CC BY
24
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2017 - V. 24, № 1 - P. 168-172
Раздел VII
РЕДАКЦИОННЫЙ ПОРТФЕЛЬ
УДК: 612.171.1 DOI: 12737/25254
ДИНАМИКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ВЕГЕТАТИВНОЙ РЕГУЛЯЦИИ ВЫПУСКНИКОВ МЕДИЦИНСКОГО ИНСТИТУТА ЗА 2006-2016 ГОДЫ
Н.Н. ЦАРЕВ
Тульский государственный университет, Медицинский институт, ул. Болдина, 128, Тула, 300012, Россия,
тел.: +7 (953) 432-94-23, e-mail.: [email protected]
Аннотация: Современные информационные перегрузки, гипокинезия и интенсификация обучения могут привести к снижению и срыву адаптационных возможностей студентов. Вариабельность сердечного ритма является «золотым стандартом» оценки вегетативной регуляции и может быть использована для диагностики донозологических и преморбидных состояний.
Была проанализирована динамка параметров вариабельности сердечного ритма у 891 выпускника медицинского института за период 2006-2016 гг. Вариабельность сердечного ритма оценивалась путем регистрации и анализа 3-минутной записи ЭКГ в положении сидя с оценкой общепринятых показателей в области временного и спектрального анализа и расчетом симпато-вагального баланса (LF/HF). В течение десятилетнего периода достоверных изменений средней длительности кардиоин-тервалов RR выявлено не было. У выпускников, независимо от пола, по данным вариабельности сердечного ритма повышается активность симпатического отдела вегетативной нервной системы (снижается стандартное отклонение кардиоинтервалов SDNN и относительная мощность дыхательных волн HF, возрастает относительная мощность очень медленных волн VLF% и показатель симпато-вагального баланса (LF/HF)).
Ключевые слова: адаптация, вариабельность сердечного ритма, многолетняя динамика, здоровье студентов.
DYNAMICS OF HEART RATE VARIABILITY IN GRADUATE MEDICAL STUDENTS IN PERIOD OF
2006-2016
N.N. TCAREV
Medical Institute, Tula State University, Boldin Str., 128, Tula, Russia, 300012, tel.: +7 (953) 432-94-23, e-mail.: [email protected]
Abstract. Modern information overwork, low physical activity and intensive learning may be cause of decreasing of adaptation resources in students. Heart rate variability is served as a «gold standard» assessing autonomic regulation that can be used for diagnostics of prenosological and premorbid states.
The dynamics of heart rate variability parameters for the period 2006-2016 in 891 graduate medical students was analyzed. Short-term heart rate variability was assessed in the time and frequency domains using 3 min by ECG in the sitting position. There were no significant changes in the average RR intervals. During this period, according to the heart rate variability, sympathetic activity has increased (decreased SDNN and the relative power of the HF band, increased the relative power of the very low frequency band VLF% and the sympathovagal index LF/HF).
Key words: adaptation, heart rate variability, long-term trend, health of university students.
Широко распространенная среди молодежи гипокинезия в сочетании с современными информационными перегрузками, а также интен-
сификацией обучения могут привести к чрезмерным психофизиологическим нагрузкам, снижению адаптационных резервов [1,2]. Это
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2017 - V. 24, № 1 - P. 168-172
влечет за собой не только снижение академической успеваемости, но и возникновение субклинических и клинических форм психосоматических расстройств [2,3,10].
В настоящее время вариабельность сердечного ритма (ВСР) является «золотым стандартом» оценки вегетативной регуляции и может быть использована для диагностики донозоло-гических и преморбидных состояний [3,6,7]. Кроме того, в многочисленных исследованиях показана связь между ВСР и течением многих заболеваний. Так, у больных, с сердечной недостаточностью, бессимптомной ишемией миокарда, перенёсших инфаркт миокарда, артериальной гипертензией, гипертрофией миокарда левого желудочка, сахарным диабетом показатели ВСР снижаются независимо от диагноза [4,8,14,15]. Низкая ВСР является доказанным независимым предиктором возникновения фибрилляции предсердий [12].
Исходя из вышесказанного, исследование особенностей вегетативного статуса молодых людей в современных условиях является необходимым в целях первичной профилактики различных патологических состояний, особенно у выпускников медицинских институтов, поскольку их будущая профессиональная деятельность предъявляет повышенные требования к уровню здоровья и сопряжена с высокими физическими и психологическими нагрузками [2,5,9].
Цель исследования - изучить динамику параметров вегетативного статуса выпускников медицинского института Тульского государственного университета (ТулГУ) за период с 2006 по 2016 годы путем анализа показателей ВСР.
Материалы и методы исследования. Были проанализированы данные ВСР студентов VI курса медицинского института ТулГУ, обследованных в 2006 - 2016 годах (271 юноша, 620 девушек). ВСР определялась при 5-минутной записи ЭКГ (ВНС-ритм, НейроСофт, Иваново) в 9-11 часов утра в весеннем семестре в положении сидя с оценкой общепринятых показателей в области временного (средняя длительность кардиоинтервалов - ЯЯММ, сред-неквадратическое отклонение - БОММ) и спектрального анализа (общая мощность спектра -ТР, общая и относительная мощность диапазонов очень медленных (УЫ7), медленных (Ы7) и высокочастотных (ИГ волн с расчетом симпато-
вагального индекса (LF/HF). Статистическая обработка проведена с использованием Excel 7.0. Результаты представлены как M±m. Различия считали достоверными при p<0,05.
Результаты и их обсуждение. В течение десятилетнего периода достоверных изменений средней длительности кардиоинтервалов RR выявлено не наблюдалось. У юношей сред-негрупповая длительность RR изменялась волнообразно, при этом минимум был отмечен в
2006 году (738,8 мс, 82 уд/мин); максимум в 2008 году (930,2 мс; 62 уд/мин). Максимальная длительность RR у девушек зарегистрирована в
2007 году (793,4 мс, 75 уд/ мин), минимальная -в 2013 году (712 мс, 84 уд/мин).
Стандартное среднеквадратическое отклонение NN интервалов - SDNN - отражает все циклические компоненты, определяющие вариабельность и рассматривается как интегральный показатель функционирования вегетативной нервной системы [3]. Увеличение SDNN указывает на усиление парасимпатического звена регуляции, тогда как уменьшение связано с ростом симпатических влияний и подавлением активности автономного контура. При анализе обследованных установлено (рис. 1), что и у юношей, и у девушек за 10 лет наблюдается снижение SDNN (в пределах зоны нормы), что может указывать на повышение активности симпатического отдела вегетативной нервной системы (ВНС).
Рис. 1. Показатели и тренд среднеквадратического отклонения (SDNN, мс) ВСР у выпускников 20062016 гг.
Показатели спектрального анализа представлены в табл.
Общая мощность спектра (TP, total power) ВСР складывается из мощности всех частотных общепринятых диапазонов (VLF, LF и HF). Суммарный уровень активности регуляторных систем для коротких записей составляет 25004500 мс2 и с возрастом обычно снижается. При
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2017 - V. 24, № 1 - P. 168-172
повышении тонуса парасимпатического отдела ВНС, например, у спортсменов, ТР может существенно возрастать до 10000-15000 мс2 [3]. У юношей показатель ТР изменялся волнообразно, однако, линейный тренд указывает на повышение ТР за последние 10 лет. У девушек на протяжении 2011-2014 гг. наблюдается четкое снижение ТР, с умеренным приростом в последние 2 года. Эти изменения могут быть объяснены состоянием хронического стресса.
Традиционно при спектральном анализе ВСР выделяют три частотных диапазона (УЬР, ЬР и ИР). В норме у отдельного индивидуума мощность волн каждого диапазона обычно укладывается в диапазон 20-40%.
Таблица
Показатели спектрального анализа ВСР у выпускников медицинского института ТулГУ в 2006-2016 гг. (M±m)
Юноши Девушки
TP, мс2 VLF, % LF, % HF, % TP, мс2 VLF, % LF, % HF, %
2006 2240±426 33,1±4,8 48±4,5 18,9±2,4 3827±1308 22,4±2,5 38,2±3,0 39,4±3,1
2007 4300±424 36,3±2,4 41,7±2,4 22±2,4 4727±504 34,7±1,7 36,6±1,7 28,7±2,0
2008 5929±783 32,9±4,2 30,6±3,0 36,5±5,0 3944±502 33,1±2,2 40,7±2,1 26,2±2,5
2009 5168±939 32,4±4,9 40,7±4,6 26,9±4,7 5560±1031 29,4±1,7 37,7±1,8 32,9±2,2
2010 4668±605 34,7±3,5 43±3,0 22,3±2,5 4180±494 33±2,0 36,6±1,9 30,4±2,3
2011 5171±588 35±2,7 37,7±2,5 27,3±2,4 4959±508 35,3±2,8 30,6±1,7 34,1±2,7
2012 3754±477 31,6±2,5 40,9±2,6 27,5±2,4 4205±382 35,1±2,0 37,3±1,8 27,6±2,0
2013 4921±1064 37,5±2,7 45,6±2,9 16,9±2,2 3743±462 38±1,8 37,8±1,7 24,2±2,0
2014 3817±588 37,5±3,1 41,3±2,8 21,2±2,4 3640±294 36,5±1,7 39,9±1,8 23,6±1,7
2015 5007±695 37±2,3 41,5±2,5 21,5±1,8 4100±362 38±1,7 36,8±1,5 25,2±1,5
2016 5402±1438 27,7±2,8 50±3,1 22,3±3,1 5197±924 35,2±1,7 38,2±1,6 26,6±1,7
Очень
VLF
медленные волны -(VeryLow Frequency, с частотой 0,015-0,04 Гц), характеризующие активность гуморального канала регуляции по оси гипоталамус-гипофиз-кора надпочечников, отражают не только симпатическую регуляцию, но и являются чувствительным индикатором управления метаболическими процессами, хорошо отражают энергодефицитные состояния [11]. У выпускников медицинского института наблюдается волнообразное изменение этого показателя, с умеренно выраженной тенденцией с повышению. Наибольший показатель у юношей отмечен в 2013, а у девушек - в 2009 году. Такой тренд указывает на напряженность адаптивных процессов, часто наблюдается у лиц в стрессовых ситуациях и не может быть расценен положительно. У девушек наблюдается тенденция к повышению относительной мощности волн VLF%, у юношей такой тренд не прослеживается.
Мощность медленных волн - LF (Low frequency, с частотой 0,04-0,15 Гц) характеризует состояние симпатического отдела вегетативной нервной системы, в частности системы регуляции сосудистого тонуса и определяет активность вазомоторного центра [3]. У юношей наблюдается прогрессивное повышение мощности волн этого диапазона, в то время как у девушек динамики не наблюдается. Интересно, что в большинстве выборок мощность волн LF у юношей (активность регулирующей системы поддержания АД) была выше, чем у девушек, в 2014 эти показатели были равны, а за последние 2 года у юношей зафиксированы самые высокие показатель мощности диапазона LF (2076 мс2 в 2015 и 2261 мс2 в 2016 году), что может отражать напряжение адаптационных механизмов, обеспечивающих стабильность артериального давления. Начиная с 2008 года относительная мощность волн этого диапазона (LF%) была достоверно выше у юношей, чем у девушек, при этом почти во всех выборках среднегрупповые показатели у юношей превышали верхнюю границу диапазона нормы (40%), указывая на больший риск повышения АД у лиц мужского пола.
Основой волн третьего диапазона - HF (high frequency, быстрые, дыхательные волны с частотой 0,04-0,15 Гц) является вагусная активность [3]. В клинической медицине уменьшение мощности волн HF обладает высокой диагностической и прогностической значимостью и указывает на снижение мощности парасимпатического отдела вегетативной нервной системы и истощение адаптационного потенциала [8]. За период наблюдения этот показатель и у девушек, и у юношей изменялся волнообразно с длинным периодом колебаний (около 4 лет), однако тренд выявил повышение мощности у юношей и снижение мощности - у девушек, что может быть признаком снижения их резервов адаптации. Во всех выборках, кроме 2008 года, относительная мощность волн этого диапазона (HF%) была выше у девушек, указывая на их большие функциональные резервы. В то же время, наблюдаемый за изученный пери-
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2017 - V. 24, № 1 - P. 168-172
од тренд ИГ% свидетельствует о снижении этого показателя у всех студентов.
Отношение !Г/И¥ - симпато-вагальный баланс - в ряде исследований представляется одним из наиболее клинически важных показателей [3,11] и представляет собой процентное соотношение низко- и высокочастотных колебаний спектра. Тренд этого показателя за период наблюдения обнаружил четкую динамику к повышению (рис. 2).
—•— SONNtOHftiM —SDHMater^u»« - niwtMWW ISOf«.*^'»!;!
(ГЛГ _ ж.
■ *
£ 4> / # f $ f / f /
Рис. 2. Показатели и тренд симпато-вагального баланса (!Г/ИГ) ВСР у выпускников 2006-2016 гг.
Эта динамика может отражать повышение активности симпатического отдела ВНС и риска отклонений сердечно-сосудистой системы. Наибольшие величины отношения !Г/И¥ у юношей отмечены в выборке 2006 (3,7 ед),
Литература
1. Здоровье студентов / Агаджанян Н.А., Дегтярев В.П., Радыш И.В. [и др.]. М.: Изд-во РУДН, 1997. 199 с.
2. Ачкасов Е.Е., Таламбум Е.А., Султанова О.А., Руненко С.Д., Красавина Т.В. Обоснование индивидуализации двигательного режима студентов на основании исследования их функционального состояния и адаптационных резервов // Лечебная физкультура и спортивная медицина. 2012. Т. 99, №3. С. 20-26.
3. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем / Баевский P.M. [и др.] // Вестник аритмологии. 2001. № 24. С. 69-85.
4. Борисов В.И. Механизмы вегетативного управления сердечным ритмом в условиях нарушения коронарного кровообращения и сердечной деятельности: патофизиологические аспекты и лечебное значение: автореф. дисс. д.м.н. Саранск, 2005. 24 с.
5. Егоров В.Н., Веневцева Ю.Л. Комплексный
2013 года (3,61 ед) и 2016 (3,78 ед) годов. У девушек максимальный показатель наблюдался в выборке 2012 года (2,57 ед.) и 2014 года (2,61 ед.).
Представляется, что одним из способов оптимизации функционального состояния могут быть адекватные физические нагрузки [2,5,9], так как именно физические упражнения увеличивают ВСР, в том числе за счет волн диапазона HF [13].
Выводы. За период 2006-2016 годов у выпускников медицинского института, независимо от пола, по данным ВСР наблюдается умеренное повышение тонуса симпатического отдела ВНС (снижаются SDNN и относительная мощность волн HF, возрастают относительная мощность волн VLF% и показатель симпато-вагального баланса (LF/HF)). Эти изменения, расцениваемые как признак состояния стресса, отражают напряженность адаптации к психосоциальным нагрузкам в процессе обучения в высшей школе, требуют адекватной клинической оценки, обосновывают необходимость совершенствования образовательного процесса и разработки мероприятий, направленных на сохранение и укрепление здоровья молодых людей.
References
Agadzhanyan NA, Degtyarev VP, Radysh IV, et al. Zdorov'e studentov [Health of students]. Moscow: Izd-vo RUDN; 1997. Russian.
Achkasov EE, Talambum EA, Sultanova OA, Runen-ko SD, Krasavina TV. Obosnovanie individualizatsii dvigatel'nogo rezhima studentov na osnovanii issle-dovaniya ikh funktsional'nogo sostoyaniya i adaptat-sionnykh rezervov [The substantiation of individuali-zation of the motor mode of students on the basis of research of their functional state and adaptive reserves]. Lechebnaya fizkul'tura i sportivnaya meditsi-na. 2012;99(3):20-6. Russian.
Baevskiy PM, et al. Analiz variabel'nosti serdechnogo ritma pri ispol'zovanii razlichnykh elektrokardiografi-cheskikh sistem [Analysis of heart rate variability with the use of various electrocardiographic systems]. Vestnik aritmologii. 2001;24:69-85. Russian. Borisov VI. Mekhanizmy vegetativnogo upravleniya serdechnym ritmom v usloviyakh narusheniya koro-narnogo krovoobrashcheniya i serdechnoy deya-tel'nosti: patofiziologicheskie aspekty i lechebnoe znachenie [Mechanisms of vegetative management of heart rhythm in conditions of coronary circulation and cardiac disorders: pathophysiological aspects and therapeutic value] [dissertation]. Saransk (Respublika Mordoviya); 2005. Russian.
Egorov VN, Venevtseva YuL. Kompleksnyy podkhod pri
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2017 - V. 24, № 1 - P. 168-172
подход при изучении психофизического статуса и отдельный компонентов жизнедеятельности студентов // Теория и практика физической культуры. 2013. № 11. С. 24-26.
6. Земцовский Э.В., Тихоненко В.М., Реева С.В., Демидова М.М. Функциональная диагностика состояния вегетативной нервной системы. СПб.: ИНКАРТ, 2004. 80 с.
7. Мельников А.Х., Веневцева Ю.Л., Корнее-ва Л.Н. Показатели вариабельности ритма сердца в оценке уровня адаптации лиц молодого возраста // Вестник аритмологии. 2000. Т. 16. С. 53-55.
8. Михайлов В.М. Вариабельность ритма сердца: опыт практического применения метода; Изд. 2-е, перераб. и доп. Иваново: Иван. гос. мед. академия, 2002. 290 с.
9. Плотников В.П. Физическая реабилитация студентов с нейроциркуляторной дистонией: автореферат дисс. д.м.н. М., 2002. С. 4.
10. Хадарцев А.А., Зилов В.Г., Еськов В.М., Веневцева Ю.Л, Грязев М.В., Кидалов В.Н., Мельников А.Х., Самсонова Г.О., Якушина Г.Н., Куликова Я.Н. Теория и практика восстановительной медицины. Том V. Синергетика и интегративная медицина: Монография / Науч. ред. А.А. Хадарцева и В.М. Еськова. Тула: ООО РИФ «ИНФРА» - Москва, 2006. 264 с.
11. Флейшман А.Н. Вариабельность ритма сердца и медленные колебания гемодинамики: нелинейные феномены в клинической практике. Новосибирск: Из-во СО РАН, 2009. 264 с.
12. Cardiac Autonomic Dysfunction and Incidence of Atrial Fibrillation: Results From 20 Years Follow-Up / Agarwal S., Norby F., Whitsel E., [et al.] // Journal of the American College of Cardiology. 2016. Vol. 69, №3. Р. 291-299. DOI: 10.1016/j.jacc.2016.10.059.
13. Exercise training-induced modification in auto-nomic nervous system: An update for cardiac patients / Besnier F., Labrunee M., Pathak A. [et al.] // Annals of physical and rehabilitation medicine. 2017. Vol. 60, №1. P. 27-35. DOI: 10.1016/j.rehab.2016.07.002.
14. Evaluating reliability of ultra-short ECG indices of heart rate variability in diabetes mellitus patients / Nussinovitch U., Cohen O., Kaminer K. [et al.] // J. Diabetes Complications. 2012. Vol. 26, № 5. P. 450-453.
15. Loss of breathing modulation of heart rate variability in patients with recent and long standing diabetes mellitus type II / Rivera A.L., Estanol B., Fossion R., Toledo Roy J. C., Callejas Rojas J. A., Gien Lopez J. A. [et al.] // PLoS One. 2016. Vol. 11, №11. Р. e0165904. DOI: 10.1371/journal.pone.0165904.
izuchenii psikhofizicheskogo statusa i otdel'nyy kompo-nentov zhiznedeyatel'nosti studentov [An integrated approach to the study of psychophysical status and individual components of life of students]. Teoriya i praktika fizicheskoy kul'tury. 2013;11:24-6. Russian. Zemtsovskiy EV, Tikhonenko VM, Reeva SV, Demido-va MM. Funktsional'naya diagnostika sostoyaniya vegetativnoy nervnoy sistemy [Functional diagnostics of the state of the autonomic nervous system]. SPb.: INKART; 2004. Russian.
Mel'nikov AKh, Venevtseva YuL, Korneeva LN. Poka-zateli variabel'nosti ritma serdtsa v otsenke urovnya adaptatsii lits molodogo vozrasta [Parameters of heart rate variability in assessing the level of adaptation of young people]. Vestnik aritmologii. 2000;16:53-5. Russian.
Mikhaylov VM. Variabel'nost' ritma serdtsa: opyt prakticheskogo primeneniya metoda [Heart rate variability: experience of practical application of the method]. Izd. 2-e, pererab. i dop. Ivanovo: Ivan. gos. med. akademiya; 2002. Russian. Plotnikov VP. Fizicheskaya reabilitatsiya studentov s neyrotsirkulyatornoy distoniey [Physical rehabilitation of students with neurocirculatory dystonia] [dissertation]. Moscow; 2002. Russian. Khadartsev AA, Zilov VG, Es'kov VM, Venevtseva YuL Gryazev MV, Kidalov VN, Mel'nikov AKh, Samsonova GO, Yakushina GN, Kulikova YaN. Teoriya i praktika vosstanovitel'noy meditsiny [Theory and practice of restorative medicine]. Tom V. Sinergetika i integra-tivnaya meditsina: Monografiya / Nauch. red. A.A. Khadartseva i V.M. Es'kova. Tula: OOO RIF «INFRA» - Moscow; 2006. Russian.
Fleyshman AN. Variabel'nost' ritma serdtsa i medlen-nye kolebaniya gemodinamiki: nelineynye fenomeny v klinicheskoy praktike [Heart rate variability and slow fluctuations of hemodynamics: nonlinear phenomena in clinical practice]. Novosibirsk: Iz-vo SO RAN; 2009. Russian.
Agarwal S, Norby F, Whitsel E, et al. Cardiac Auto-nomic Dysfunction and Incidence of Atrial Fibrillation: Results From 20 Years Follow-Up. Journal of the American College of Cardiology. 2016;69(3):291-9. DOI: 10.1016/j.jacc.2016.10.059. Besnier F, Labrunée M, Pathak A, et al. Exercise training-induced modification in autonomic nervous system: An update for cardiac patients. Annals of physical and rehabilitation medicine. 2017;60(1):27-35. DOI: 10.1016/j.rehab.2016.07.002. Nussinovitch U, Cohen O, Kaminer K, et al. Evaluating reliability of ultra-short ECG indices of heart rate variability in diabetes mellitus patients. J. Diabetes Complications. 2012;26(5):450-3. Rivera AL, Estañol B, Fossion R, Toledo Roy JC, Callejas Rojas JA, Gien López JA, et al. Loss of breathing modulation of heart rate variability in patients with recent and long standing diabetes mellitus type II. PLoS One. 2016;11(11):e0165904. DOI: 10.1371/journal.pone.0165904.
