазоном (Наумова В.В., Земцова Е.С., 2008). Имеются различные данные о механизмах капиллярно-тканевой диффузии кислорода у лиц с ГрКТ и ГпКТ. При равноценных энерготратах в случае с ГпКТ происходит более эффективная экстракция кислорода из крови, что означает повышение коэффициента полезного действия работы системы кровообращения (Яковлева Г.М. с соавт., 1991). Существует точка зрения, что именно ГрКТ является наиболее экономичным и у людей с данным типом гемодинамики зарегистрированы максимальные показатели работоспособности (Дзизинский А.А. с соавт., 1984). Опубликованы данные о наиболее оптимальных соотношениях параметров гемодинамики и большей экономичности работы сердца у лиц с эукинетическим типом кровообращения (ЭуКТ) (Хаматова Р.М., 2000).
В связи с этим актуальным является сравнительный анализ состояния респираторной системы, а также системного кровообращения у здоровых людей с различными вариантами гемодинамики.
Цель исследования: оценить состояние кардиореспираторной системы и работоспособность студентов с разным типом гемодинамики.
Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:
- Выявить состояние системной гемодинамики у лиц с разным типом гемодинамической организации.
- Исследовать механизмы регуляции вариабельности сердечного ритма у студентов с разными типами кровообращения.
- Определить состояние системы внешнего дыхания у юношей с разным типом гемодинамики.
- Изучить взаимоотношения показателей кардиореспираторной системы у студентов с разным типом кровообращения.
Положения, выносимые на защиту. 1. Для юношей с ГпКТ и ЭуКТ характерна выраженная экономизация деятельности сердечно-сосудистой системы относительно молодых людей с ГрКТ. У студентов с ГпКТ отмечено снижение скорости ответных реакций системного кровообращения при воздействии стресс-факторов. Сердечно-сосудистая система юношей с ГрКТ обладает высокими способностями к срочной адаптации. 2. Высокий уровень симпатической активности ВНС выявлен у студентов с ГрКТ. У молодых людей с ЭуКТ наблюдается значительный вклад симпатических центров в управление сердечным ритмом при выраженной парасимпатической активности ВНС. У лиц с ГпКТ отмечена повышенная парасимпатическая активность, сопровождаемая включением гуморально-метаболических механизмов в управлении сердечным ритмом. 3. У молодых людей с ГпКТ выявлены значительные функциональные возможности системы внешнего дыхания, а у лиц с ГрКТ – высокий уровень ее реактивности. 4. У студентов с ГрКТи ЭуКТ кровообращения функциональное состояние организма связано с ведущей ролью центральной гемодинамики, а у студентов с ГпКТ зависит от возможностей системы внешнего дыхания.
Научная новизна исследования. Впервые установлено, что внутриструктурная организация кардиореспираторной системы у лиц с разным типом гемодинамики отличается по степени включения гемодинамического и респираторного спектра в компенсаторно-приспособительную деятельность.
Выявлен высокий уровень реактивности сердечно-сосудистой системы у молодых людей с ГрКТ при внешних воздействиях. У юношей с ГпКТ и ЭуКТ кровообращения системная гемодинамика в состоянии покоя функционирует в более щадящем и экономичном режиме. Молодые люди с ГпКТ имеют высокий уровень функциональных возможностей системы внешнего дыхания. При воздействии стресс-фактора у лиц ГпКТ и ЭуКТ кровообращения имеются большие возможности для ответных реакций кардиореспираторной системы в силу наличия более значительного количества внутриструктурных значимых связей.
Теоретическая и практическая значимость.
Полученные результаты исследования, разработанные подходы и методы имеют важное теоретическое и методическое значение. Так, установленные изменения внутрисистемной организации кардиореспираторной системы у юношей с разным типом гемодинамики дополняют один из разделов экологической физиологии.
Выявленные различия в ответных реакциях кардиореспираторной системы дают возможность прогнозировать развитие негативных функциональных изменений у студентов с разным типом гемодинамики.
Материалы диссертационного исследования используются при планировании учебно-тренировочного процесса обучающихся ДЮСШ при организации учебно-тренировочного процесса спортсменов различных спортивных специализаций (акт внедрения от 04.07.2013 г.); в учебном процессе факультета физической культуры и спорта ФГБОУ ВПО «Госуниверситет-УНПК» (акт внедрения от 18.06.2013 г.).
Апробация работы. Основные положения работы доложены и обсуждены на Международной научно-практической конференции «Физическая культура, спорт и туризм. Интеграционные процессы науки и практики» (Орёл, 2006); XI Международном научном конгрессе по ГРВ Биоэлектрографии: Наука. Информация. Сознание (Санкт-Петербург, 2007); Международной научно-практической конференции «Восстановительная медицина, физическая культура, спорт и здоровье нации в XXI веке», посвященной 80-летию со дня рождения профессора Ф.Г. Лапицкого (Архангельск, 2008); Региональной научно-практической конференции «Современные проблемы и развитие физической культуры и спорта», посвященной 60-летию факультета физической культуры Поморского государственного университета (Архангельск, 2008); X Международного конгресса «Здоровье и образование в XXI веке. Инновационные технологии в биологии и медицине» (Москва, 2009); Международном симпозиуме «Современная стратегия и инновационные технологии физического совершенствования студенческой молодёжи» (Одесса, 2010).
По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 125 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Работа иллюстрирована 15 таблицами и 20 рисунками, библиографический указатель литературы включает 270 источников (238 - отечественных и 32 иностранных авторов).
Организация, объем и методы исследования
Исследование функционального состояния было проведено у практически здоровых молодых людей, трудоспособного возраста (18,08±0,08 лет), родившихся и проживающих в условиях северного региона (г. Архангельск, Архангельская область) и являвшихся на момент обследования студентами высшего учебного заведения (г. Архангельск). Исследование проводилось в первой половине дня, через 1,5–2 часа после приема пищи, после 15-минутного отдыха, в условиях относительного покоя. Для решения поставленных задач обследовано 312 юношей, проведено 119 различных исследований, проанализировано 21326 показателей.
Исследование состояния сердечно-сосудистой системы (ССС). Проведено измерение гемодинамических показателей: частоты сердечных сокращений (ЧСС, уд/мин), пальпаторно; артериального давления (АД, мм рт. ст.), где АДс – систолическое артериальное давление, АДд – диастолическое артериальное давление, аускультативным методом по Н.С. Короткову. Рассчитывались показатели системной гемодинамики: среднее артериальное давление (АДср, мм рт. ст.), как АДср=АДд+0,42АДп; пульсовое артериальное давление (АДп, мм рт. ст.), как АДп=АДс-АДд; систолический объем крови (СОК, мл), как СОК=90,97+0,54АДп-0,57АДд-0,61возраст; минутный объем кровообращения (МОК, мл), как МОК=СОКЧСС; общее периферическое сопротивление сосудов (ОПСС, динс/см3), как ОПСС=[(АДср1333)/МОК60]; адаптационный потенциал (АП, балл), как АП=0,011ЧСС+0,014АДс+0,008АДд+0,014возраст+0,009масса тела-0,009рост тела-0,27; двойное произведение по Робинсону (ДП, усл. ед.), как ДП=(АДсЧСС)/100; индекс напряжения миокарда (ИНМ, усл. ед.), как ИНМ=(АДсЧСС)/1000; показатель внешней работы миокарда (ВРМ, усл. ед.), как ВРМ=(АДсрСОК)/1000; коэффициент эффективности миокарда, (КЭМ, усл. ед.), как КЭМ=ВРМ/ИНМ.
Для определения типа кровообращения использовали показатель уровень минутного объема кровообращения (УМОК, %). В соответствии с типом были выделены 3 группы: 1 группа (n=149 чел.) – с гиперкинетическим типом кровообращения (ГрКТ) при УМОК>110 %; 2 группа (n=115 чел.) – с эукинетическим типом кровообращения (ЭуКТ) при УМОК=90-110 %; 3 группа (n=48 чел.) – с гипокинетическим типом кровообращения (ГпКТ) при УМОК<90 % (Н.Н. Савицкий, 1974; Т.С. Виноградова, 1986; Ю.Э. Терегулов, 2011).
Анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР). Для исследования вариабельности сердечного ритма проводилась запись вариационной кардиоинтервалометрии (ВКМ) с помощью устройства психофизиологического тестирования УПФТ-1/30 – «Психофизиолог». Запись выполнялась в отдельном помещении с постоянной температурой (22о С). Период адаптации к условиям исследования (положение тела - сидя) составлял 10 минут. Оценивали показатели кардиоинтевалографии: среднее квадратическое отклонение, (SDNN, мc); математическое ожидание, (RRNN, мc); мода, (Мо, мc); вариационный размах, (BP, с); амплитуда моды, (АМо, %); индекс вегетативного равновесия, (ИВР, усл.ед.); вегетативный показатель ритма, (ВПР, усл.ед.); стресс-индекс, (SI, усл.ед.); показатель адекватности процессов регуляции, (ПАПР, усл.ед.). При спектральном анализе ВСР определяли следующие параметры: общая мощность спектра, (TP (Total Power), c2); высокочастотные колебания, (HF (High Frequency), c2); низкочастотные колебания, (LF (Low Frequency), c2); очень низкочастотные колебания, (VLF (Very Low Frequency), c2); отношение низкочастотной части спектра к высокочастотной, (LF/HF, %); индекс централизации, (ИЦ, усл.ед.).
Исследование функции внешнего дыхания. Проводилось на автоматическом спирометре «СпироС–100» в положении сидя. В память прибора вводились антропометрические данные (рост), возраст и пол, необходимые для получения должных величин; атмосферное давление, относительная влажность воздуха, температура воздуха для перевода дыхательных параметров в систему BTPS. Были изучены следующие показатели: жизненная емкость легких, (ЖЕЛ, л) ; дыхательный объем, (ДО, л); резервный объем вдоха, (РОвд, л); резервный объем выдоха, (РОвыд, л); емкость вдоха, (Евд, л); частота дыхания в состоянии покоя, (ЧДп, раз/мин); максимальная вентиляция легких, (МВЛ, л/мин); минутный объем дыхания, (МОД, л); максимальная частота дыхания, (ЧДмвл, раз/мин); максимальный дыхательный объем, (ДОмвл, л); форсированная жизненная емкость легких, (ФЖЕЛ, л); объем форсированного выдоха за первую секунду, (ОФВ1, л); пиковая объемная скорость выдоха, (ПОС, л/с); мгновенная объемная скорость на 25% от ФЖЕЛ, (МОС25, л/с); то же на 50% от ФЖЕЛ, (МОС50, л/с); то же на 75% от ФЖЕЛ, (МОС75, л/с); средняя объемная скорость в диапазоне 25-75%, (СОС25-75, л/с); средняя объемная скорость в диапазоне 75-85%, (СОС75-85, л/с); индекс Тиффно (ИТ, %), как ИТ=ОФВ1/ЖЕЛ; индекс Генслера (ИГ, %), как ИГ=ОФВ1/ФЖЕЛ. Рассчитывали коэффициент резервных возможностей дыхания (КРД, %), как КРД=(РДх100)/МВЛ.
Для оценки физической работоспособности и функциональных возможностей сердечно-сосудистой и дыхательной систем определяли: интенсивность накопления пульсового долга, (ИНДП, балл) по методике В.М. Король с соавт. (Король В.М. с соавт., 1985; Лёвушкин С.П., Сонькин В.Д., 2009); показатели гипоксической устойчивости (проба Штанге и Генче); рассчитывали показатель интегральной оценки кардиореспираторной системы (индекс Скибински, усл.ед.); индекс инотропного резерва, (ИИР, %); индекс хронотропного резерва, (ИХР, %); показатель качества реакции, (ПКР, усл. ед).
Статистическая обработка данных с использованием Microsoft Excel, пакета прикладных статистических программ «StatSoft Statistica v6.0 Rus» и «SPSS 13.0». Все полученные данные проверяются на подчинение закону нормального распределения по критерию Колмогорова-Смирнова, поэтому показатели, которые подчинялись закону нормального распределения представлены в виде среднего арифметического (М) и ошибки стандартного отклонения (m), а которые не подчинялись закону нормального распределения представлены в виде медианы (Мd) со значениями от 25-го до 75-го перцентилей. Для оценки достоверности (значимости) зависимых выборок исследования используется ANOVA для повторных измерений с post-hoc тестом (для параметров с нормальным распределением) и U-критерий Манна-Уитни (для параметров, которые не подчиняются закону нормального распределения). Различия считали статистически значимыми при р<0,05. Корреляционный анализ с помощью коэффициентов корреляции Спирмена и факторный анализ с ротацией «варимакс» (Гланц С., 1998; Реброва О.Ю., 2002; Юнкеров В.И., Григорьев С.Г., 2002; Наследов А.Д., 2012).
Результаты исследования и их обсуждение
Состояние кардиореспираторной системы у юношей с разным типом гемодинамики. Исследование показало, что между группами юношей с разным типом гемодинамики наблюдаются значимые различия (табл. 1). Наименьшие значения ЧСС (р2-3=0,004; р1-3=0,001) зарегистрированы в группе с ГпКТ. Низкие величины ЧСС дают возможность организму расширить диапазон ответных реакций сердечно-сосудистой системы и способствуют уменьшению потребления кислорода миокардом (А.С. Сарычев, 2004). Минимальные величины ЧСС в данной группе сопровождаются самыми высокими значениями АДс (р2-3=0,049; р1-3=0,021), АДд (р2-3=0,001; р1-3=0,001) и АДср (р2-3=0,010; р1-3=0,001) при минимальных показателях АДп (р2-3=0,013; р1-3=0,003). В группе с ГпКТ зарегистрированы более низкие значения показателя АДп, а величины, характеризующие ОПСС (р1-3=0,001; р2-3=0,001) и УПСС (р1-3=0,001; р2-3=0,001) имеют тенденцию к увеличению, в отличие от достоверно сниженного показателя МОК (р1-3=0,001; р2-3=0,001). Данная особенность указывает на преобладание сосудистого компонента кровообращения в регуляции АД.
Юноши с ГрКТ отличаются максимальными величинами ЧСС (р1-2=0,001; р1-3=0,001) и АДп (р1-2=0,013; р1-3=0,003) при минимальных АДд (р1-2=0,002; р1-3=0,001) и АДс (р1-2=0,036; р1-3=0,001). У студентов с ГрКТ наблюдается тенденция к снижению ОПСС (р1-3=0,001; р1-2=0,001) на фоне более высокого АДп, что будет способствовать выходу на достаточно высокий уровень главному показателю кровообращения - МОК (р1-3=0,001; р1-2=0,001), расширяя резервные возможности организма. Так же у студентов с ГрКТ ниже относительно двух других групп УПСС (р1-3=0,001; р1-2=0,001), что свидетельствует о преобладании сердечного компонента в регуляции АД, который создает более благоприятные условия для обеспечения деятельности сердечно-сосудистой системы.
Молодые люди с ЭуКТ по гемодинамическим показателям занимают промежуточное значение. Величины ЧСС, АДп и АДср у них ниже, чем в группе с ГрКТ (р1-2=0,001; р1-2=0,013; р1-2=0,036), но выше чем в группе с ГпКТ (р2-3=0,004; р2-3=0,010). Аналогично изменяются и показатели ОПСС и УПСС.
У юношей во всех трех группах значения систолического объема крови (СОК) находятся в пределах возрастной нормы (50–80 мл) (С.К. Витрук, 1990; А.С. Солодков, 2000). При этом должный уровень МОК (р1-3=0,001; р1-2=0,001) у студентов с ГрКТ достигается преимущественно за счет ЧСС, а не за счет ударного объема, что является менее экономичным, поскольку более высокая ЧСС сопровождается большим потреблением кислорода и, следовательно, меньшей экономичностью в работе сердца. В свою очередь у юношей с ГпКТ наблюдается сниженное значение МОК (р1-3=0,001; р2-3=0,001) на фоне более низкого ЧСС и СОК, что отражает способность сердечной мышцы при равных условиях совершать полезную работу в более экономичном режиме.
Таблица 1
Гемодинамические показатели у юношей с разным типом кровообращения (M±m), (M (25-й, 75-й перцентили))
| Показатели | ГрКТ (1) n=149 | ЭуКТ (2) n=115 | ГпКТ (3) n=48 | р |
| ЧСС, уд/мин | 79,39 (72,00; 88,00) | 68,69 (60,00; 72,00) | 63,64 (58,0; 68,00) | р1-3=0,001 р1-2=0,001 р2-3=0,004 |
| АДс, мм рт ст | 112,11 (105,00; 120,00) | 112,67 (105,00; 120,00) | 118,03 (110,00; 125,00) | р1-3=0,021 р2-3=0,049 |
| АДд, мм рт ст | 69,75 (60,00; 80,00) | 73,39 (65,00; 80,00) | 80,14 (75,00; 87,50) | р1-3=0,001 р1-2=0,002 р2-3=0,001 |
| АДп, мм рт ст | 42,37 (35,00; 50,00) | 39,28 (35,00; 45,00) | 35,86 (30,00; 40,00) | р1-3=0,003 р1-2=0,013 |
| АДср, мм рт ст | 83,87 (76,67; 90,84) | 86,49 (80,00; 93,30) | 91,62±1,46 | р1-3=0,001 р1-2=0,036 р2-3=0,010 |
| СОК, мл | 68,67 (63,40; 73,20) | 64,61 (61,20; 68,00) | 58,83±1,34 | р1-3=0,001 р1-2=0,001 р2-3=0,001 |
| МОК, л | 5,43 (4,83; 5,86) | 4,40±0,40 | 3,69±0,55 | р1-3=0,001 р1-2=0,001 р2-3=0,001 |
| ОПСС, дин*с-1см-5 | 1260,11 (1100,4; 1416,9) | 1584,03 (1399,2; 1732,9) | 1995,46 (1857,2; 2152,6) | р1-3=0,001 р1-2=0,001 р2-3=0,001 |
| УПСС, усл.ед. | 704,44 (597,30; 795,58) | 838,56 (719,7; 937,3) | 1013,51±24,51 | р1-3=0,001 р1-2=0,001 р2-3=0,001 |
Анализ показателей вариабельности сердечного ритма у юношей с разными типами кровообращения свидетельствует, что у студентов с ГрКТ зарегистрированы минимальные величины Mo (р1-3=0,006; р1-2=0,039), SDNN (р1-2=0,002; р1-3=0,001), RRNN (р1-2=0,015; р1-3=0,001), ВР (р1-2=0,004; р1-3=0,008) относительно двух других групп (табл. 2). В группе с ГпКТ выявлена максимальная парасимпатическая активность.
Таблица 2
Показатели кардиоинтервалографии у юношей с разным типом кровообращения (M±m), (M (25-й, 75-й перцентили))
| Показатели | ГрКТ (1) n=149 | ЭуКТ (2) n=115 | ГпКТ (3) n=48 | р |
| SDNN, mc | 64,07 (45,0; 76,00) | 72,72 (53,00; 89,00) | 73,02 (55,50; 88,50) | р1-3=0,001 р1-2=0,002 |
| RRNN, mc | 0,76±0,09 | 0,80(0,71;0,89) | 0,82±0,16 | р1-3=0,001 р1-2=0,015 |
| Mo, mc | 0,76 (0,68; 0,83) | 0,80 (0,68; 0,88) | 0,82 (0,78; 0,88) | р1-3=0,006 р1-2=0,039 |
| BP, mc | 0,39 (0,26; 0,46) | 0,43 (0,30; 0,53) | 0,45 (0,34; 0,55) | р1-3=0,008 р1-2=0,004 |
| ЧСС, уд/мин | 85,50 (80,00; 92,00) | 74,12 (68,00; 80,00) | 68,88 (60,00; 76,00) | р1-2=0,001 Р2-3=0,001 р1-3=0,001 |
Анализ показателей (табл. 3), характеризующих симпатический отдел ВНС показал, что в группе c ГрКТ показатели AМo (р1-2=0,008; р1-3=0,022), SI (р1-2=0,005; р1-3=0,003), ИВР (р1-2=0,001) имеет максимальное значение при сниженных величинах ВПР (р1-2=0,020) и ПАПР (р1-2=0,007; р1-3=0,005).
В группе ГпКТ данные показатели имеют обратную динамику, что может свидетельствовать о снижении напряжения регуляторных систем, понижении суммарной активности симпатоадреналовой системы у юношей из данной группы (Немиров А.Д., 2004).
Таблица 3
Показатели кардиоинтервалографии у юношей с разным типом кровообращения (M (25-й, 75-й перцентили))
| Показатели | ГрКТ (1) n=149 | ЭуКТ (2) n=115 | ГпКТ (3) n=48 | р |
| AMo, % | 36,09 (27,00; 43,00) | 32,57 (23,00; 38,00) | 31,56 (26,00; 36,50) | р1-3=0,022 р1-2=0,008 |
| ИBP, усл. ед. | 109,06 (46,46;144,04) | 76,11 (31,10; 97,18) | 93,28 (47,22;104,13) | р1-2=0,001 |
| ВПР, усл. ед. | 0,50 (0,36; 0,59) | 0,54 (0,41; 0,68) | 0,55 (0,40; 0,70) | р1-2=0,020 |
| SI, усл. ед. | 95,28 (38,00; 10,00) | 68,31 (26,00; 84,00) | 63,48 (30,50; 63,50) | р1-3=0,003 р1-2=0,005 |
| ПАПР, усл. ед. | 50,49 (33,14; 60,74) | 44,03 (26,67; 54,55) | 40,48 (29,82; 46,23) | р1-3=0,005 р1-2=0,007 |
При спектральном анализе вариабельности сердечного ритма выявляется и количественно оценивается скрытая периодичность процессов регуляции (табл. 4). В группе юношей с ГрКТ зарегистрировано снижение величины ТР (р1-2=0,002; р1-3=0,01) на 24 %, абсолютных значений HF на 32-27 % (р1-2=0,038; р1-3=0,006), абсолютных значений LF – на 24 % (р1-2=0,001; р1-3=0,006), абсолютных значений VLF на 17–20 % (р1-2=0,003) относительно групп с ЭуКТ и ГпКТ.
Таблица 4
Показатели спектрального анализа у юношей с разным типом кровообращения (M (25-й, 75-й перцентили))
| Показатели | ГрКТ (1) n=149 | ЭуКТ (2) n=115 | ГпКТ (3) n=48 | р |
| TP, mc2 | 8,73 (3,80; 10,92) | 11,43 (4,95; 14,03) | 11,22 (5,82; 13,38) | р1-3=0,010 р1-2=0,002 |
| HF, mc2 | 1,94 (0,51; 2,17) | 2,85 (0,58; 3,42) | 2,65 (1,00; 3,29) | р1-3=0,006 р1-2=0,038 |
| LF, mc2 | 3,33 (1,48; 4,11) | 4,39 (1,90; 5,25) | 4,27 (2,46; 5,06) | р1-3=0,006 р1-2=0,001 |
| VLF, mc2 | 3,46 (1,40; 4,20) | 4,19 (1,97; 5,44) | 4,30 (2,09; 5,07) | р1-2=0,003 |
Таким образом, у юношей в группе с ГрКТ зафиксировано снижение всех спектральных показателей относительно молодых людей с двумя другими типами кровообращения. У студентов с ЭуКТ высокая парасимпатическая активность сочетается с включением симпатических центров в управление сердечным ритмом. Молодые люди с ГпКТ отличаются от юношей с ГрКТ и ЭуКТ тем, что повышенная парасимпатическая активность в управлении сердечным ритмом сопровождается ростом активности центральных эрготропных и гуморально-метаболических механизмов.
Известно, что у людей с разным типом гемодинамической организации нервные влияния на сердце не гомогенны, и зависят от дыхательной активности организма. Поэтому, можно предположить, что адаптивные сдвиги в системе дыхания и характер функциональных изменений дыхания у студентов при адаптационно-приспособительной деятельности к внешним условиям может различаться (табл. 5) (Глазачев О.С., 1997; Осадшая Л.Б., 1997; Шейх-Заде Ю.Р. с соавт., 2006).
Анализ легочных объемов и емкостей показал, что в группе с ГпКТ зафиксированы максимальные значения ЖЕЛ (р1-3=0,033), Евд (р1-3=0,001, р2-3=0,022), РОвд (р1-3=0,001, р2-3=0,049), тогда как в группе с ГрКТ зарегистрированы минимальные значение по большинству респираторных величин - ДО, РОвд (р1-3=0,001), Евд (р1-3=0,001) и ЖЕЛ (р1-3=0,033).
Минимальное значение МВЛ зафиксировано у юношей с ГрКТ (р1-2=0,004, р1-3=0,004), составляющее 83 % от должного значения. Максимальная величина МВЛ в пределах 90 % от должных величин наблюдается у студентов из групп с ЭуКТ и ГпКТ. Тем не менее, в группе с ГрКТ отмечены низкие величины ЧДмвл (р1-3=0,015), тогда как значения ДОмвл в трех группах примерно одинаковые, что может информировать о более высоком уровне реактивности системы внешнего дыхания у юношей с ГрКТ относительно двух других групп на фоне сниженных функциональных возможностей респираторной системы в целом.
Таблица 5
Показатели легочных объемов и емкостей у юношей с разным типом кровообращения (M±m), (M (25-й, 75-й перцентили))
| Показатели | ГрКТ (1) n=149 | ЭуКТ (2) n=115 | ГпКТ (3) n=48 | р |
| ЧД покой, раз/мин | 19,27 (14,5; 24,00) | 17,25 (14,00; 20,00) | 17,13 (14,00; 20,00) | р1-3=0,026 р1-2=0,050 |
| ДО, л | 0,76 (0,50; 0,94) | 0,78 (0,54; 0,86) | 0,79±0,04 | р>0,05 |
| МОД, л | 14,08 (8,94; 17,39) | 13,18 (9,27; 15,42) | 13,07±0,58 | р>0,05 |
| РОвд, л | 2,15±0,06 | 2,30 (1,89; 2,62) | 2,49±0,06 | р1-3=0,001 р2-3=0,049 |
| РОвыд, л | 1,39±0,05 | 1,39±0,06 | 1,24±0,06 | р>0,05 |
| Евд, л | 2,90±0,06 | 3,08 (2,75; 3,39) | 3,26±0,07 | р1-3=0,001 р2-3=0,022 |
| ЖЕЛ, л | 4,31 (3,69; 4,88) | 4,47 (4,05; 4,76) | 4,52±0,08 | р1-3=0,033 |
| МВЛ, л/мин | 135,91±3,43 | 154,61±4,74 | 152,68±4,26 | р1-3=0,004 р1-2=0,004 |
| ДОмвл, л | 2,46 (1,76; 2,87) | 2,65 (1,97; 3,33) | 2,43(1,69; 2,96) | р>0,05 |
| ЧДмвл, раз/мин | 59,33 (46,20; 67,95) | 62,71 (44,80; 75,10) | 68,53 (52,5; 76,9) | р1-3=0,015 |
При изучении фактических объемно-временных параметров внешнего дыхания установлено, что ФЖЕЛ во всех трех группах соответствуют должным значениям (табл. 6). Максимальные величины данного показателя получены в группе с ГрКТ (р1-3=0,0012).
Величина ОФВ1 у молодых людей находится в пределах 91–94 % от должных величин, но молодые люди с ГпКТ имеют наиболее высокий показатель. Величина ОФВ1 в значительной мере зависит от жесткости крупных бронхов и мало отражает состояние бронхиальной проходимости в более мелких бронхах (Рис Дж., 1994). Поэтому для определения состояния мелких бронхиол проанализированы величины максимальной объемной скорости (МОС) и средней объемной скорости (СОС) на различных участках форсированной жизненной емкости легких. Установлено, что максимальная объемная скорость на уровне крупных бронхов (МОС25) во всех трех группах не превышает должных значений, тогда как максимальная объемная скорость на уровне мелких бронхов (МОС75) превышает нормированные величины у юношей с ЭуКТ – на 23 %, с ГрКТ – на 26 %, с ГпКТ – на 25 %. Превышение должных значений отмечается и по величине средней объемной скорости (СОС25-75): в группе с ЭуКТ наблюдается превышение на 7,5 %, с ГрКТ – на 5 %, с ГпКТ – на 9 %, что свидетельствует о более высоком уровне бронхиальной проводимости у юношей-северян. Тот факт, что система внешнего дыхания у юношей функционирует на высоком уровне, косвенно подтверждается значениями расчетного показателя (разницей между ЖЕЛ и ФЖЕЛ), величины которого колеблются от 200 до 300 мл, что указывает на хороший уровень функциональных возможностей дыхательной системы (Гудков А.Б., Попова О.Н., 2009).
Таблица 6
Показатели проходимости воздухоносных путей у юношей с разным
типом кровообращения (M±m), (M (25-й, 75-й перцентили))
| Показатели | ГрКТ (1) n=149 | ЭуКТ (2) n=115 | ГпКТ (3) n=48 | р |
| ФЖЕЛ, л | 4,14(3,55; 4,79) | 4,29(3,87; 4,87) | 4,42±0,08 | р1-3=0,012 |
| ОФВ 1, л | 3,79±0,07 | 3,93±0,08 | 4,03±0,08 | р1-3=0,015 |
| ИГ, % | 92,03(88,50;99,00) | 92,13(88,00;99,00) | 91,43(86,00;97,30) | р>0,05 |
| СОС 25-75, л/с | 4,96±0,11 | 5,18±0,16 | 5,26±0,13 | р>0,05 |
| СОС 75-85, л/с | 2,90±0,07 | 2,92±0,10 | 2,93±0,09 | р>0,05 |
| ПОС, л/с | 7,57±0,20 | 8,26(6,87;9,41) | 8,05±0,23 | р>0,05 |
| МОС 25, л/с | 6,84±0,18 | 7,19(5,91;8,10) | 7,27±0,20 | р>0,05 |
| МОС 50, л/с | 5,38±0,12 | 5,58±0,17 | 5,71±0,13 | р>0,05 |
| МОС 75, л/с | 3,35(2,80; 3,96) | 3,40(2,80;3,93) | 3,44(2,87; 3,86) | р>0,05 |
| КРД, % | 81,55(78,45;85,32) | 82,26(77,74;86,73) | 83,64(81,02;87,05) | р1-3=0,019 |
| ИТ, усл. ед. | 0,90(0,83; 0,98) | 0,88±0,01 | 0,90(0,84; 0,96) | р>0,05 |
Факторный анализ выявил у юношей с ГрКТ наличие 4 генеральных совокупностей с суммарным весом 81 % дисперсии (рис. 1, а). К 1-му фактору отнесены 9 показателей вариабельности сердечного ритма (ВСР) с общей долей в суммарной дисперсии 30 %. Вторую матрицу, включающую 5 показателей (20 %), составили показатели центральной гемодинамики. Третий фактор определили величины системы внешнего дыхания с суммарным весом 16 %, состоящие из 4 значений, отражающих бронхиальную проходимость в системе мелких, средних и крупных бронхов, и скоростных показателей выдоха на уровне крупных и средних бронхов (СОС25-75). Четвертый фактор также представлен респираторными показателями, характеризующими объемно-емкостные величины спокойного выдоха (ЖЕЛ и Евд) и показателем форсированного выдоха (ФЖЕЛ) с вкладом в общую дисперсию 15 %. Анализ особенностей в межсистемных отношениях показал, что у молодых людей с ГрТК функциональное состояние связано с потенциальными возможностями сердечно-сосудистой системы в целом с преобладанием ее хронотропного компонента, а в управлении сердечным ритмом ведущая роль отводится парасимпатическому спектру регуляции. У юношей данного типа отмечается зависимость функционального потенциала дыхательной системы от бронхиальной проводимости на всем уровне бронхиального дерева – крупных, средних, мелких бронхов, и, в меньшей степени, от функционального состояния легочной системы в целом.
У юношей с ЭуКТ определено наличие 3 генеральных совокупностей с суммарным весом 79 % дисперсии (рис. 1, б). Первый фактор также представлен величинами ВСР с вкладом 31 %. Во второй фактор вошли 6 показателей центральной гемодинамики (25 %). Третий фактор «Внешнее дыхание» имеет более расширенный вид по сравнению с предыдущей группой и состоит из 6 показателей, отражающих бронхиальную проходимость в системе мелких, средних и крупных бронхов, скоростную величину выдоха (СОС25-75, СОС75-85) и объемного показателя форсированного выдоха ОФВ1. В межсистемных связях у юношей с ЭуКТ относительно студентов с ГрКТ увеличивается вклад симпатической компоненты в управлении сердечным ритмом (показатели LF и VLF смещаются на более значимые позиции в факторной матрице относительно HF). Показатель АДср начинает занимать лидирующие позиции во втором факторе, что косвенно может указывать на напряжение адаптационных механизмов сердечно-сосудистой системы. Кроме того, показатели внешнего дыхания, занимающие третий фактор, увеличивают свое присутствие на два показателя, что свидетельствует о возросшей нагрузке на респираторную систему.
а б
в
Рис. 1. Внутриструктурные отношения в кардиореспираторной системе у юношей с ГрКТ (а), ЭуКТ (б), ГпКТ (в)
Факторный анализ выявил у юношей с ГпКТ наличие 5 генеральных совокупностей с суммарным весом 88 % дисперсии (рис. 1, в). Первый фактор представлен 6 показателями вариабельности сердечного ритма с вкладом 27 %. Во второй фактор (19 %) вошли показатели внешнего дыхания, отражающих бронхиальную проходимость в системе мелких и средних бронхов, скоростную величину выдоха (СОС25-75) и показатель пиковой объемной скорости (ПОС.) Третий фактор сформирован 3 величинами ВСР (17 %) (SI, ИВР и ПАПР). Четвертый фактор, с кумулятивным вкладом 15 % (ДП, ИНМ, АП) и пятый фактор с суммой 10 % (АДс и АДд), состоит из величин, отражающих центральную гемодинамику. Несмотря на то, что в первом факторе у студентов с ГпТК так же присутствуют показатели вариабельности сердечного ритма, их количество значительно сократилось относительно ГрКТ и ЭуКТ, что свидетельствует о большем уровне свободы в выборе ответных реакций у юношей данного типа кровообращения. Наблюдается смещение показателей, информирующих о состоянии системы внешнего дыхания во второй фактор, что предполагает зависимость адаптационного потенциала кардиореспиратороной системы у молодых людей, входящих в данную группу, от дыхательного спектра. В третий, четвертый и пятый факторы вошли показатели отражающие состояние сердечно-сосудистой системы в целом (3 и 4 факторы) и ее инотропный потенциал (5 фактор). Расширение факторной матрицы свидетельствует о том, что у молодых людей с ГпКТ имеются большие возможности для ответных реакций при влиянии стресс-фактора, но реактивность сердечно-сосудистой системы может быть снижена.
Анализ корреляционных связей после физической нагрузки у юношей указывает, что во всех трех группах наблюдается одинаковое количество высокозначимых связей. Вместе с тем общая сумма значимых связей у лиц с ГпКТ и ЭуКТ на 17-19 % больше, чем у юношей с ГрКТ. Факторная структура, характерная для ГрКТ, свидетельствует о том, что обеспечение физической деятельности у данного контингента может быть лимитировано сосудистым спектром гемодинамики, так как и первый и второй фактор сформирован показателями АД (рис. 2, а). В третий фактор вошли показатели, отражающие хронотропную функцию сердца и общий функциональный потенциал организма. То, что генеральная совокупность состоит из трех факторов так же, косвенно, может указывать на более высокий уровень лабильности гемодинамической системы у юношей с ГрКТ относительно ЭуКТ и ГпКТ. Можно предположить, что общая ответная реакция на нагрузочное тестирование в меньшей степени зависит от состояния гемодинамики в данный момент времени, так как ЧСС и АДд в состоянии покоя не вошли в генеральную совокупность.
Факторная структура ЭуКТ состоит из четырех факторов (рис. 2, б). Причем в первый фактор вошли показатели АДд, а во второй ЧСС, что указывает на важность сердечного спектра гемодинамики и общего функционального состояния организма для обеспечения работоспособности. Показатели АДс сформировали третий фактор, а ЧСС и АДд в состоянии покоя вошли в четвертый. Следовательно, эффективное обеспечение мышечной деятельности зависит от инотропного спектра гемодинамики.
Факторная структура у лиц с ГпКТ (рис. 2, в) практически аналогична матрице, полученной у ЭуКТ. Стоит отметить, что обеспечение мышечной работы у юношей с данным типом гемодинамики зависит от функционального потенциал организма до начала выполнения деятельности, причем как инотропного, так и хронотропного компонентов.
а б
в
Рис. 2. Факторная структура функциональных возможностей ССС у юношей с ГрКТ (а), ЭуКТ (б), ГпКТ (в)
Таким образом, результаты исследования указывают, что юноши с ГпКТ кровообращения имеют высокие функциональные возможности сердечно-сосудистой системы и системы внешнего дыхания. Лица с ГрКТ обладают значительной лабильностью кардиореспираторной системы, способны к быстрым ответным реакциям, направленным на обеспечение физической деятельности. Молодым людям с ЭуКТ и ГпКТ необходимо более длительное время для врабатывания при выполнении физической деятельности.
ВЫВОДЫ
- Для юношей с ГпКТ и ЭуКТ кровообращения характерна выраженная экономизация деятельности сердечно-сосудистой системы относительно молодых людей с ГрКТ. У студентов с ГпКТ отмечено снижение скорости ответных реакций системного кровообращения при воздействии стресс-факторов. Сердечно-сосудистая система молодых людей с ГрКТ обладает высоким уровнем реактивности относительно двух других типов кровообращения.
- У студентов с ГрКТ отмечается высокий уровень симпатической активности в управлении сердечным ритмом относительно молодых людей с ЭуКТ и ГпКТ. У лиц с ЭуКТ высокая парасимпатическая активность сочетается с включением симпатических центров в управление сердечным ритмом. У молодых людей с ГпКТ повышенная парасимпатическая активность в управлении сердечным ритмом сопровождается ростом активности центральных эрготропных и гуморально-метаболических механизмов.
- У юношей с ГпКТ выявлены значительные функциональные возможности системы внешнего дыхания, а у студентов с ГрКТ – высокий уровень реактивности респираторной системы. Молодые люди, проживающие в приполярном регионе, вне зависимости от типа кровообращения, имеют высокие адаптивные возможности и способности системы внешнего дыхания.
- Внутрисистемные взаимоотношения кардиореспираторной системы у юношей с ГрКТ и ЭуКТ характеризуются ведущей ролью центральной гемодинамики, а у молодых людей с ГпКТ определяются возможностями системы внешнего дыхания.
- Для обеспечения физической деятельности лицам с ГпКТ и ЭуКТ требуется более длительное время для врабатывания. Юноши с ГрКТ кровообращения способны к быстрым ответным реакциям, направленным на обеспечение деятельности, на фоне менее значительных функциональных возможностей кардиореспираторной системы.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
- В педагогическом процессе по дисциплине «Физическая культура» студентам с ГрКТ следует увеличить удельный вес физических упражнений, развивающих выносливость.
- Молодым людям с ЭуКТ и ГпКТ кровообращения акцентировать внимание на физических упражнениях, направленных на развитие быстроты.
Список работ,
опубликованных по материалам диссертации
- Чеснокова В.Н. Мониторинг здоровья студенческой молодежи как комплексная педагогическая проблема / В.Н. Чеснокова, Ж.Ю. Чайка, И.А. Варенцова, О.А. Голубина // Мат-лы междунар. науч.-практ. конф. «Физическая культура, спорт и туризм. Интеграционные процессы науки и практики». – Орел: ОрелГТУ, 2006. – С. 122-126.
- Чеснокова В.Н. Особенности изменения биоэлектрографических показателей и вегетативной регуляции сердечного ритма в динамике сезонов года / В.Н. Чеснокова, И.А. Варенцова, О.А. Голубина // Мат-лы XI междунар. науч. конгресса по ГРВ Биоэлектрографии: Наука. Информация. Сознание. – С.-Петербург, 2007. – С. 323-324.
- Чеснокова В.Н. Изменение некоторых показателей функции внешнего дыхания у юношей в конце учебного года / В.Н. Чеснокова, О.А. Голубина, И.А. Варенцова // Мат-лы Междунар. науч.-практ. конф. «Восстановительная медицина, физическая культура, спорт и здоровье нации в XXI веке», посвященной 80-летию со дня рождения профессора Ф.Г. Лапицкого. – Архангельск, 2008. – С. 58-60.
- Чеснокова В.Н. Адаптационные возможности сердечно-сосудистой системы у юношей с различным типом вегетативного обеспечения / В.Н. Чеснокова, И.А. Варенцова, А.В. Цинис // Мат-лы регион. науч.-практ. конф., посвященной 60-летию ф-та физической культуры Поморского университета «Современные проблемы и развитие физической культуры и спорта». – Архангельск, 2008. – С. 145-149.
- Чеснокова В.Н. Сезонное изменение показателей функций внешнего дыхания у юношей северного региона / В.Н. Чеснокова, О.А. Голубина, И.А. Варенцова // Научные труды X международного конгресса «Здоровье и образование в XXI веке» «Инновационные технологии в биологии и медицине». – Москва, 2009. – С. 467-468.
- Чеснокова В.Н. Показатели функции внешнего дыхания у студентов с разным типом гомеостатической организации при начальной адаптации к обучению в вузе / И.А. Варенцова, В.Н. Чеснокова, Л.В. Соколова // Вестник Поморского университета. Сер. «Естественные науки». – Архангельск. – 2009. – № 2. – С. 32-38.
- Чеснокова В.Н. Экспресс-оценка состояния здоровья студентов в динамике обучения в вузе / В.Н. Чеснокова, И.А. Варенцова / Мат-лы междунар. симпозиума «Современная стратегия и инновационные технологии физического совершенствования студенческой молодёжи». – Одесса, 2010. – С. 412-418.
- Чеснокова В.Н. Оценка адаптационных возможностей организма студентов на начальном этапе обучения в вузе по данным донозологических исследований в условиях северного региона / В.Н. Чеснокова, О.А. Голубина, И.А. Варенцова // Ученые записки Орловского государственного университета. – 2010. – № 4 (38). – С. 143-149.
- Варенцова И.А. Сезонное изменение психофункционального состояния студентов с разным типом вегетативного управления сердечным ритмом / И.А. Варенцова, В.Н. Чеснокова, Л.В. Соколова // Экология человека. – Архангельск. – 2011. – № 2. – С. 47-52.
- Пушкина В.Н. Вариабельность сердечного ритма у юношей с разным типом гемодинамики / В.Н. Пушкина, И.А. Варенцова, // Экология человека. – Архангельск. – 2012. – № 11. – С. 38-43.
