CC BY
60
УДК 612.13 - 612.015
АМПЛИТУДНО-ВРЕМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАММЫ ДЕТЕЙ ТРЕХ И ЧЕТЫРЕХ ЛЕТ В ПОКОЕ И ПРИ АКТИВНОЙ ОРТОСТАТИЧЕСКОЙ ПРОБЕ В ЗИМНЕЕ ВРЕМЯ ГОДА
© 2011 г. Е. В. Оникул, Л. И. Иржак
Сыктывкарский государственный университет», г. Сыктывкар
На Европейском Севере важным ритмообразующим фактором является фотопериодизм и его резкая асимметричность (периоды «белых ночей», биологических сумерек и тьмы) [9]. Кроме того, к специфическим факторам приполярного региона относятся длительный период «термальных стрессов», частые и резкие колебания барометрического давления, повышенная электромагнитная активность. Как отмечают А. Б. Гудков и Н. Ю. Лабутин [2], отрицательное воздействие этой группы факторов на человеческий организм практически не блокируется ни социальными, ни другими мерами защиты. Уменьшение светового дня осенью и увеличение весной рассматривается в качестве первого механизма в процессе формирования адаптивных сезонных изменений у человека на Севере [5]. От продолжительности светового дня зависит динамика эндокринных, иммунных, метаболических показателей [1], цикличность на уровне регуляторных систем человеческого организма [11]. Сведения о сердечно-сосудистой системе у детей в дискомфортных условиях Севера разноречивы. Так, отмечено повышение у детей в период полярной ночи частоты астеновегетативных и невротических расстройств [10]. Но в исследовании, проведенном на базе одного из детских садов г. Апатиты Мурманской области [14], показано, что у детей дошкольного возраста не наблюдается ухудшения функционального состояния в разгар полярной ночи. В целом адаптация к суровым условиям Севера сопровождается расходованием функциональных резервов. Поскольку в раннем онтогенезе функциональные резервы продолжают формироваться, их истощение может привести к последствиям вплоть до патологических. Об этом свидетельствуют, в частности, сведения о состоянии такой функциональной системы, как сердечно-сосудистая.
Цель настоящего исследования — выявить в суровых условиях северного региона особенности функционирования сердечно-сосудистой системы детей 3—4 лет по амплитудно-временным характеристикам электрокардиограммы.
Методы
В обследовании приняли участие дети (мальчики и девочки) из двух возрастных групп — трех (п = 24) и четырех (п = 23) лет. Для работы с детьми были получены письменные согласия родителей. Все дети практически здоровы. Исследование проводились в зимний период (декабрь — январь) с 15 до 17 часов дня в знакомых для детей условиях детского сада при температуре воздуха в помещении 22—24 0С, под контролем врача-педиатра. Измерения роста и массы тела детей проводили по стандартным методикам. С помощью компьютерного кардиографа «Поли-Спектр-Радио» регистрировали
В период «биологических сумерек» (в декабре - январе) у детей 3-4-летнего возраста в ответ на активную ортостатическую пробу незначительно меняются интервалы RR, амплитуды зубцов R и Т проявляют тенденцию к увеличению. Выявлены высокая степень корреляции между амплитудами зубцов R и Т до и после ортопробы и горизонтальное положение электрической оси сердца.
Ключевые слова: RR-интервалы/ амплитуды зубцов R и Т, электрическая ось сердца, активная ортостатическая проба, дети, Север.
электрокардиограмму (ЭКГ) во II отведении по 100 кардиоциклам в положении лежа (контроль) и после активной ортостатической пробы (АОП) (опыт). Тип проведенного исследования — поперечное. По записи ЭКГ анализировали длительность сердечного цикла по интервалам RR, с; амплитуды зубцов R (AR), мВ; амплитуды зубцов Т (АТ), мВ и электрическую ось сердца (ЭОС). Частоту сердечных сокращений (ЧСС) определяли аускуль-тативно трижды по 10 с. Полученные материалы подвергнуты статистической обработке с помощью программ Statists (версия 6.0, StatSoft Inc, 2001) с проверкой вариационных рядов на характер распределения (по критерию Шапиро — Уилка). В связи с тем, что показатели имеют близкое к нормальному распределение, данные представлены как средняя арифметическая (М) со стандартным отклонением (SD). Сравнение выборочных средних проводилось с помощью непарного t-критерия Стьюдента для независимых групп (дети 3 и 4 лет) и парного t-критерия Стьюдента для связанных выборок (показатели до и после АОП для детей 3 лет и показатели до и после АОП для детей 4 лет). Критическим уровнем статистической значимости принималось р < 0,05. Степень согласованности переменных оценивали с помощью линейного коэффициента корреляции Пирсона (гр) [7, 15].
Результаты
Антропометрические показатели приведены в табл. 1. Поскольку в наших исследованиях между мальчиками и девочками различий по этим показателям не отмечено, группы детей разделены только по возрасту. Как видно, разница между детьми трех и четырех лет по массе тела в среднем 1 кг, по росту 5 см (р < 0,001).
Частота сердечных сокращений в покое за один год значимо снизилась в каждой из групп в среднем на 10 уд./мин (р < 0,001) (табл. 2).
В декабре — январе колебания RR-интервалов отражают хронотропный эффект или изменения ав-томатии сердца. В декабре продолжительность RR у трехлетних детей составила (0,56 ± 0,01) с (от
0,54 до 0,62), у четырехлетних — (0,62 ± 0,01) с (от 0,57 до 0,66).
Амплитуда зубца R в покое у трехлетних детей оказалась в среднем на 20 % выше, чем у четырехлетних (см. табл. 2). Вариабельность показателей в группе трехлетних детей — от 0,17 до 0,84 мВ, в группе четырехлетних — от 0,13 до 0,81 мВ.
Амплитуда зубца Т была одинаковой в обеих возрастных группах. У трехлетних детей АТ варьировала от 0,11 до 0,42 мВ, у четырехлетних от 0,16 до 0,41 мВ.
В покое отношение АR к АТ составляло у большинства трехлетних детей в основном 2:1 и в двух случаях 3 : 1, у десяти четырехлетних — 2:1, у остальных разница либо незначительная, либо отсутствовала.
Таблица 1
Aнтропометрические показатели (М ± SD) здоровых детей 3 и 4 лет
Статистическая
Показатель 3 года 4 года значимость различий
Масса тела, кг 14,5±1,1 16,0±0,45 р<0,001
Длина тела, см 96,5±0,5 103,4±1,1 р<0,001
Положение ЭОС у большинства детей горизонтальное, у двух нормальное. Средняя величина угла а = (27,2 ± 0,17)0.
В ответ на АОП ЧСС у детей из обеих возрастных групп практически не изменялась, как и интервалы RR (см. табл. 2). У детей трехлетнего возраста интервал RR после АОП варьировал от 0,5 до 0,56 с, у четырехлетних — от 0,53 до 0,62 с.
Таблица 2
Показатели кардиодинамики (М ± SD) у детей в покое (1) и в ответ на активную ортостатическую пробу (2)
3 года 4 года Статистическая значимость различий
Показатель 1 2 1 2
ЧСС, уд./мин 106,5±1,9 110,1±2,5 97,2±3,3 107±2,3 1 -2 (3 года) р=0,17; 1-1 (3 и 4 года) р<0,001; 1-2 (4 года) р=0,2 2-2 (3 и 4 года) р=0,7
1 с 0,56±0,01 0,53±0,01 0,62±0,01 0,57±0,01 1 -2 (3 года) р=0,51; 1-1 (3 и 4 года) р<0,001; 1-2 (4 года) р = 0,24 2-2 (3 и 4 года) р<0,001;
R, мВ 0,5±0,03 0,52±0,03 0,4±0,01 0,55±0,01 1 -2 (3 года) р=0,11; 1-1 (3 и 4 года) р=0,2; 1-2 (4 года) р<0,001 2-2 (3 и 4 года) р=0,9
Т, мВ 0,26±0,03 0,25±0,03 0,26±0,01 0,29±0,01 1 -2 (3 года) р=0,17; 1-2 (4 года) р=0,11 1-1 (3 и 4 года) р=0,13 2-2 (3 и 4 года) р=0,2
Амплитуда зубца Я в ответ на АОП у детей в обеих возрастных группах проявляла тенденцию к увеличению. Существенная разница между показателями амплитуды зубца Я в покое и после АОП наблюдалась лишь у четырехлетних детей (см. табл. 2). При этом в ряде случаев АЯ под влиянием АОП выросла почти вдвое (рис. 1А и Б).
Амплитуда зубца Т проявляла в ответ на АОП тенденцию к увеличению у четырехлетних детей (рис. 2Б), в то время как у трехлетних отмечено как увеличение, так и понижение амплитуды в ответ на изменение положения тела (рис. 2А).
У всех детей показана высокая степень корреляции между амплитудами зубцов ЭКГ в покое и после АОП: для АИ у трехлетних детей гр = 0,9 (р < 0,001) и гр = 0,9 (р < 0,001); для АТ у трехлетних детей гр = 0,78 (р < 0,001) и у четырехлетних гр = 0,89 (р < 0,001) соответственно (рис. 3, 4). Электрическая ось сердца детей при АОП сохраняла горизонтальное положение, как в покое.
Обсуждение результатов
Декабрь и январь, когда проводилась работа, характеризуются в условиях г. Сыктывкар (620 с. ш.) малой продолжительностью светового дня (около 5 часов) и относительно низкой температурой наружного воздуха (около —15 0С). Активная ортостатическая проба из группы постуральных функциональных воздействий позволяет выявлять особенности реагирования сердечно-сосудистой системы в зависимости от антропометрических показателей, возраста испытуемых и уровня здоровья. В зимнее время, когда были проведены наблюдения, подвижность детей за пределами помещения ограничена, что может отражаться на
А
1 1
[; г|П
* ■4 И 11 г-ч
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Б
123456789 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
Рис. 1. Амплитуды зубца Я электрокардиограммы детей в возрасте трех (А) и четырех (Б) лет в покое (1) и при активной ортостатической пробе (2): по горизонтали — дети, по вертикали — амплитуды Я, mV
А
Б
Рис. 2. Амплитуды зубца Т электрокардиограммы детей в возрасте трех (А) и четырех (Б) лет в покое (1) и при активной ортостатической пробе (2): по горизонтали — дети, по вертикали — амплитуды Т, mV
формировании важнейших систем организма ребенка и прежде всего сердечно-сосудистой. Тестирование с помощью функциональных проб позволяет выявлять динамику развития сердечно-сосудистой системы, характерную для данного возраста.
Полученные в ходе работы материалы свидетельствуют о том, что антропометрические показатели и амплитудно-временные характеристики работы сердца детей, обследованных нами, в среднем соответствуют возрастным нормам [3, 8]. В раннем возрасте из-за недостаточной морфофункциональной зрелости сердечно-сосудистой системы наблюдается значительная индивидуальная вариабельность показателей работы сердца [6, 12, 13]. Так, у детей, которые были нами обследованы, индивидуальные значения ЧСС в покое — от 92 до 112 уд./ мин у трехлетних и от 84 до 104 уд./мин у четырехлетних.
По ЯЯ-интервалам вариабельность достигает 17—20 % в покое и при АОП. Особый интерес представляют амплитудные характеристики зубцов ЭКГ, поскольку в их величине отражается электродвижущая сила сердца в процессах деполяризации (зубец Я) и реполяризации (зубец Т) кардиомиоцитов.
По нашим данным, амплитуды зубцов Я и Т детей 3—4-летнего возраста в 3 раза меньше, чем у взрослого человека [4, 5]. Амплитуда зубца Т в покое такая же, как у 7-летних детей, и в 2 раза меньше, чем у 8—10-летних [6]. По индивидуальным результатам отмечается 6-кратная разница между значениями АЯ в покое и при АОП (см. рис.1А, Б). Из литературы известно [12, 13], что у детей более старшего возраста (5—9 лет) в ответ на динамическую нагрузку
А
Рис. 3. Корреляция между амплитудами зубца Я электрокардиограммы детей в возрасте трех (А) и четырех (Б) лет: по горизонтали — амплитуды зубца Я в покое, по вертикали — то же при активной ортостатической пробе
или АОП возможны изменения АЯ в сторону как прироста, так и снижения. Между значениями АТ в покое нами отмечена 6-кратная разница, а после АОП — 2-кратная (см. рис. 2А, Б).
Уменьшение индивидуальной вариабельности по АТ при физической нагрузке интересно тем более потому, что исследования альтерации зубца Т относятся, согласно современным данным, к новым методам анализа ЭКГ, применяемым в научных исследованиях и в клинике [16].
Увеличение возбудимости желудочков, интенсификация метаболических процессов в миокарде (возрастание амплитуды зубцов Я и Т) могут быть связаны с усилением влияний на миокард симпатического отдела автономной нервной системы [6] либо особенностями сердечной мышцы детей раннего возраста. В работе [6] отмечена зависимость амплитуды зубцов ЭКГ от влияния отделов автономной нервной системы: парасимпатического с понижением, симпатического с повышением амплитуд.
Следует отметить выявленный в нашей работе высокий уровень корреляции между каждым из регистрируемых зубцов ЭКГ до и после активной ортостатической пробы, что означает определенную степень зависимости процессов реполяризации и деполяризации при физической нагрузке типа АОП от уровня этих процессов в покое.
По имеющимся данным [8], у детей в возрасте трех и четырех лет положение электрической оси сердца нормальное либо вертикальное и в редких случаях — горизонтальное или с отклонением вправо.
А
Б
Рис. 4. Корреляция между амплитудами зубца Т электрокардиограммы детей в возрасте трех (А) и четырех (Б) лет: по горизонтали — амплитуды зубца Т в покое, по вертикали — то же при активной ортостатической пробе
В нашей работе у детей преобладает горизонтальное положение ЭОС.
Соотношение амплитуд зубцов R и Т при горизонтальном положении сердца у детей 3—4 лет варьирует от 2 : 1 до 3 : 1, что соответствует известным сведениям [8] .
В заключение отметим, что у детей 3—4-летнего возраста при длине тела около одного метра перемена позиции путем ортостатической пробы из горизонтальной к вертикальной, вероятно, влияет при нормальном синусовом ритме на процессы деполяризации и восстановление возбудимости миокарда желудочков. Выводы
1. Амплитуды зубцов R и T электрокардиограммы детей 3 — 4 лет характеризуются значительной индивидуальной изменчивостью.
2. Под действием активной ортостатической пробы происходит увеличение амплитуды зубцов R и Т при незначительном снижении длительности сердечного цикла.
3. Между амплитудами зубцов R и Т до и после выполнения ортостатической пробы отмечены высокие степени корреляции.
4. Электрическая ось сердца детей до и после ортостатической пробы занимает горизонтальное положение.
Список литературы [References]
1. Boiko E. R., Tkachev A. V. Vliyanie prodolzhitel’nosti svetovogo dnya na gormonal’nye i biokhimicheskie pokazateli u cheloveka na Severe [Effect of daylight duration on human
hormonal and biochemical indices in the North] // Rossiiskii fiziologicheskii zhurnal im. I. M. Sechenova. 1995. T. 81, N 7. S. 86-92. [in Russian]
2. Gudkov A. B., Labutin N. Yu. Vliyanie spetsificheskikh faktorov Zapolyar’ya na funktsional’noe sostoyanie organizma cheloveka [Effect of Polar specific factors on human body functional state] // Ekologiya cheloveka. 2000. N 2. S. 18. [in Russian]
3. Detskaya sportivnaya meditsina: rukovodstvo dlya vrachei [Sports pediatry: guide for physicians] / pod red. S. B. Tikhvinskogo, S. V. Khrushcheva. M., 1991. 560 s. [in Russian]
4. DudnikovaE. A. Kardiogemodinamika i energoobmen 1720 letnikh studentok severnogo VUZa [Cardiohemodynamics and energy exchange in 17-20 year old female students of northern higher educational institution]: avtoref. dis. ... kand. biol. nauk. Syktyvkar, 2011. 18 s. [in Russian]
5. Evdokimov V. G., Rogachevskaya O. V., Varlamova N. G. Modeliruyushchee vliyanie faktorov Severa na kardiorespiratornuyu sistemu cheloveka v ontogeneze [Simulative effect of northern factors on human cardiorespiratory system in ontogenesis]. Ekaterinburg: UrO RAN, 2007. 257 s. [in Russian]
6. Krysyuk O. N. Vozrastnye osobennosti bioelektricheskoi aktivnosti miokarda i avtonomnoi nervnoi regulyatsii serdechnogo ritma u detei 7-11 let [Age features of myocardium bioelectric activity and autonomous nervous regulation of cardiac rhythm in 7-11 year old children] // Novye issledovaniya, 2008. T. 1, N 16-17. S. 52-60. [in Russian]
7. Lakin G. F. Biometriya [Biometry]. M.: Vysshaya shkola, 1980. 293 s. [in Russian]
8. Oskolkova M. K., Kupriyanova O. O. Elektrokardiografiya u detei [Child electrocardiography]. M.: Meditsina, 1986. 288 s. [in Russian]
9. Poskotinova L. V. Vegetativnaya regulyatsiya ritma serdtsa i endokrinnyi status podrostkov i molodykh lits v usloviyakh Evropeiskogo Severa Rossii [Cardiac rhythm vegetative regulation and endocrinous status of adolescents and young persons in conditions of European North of Russia]: avtoref. dis. ... d-ra biol. nauk. Arkhangel’sk, 2009. 45 s. [in Russian]
10. Rapoport Zh. Zh. Adaptatsiya rebenka na Severe [Child adaptation in the North]. L., 1979. 192 s. [in Russian]
11. Roshchevskii M. P., Evdokimov V. G., Ovsov A. S., Varlamova N. G. Sezonnye izmeneniya parametrov kardiorespiratornoi sistemy zhitelei Severa [Seasonal changes of parameters of cardiorespiratory system in northerners] // Fiziologiya cheloveka. 1993. T. 18, N 6. S. 44-50. [in Russian]
12. Rubleva L. V. Bioelektricheskie funktsii miokarda u detei pyatiletnego vozrasta v protsesse kratosrochnoi adaptatsii
k fizicheskoi nagruzke [Myocardium bioelectric functions in 5 year old children in process of short-term adaptation to physical load] // Novye issledovaniya. 2008. T. 1, N 17.
S. 52-57. [in Russian]
13. Satosova N. L. Sistema kardiogemodinamiki i dykhaniya detei 7-9 let v sostoyanii otnositel’nogo pokoya i pod vliyaniem funktsional’nykh nagruzok v usloviyakh severa [System of cardiohemodynamics and respiration of 7-9 year old children in state of relative dormancy and under effect of functional loads in northern conditions]: avtoref. dis. ...kand. biol. nauk. Syktyvkar, 2007. 18 s. [in Russian]
14. Shumilov O. I. O sezonnykh aspektakh vozdeistviya prirodnykh faktorov na funktsional’noe sostoyanie detei v Zapolyar’e [Seasonal aspects of natural factors impact on functional state of children in Polar region] // Sb. nauch. tr. «Sever 2003». Izd. KNTs RAN, 2004. S. 22-23. [in Russian]
15. Khalafyan A. A. Statistika 6. Statisticheskii analiz dannykh [Statistics 6. Data statistical analysis]. M.: Binok-Press, 2007. 512 s. [in Russian]
16. Armoundas A. A., Tomaselli Y. F. and Esperer H. D. Pathophysiological basis and clinical application of T - wave alterrnans // J. Amer. college Cardiology. 2002. Vol. 40, N 1. P. 207-217.
AMPLITUDE AND TIME INTERVALS OF ELECTROCARDIOGRAM IN THREE - FOUR - YEAR OLD CHILDREN DURING REST AND AFTER ACTIVE ORTHOTEST IN WINTER
E. V. Onikul, L. I. Irzhak
Syktyvkar State University, Syktyvkar
The effect of active orthotest on the electrocardiogram parameters in 3-4 year old children during twilight period in December-January was studied. Minor changes of the RR intervals, high correlations degree between R and T waves before and after the test and horizontal position of the heart electric axes position have been found.
Keywords: RR-intervals, R and T waves amplitudes, heart electric axes, active orthotest, children, North
Контактная информация:
Оникул Екатерина Васильевна — аспирант кафедры биологии Сыктывкарского государственного университета
Адрес: 167000, Республика Коми, г. Сыктывкар, Октябрьский пр. д. 55
Тел. 8-(8212) 43-08-67
E-mail: [email protected] или [email protected].
