CC BY
78
№ 6 - 2012 г.
14.00.00 медицинские и фармацевтические науки УДК 612.014-008-057.875:378.17
ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМОВ СТУДЕНТОВ ЗА ВРЕМЯ ОБУЧЕНИЯ В ВУЗЕ
Д. А. Димитриев, Ю. Д. Карпенко, А. Д. Димитриев
ФГОУ ВПО «Чувашский государственный педагогический университет им.
И. Я. Яковлева» (г. Чебоксары)
Представлены результаты обследования функционального состояния организмов студентов за время обучения в вузе на основании исследования артериального давления и вариабельности сердечного ритма. Результаты проведенного исследования выявили разную степень напряжения регуляторных механизмов вариабельности сердечного ритма у студентов за годы их обучения в вузе. Разнородность ответных реакций вегетативной нервной системы отражает сложные процессы адаптации студентов к вузовской жизни. Обращено внимание на то, что динамика функционального состояния организма содержит информацию об активности сегментарного и надсегментарного отделов вегетативной нервной системы в регулировании сердечного ритма. Показано, что на старших курсах происходит усиление роли симпатического влияния на вариабельность сердечного ритма.
Ключевые слова: студенты, функциональное состояние организма, вариабельность сердечного ритма, вегетативная нервная система.
Димитриев Дмитрий Алексеевич — доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой анатомии, физиологии и гигиены человека ФГОУ ВПО «Чувашский государственный педагогический университет им. И. Я. Яковлева», г. Чебоксары, контактныйтелефон: (8352) 45-68-45,e-mail: [email protected]
Карпенко Юрий Дмитриевич — кандидат биологических наук, докторант кафедры анатомии, физиологии и гигиены человека ФГОУ ВПО «Чувашский государственный педагогический университет им. И. Я. Яковлева», г. Чебоксары, контактныйтелефон: (8352) 45-68-45,e-mail: [email protected]
Димитриев Алексей Димитриевич — доктор биологических наук, профессор кафедры анатомии, физиологии и гигиены человека ФГОУ ВПО «Чувашский государственный педагогический университет им. И. Я. Яковлева», г. Чебоксары, контактныйтелефон: (8352) 41-97-33, e-mail: [email protected]; [email protected]
Актуальность. Студенческий период жизни представляет один из важнейших этапов онтогенеза человека. Это объективно обусловлено тем, что в этот период завершается
достижение в фенотипе дифинитивных показателей и в том числе базовых характеристик индивидуального здоровья. Данный процесс протекает под воздействием больших групп факторов, которые модифицируют достигнутые к началу студенческой жизни особенности морфофункционального состояния организма и преформируют характер последующего течения жизни [2, 3]. В студенческие годы организмы студентов могут испытывать повышенное напряжение функциональных систем [3, 4]. В этих условиях в состоянии здоровья студентов могут происходить негативные сдвиги, которые можно выявить на донозологическом уровне в виде перестройки системы регуляции функции сердца и сосудов [1].
Цель данной работы — изучить особенности изменения функциональных показателей сердечно-сосудистой системы (ССС) за время обучения в вузе.
Методика исследования. В исследованиях приняли участие 439 практически здоровых студенток и 112 студентов I—V курсов Чувашского государственного педагогического университета им. И. Я. Яковлева. Вариабельность сердечного ритма (ВСР) исследовалась на компьютерном электрокардиогорафе «Поли-Спектр» фирмы «Нейрософт». Обследование показателей ВСР у студентов проводилось в межсессионный период с соответствии с общепринятыми рекомендациями [1]. Оценка систолического и диастолического артериального давления (САД и ДАД) осуществлялась с помощью автоматического тонометра ВР 3ВТО-А фирмы Microlife. Для оценки деятельности вегетативной нервной системы (ВНС) вычислялся вегетативный индекс Кердо (ВИК).
Статистическая обработка данных проводилась с использованием пакета профессиональной статистики «Statistica for Windows».
Результаты исследования и их обсуждение. В ходе оценки функционального состояния организмов студентов за годы учебы в вузе по показателям комплексной оценки ССС были установлены особенности динамики отдельных гемодинамических параметров.
Анализ динамики значений САД выявил в целом волнообразную динамику изменения данного показателя с I по V курсы. Статистический анализ данной динамики САД за годы учебы в вузе осуществлялся на основе сравнения уровня САД в первый год обучения с уровнем САД в каждом последующем году. При этом уровни САД на I и II курсах достоверно не отличались (р > 0,05), к III курсу значения САД по с сравнению с I курсом понизились (р = 0,02); после III курса происходит повышение САД (р < 0,05), достигая максимального значения на V курсе. При сопоставлении абсолютных значений САД студентов I курса (САД = 110,3 ± 1,8 мм рт. ст.) и студентов V курса (САД = 114,7 ±
2,1 мм рт. ст.) представляется возможным отметить, что к выпускному курсу происходит достоверное повышение значения данного показателя ССС.
Анализ динамики значений ДАД так же, как и для значений САД, выявил волнообразное его изменение, однако статистический анализ не показал достоверных различий в зависимости от курса обучения (р > 0,05).
Отмечаем принципиальное совпадение кривой изменения частоты сердечных сокращений (ЧСС) с динамикой САД: абсолютные значения ЧСС у студентов I курса составили 76,45 ± 0,90 мм рт. ст., у студентов III курса — 70,74 ± 1,91 мм рт. ст. и студентов V курса — 79,41 ± 1,8 мм рт. ст. При этом статистический анализ выявил достоверное уменьшение ЧСС студентов с I по III курсы (р = 0,016) и достоверное увеличение ЧСС у студентов IV (р = 0,47) и V (р = 0,03) курсов относительно ЧСС студентов III курса. Аналогично изменялась доля студентов с повышенным уровнем ЧСС (от 80 до 100 уд/мин): на I курсе
доля таких студентов составила 15,79 %, на II курсе — 10,30 %, на III курсе — 8,3 %, на IV курсе — 12,5 % и на V курсе — 18,9 %.
Из анализа данных по оценке тонуса ВНС следует, что динамика значения ВИК выявляет следующие особенности: на I и II курсах уровни ВИК были положительными, и они составили соответственно 4,19 ± 1,32 и 4,05 ± 1,66 усл. ед. На III и IV курсах значения ВИК были отрицательными, и их абсолютные значения составили — 2,87 ± 2,28 и — 1,51 ± 1,24 усл. ед. На V курсе значение ВИК коренным образом меняется: данный показатель вновь становится положительным и достигает своего максимального значения (7,82 ±
4,1 усл. ед.). Таким образом, уровень ВИК в течение НИ курсов имеет тенденцию к уменьшению (р = 0,002), а к V курсу по сравнению с III курсом значение ВИК возрастает (р = 0,03). При этом необходимо отметить, что значения ВИК
корреспондируют с количеством студентов с положительным значением ВИК. Доля студентов с положительным значением ВИК снижается от 59,62 % (I курс) до 46,15 % (III курс). К V курсу по сравнению с III курсом значение ВИК возрастает (р = 0,03), а доля студентов с положительным значением ВИК увеличивается до 69,23 %.
Обсуждение данных исследования следующего интегрального показателя — вариабельности сердечного ритма (ВСР) — вегетативного показателя ритма (ВПР), позволяющего судить о вегетативном балансе с точки зрения активности автономного контура регуляции [1], позволило установить, что уровни ВПР в течение всего срока обучения в вузе изменяются разнонаправлено и на I курсе составили 4,49 ± 0,24, на II курсе — 3,26 ± 0,4, на III курсе — 4,03 ± 0,38, на IV курсе — 4,13 ± 0,11 и на V курсе — 5,19 ± 0,54. Причем, характер динамики ВПР с I по V курс выявляет максимальные уровни ВПР на начальном и завершающем курсах обучения. При этом значение ВПР на V курсе достоверно выше значения ВПР на I курсе (р < 0,05), а на промежуточных между ними курсами — на II, III и IV курсах — уровни ВПР достоверно отличались от данных ВПР на I и V курсах (р < 0,05). Статистический анализ значений ВПР позволяет также отметить, что минимальное среднее значение показателя ВПР отмечается на II курсе, когда это значение существенно ниже, чем на I курсе (р = 0,006). Достоверные различия по данному показателю были выявлены между II и IV курсами (р = 0,029), между II и V курсами (р = 0,002). Уменьшение величины ВПР свидетельствует о смещении вегетативного баланса в сторону преобладания парасимпатической регуляции [1]. Из этого также следует, что после II курса происходит сдвиг величины ВПР в сторону увеличения симпатической регуляции и на V курсе проявление влияния симпатического отдела максимальное.
На основе полученных результатов исследования далее рассматривается один из важнейших показателей ВСР — стресс-индекс ^Г).
С рассмотренной выше характеристикой ВПР в целом согласуются данные по оценке степени напряжения регуляторных систем ^Г). На I и V курсах уровни SI были максимальными и составили соответственно 99,9 ± 7,4 и 121,9 ± 7,5. На промежуточных курсах значения SI были меньше, чем значения SI на I и V курсах, и на II курсе составили 68,3 ± 8,6, на III курсе — 88,4 ± 9,8 и на IV курсе — 90,04 ± 4,8. Причем, имеет место достоверное различие между значениями SI на I и II курсах (р = 0,043) и между SI на III-IV и V курсах (р < 0,05). Обсуждение данных о динамике SI и достоверности различий (р) между курсами позволяет заключить, что на I и V курсах проявляется выраженное преобладание активности центральных механизмов регуляции над автономными. При этом усиление симпатического влияния начинается с III курса. К этому следует также добавить, что доля студентов V курса, у которых значения показателя SI находятся в пределах симпатикотонического диапазона (121-300 усл. ед.) [1], составляет 59 %.
Анализ значений следующего показателя ВСР — VLF, который отражает влияние надсегментарных вегетативных центров на сердечно-сосудистые центры продолговатого мозга [5] и влияние эндокринных или гуморальные факторов на ритм сердца [1], позволил установить увеличение данного показателя на старших курсах.
Анализ динамики мощности спектра низкочастотного компонента ВСР — LF свидетельствует о том, что значение LF на первых трех курсах варьирует, и величина данного показателя на I курсе составляет 1038,7 ± 66,8, на II курсе — 1181,6 ± 119,8 и на III курсе — 958,5 ± 59, 3. Эти уровни LF между собой достоверно не отличаются (р >
0,05). На старших курсах уровни LF увеличились до 1409,3 ± 90,8 на IV курсе и до 1787,0 ± 186,5 на V курсе, которые имели достоверное отличие от уровня LF на I курсе (р < 0,05). В интерпретации мощности спектра сердечного ритма в низкочастотном диапазоне, несмотря на различные мнения, многие авторы приходят к выводу, что низкочастотные волны обусловлены активностью центров ствола головного мозга, которые определяют интенсивность потока импульсов как симпатических, так и парасимпатических кардиомоторных нейронов [1, 5, 6]. Однако на значение LF преимущественное влияние оказывает симпатический тонус ВНС [8].
Анализ данных, характеризующих мощность спектра высокочастотного компонента ВСР (ОТ), выявил увеличение ОТ от 2119,3 ± 158,5 на I курсе до 2519,5 ± 119,6 на II курсе (р <
0,05) и устойчивый тренд к уменьшению уровня ОТ после II курса обучения в вузе. На III курсе значение ОТ уменьшилось до 1522,46 ± 131,8, на IV курсе — до1421,5 ± 131,8 и на V курсе — до 1086,8 ± 106,7. На всех трех старших курсах изменение в сторону уменьшения мощности спектра высокочастотного компонента ВСР относительно данных этого показателя на I курсе было достоверным (р < 0,05). В оценке физиологической сущности отмеченной выше динамики ОТ у студентов за годы обучения в вузе мы исходили из представления, что данный показатель преимущественно обусловлен колебаниями тонуса вагусного сердечного нерва.
Анализ динамики следующего показателя ВСР — LF/HF, рассматриваемого как индекс вагосимпатического взаимодействия [1], выявил отсутствие на первых трех курсах реципрокного изменения значений LF и ОТ. Последнее можно объяснить проявлением различных режимов вегетативной регуляции сердечного ритма [5]. В последующем средние значения LF/HF составили 1,71 ± 0,11 на IV курсе и 1,79 ± 0,18 на V курсе обучения в вузе, и они имели достоверное различие от значений LF/HF на первом курсе.
Проведенный статистический анализ по оценке динамики стандартного отклонения полного массива кардиоинтервалов (SDNN) выявил достоверное (р < 0,05) увеличение SDNN от I курса (SDNN = 0,061 ± 0,002) ко II курсу (SDNN = 0,068 ± 0,001) и достоверное (р < 0,05) уменьшение SDNN на последующих курсах. При этом среднее значение SDNN на III курсе составило 0,055 ± 0,002, на IV курсе — 0,056 ± 0,002 и на V курсе — 0,050 ±
0,003. Уменьшение SDNN на старших курсах можно рассматривать как повышение симпатического влияния на ВСР [1, 5, 6].
Заключение. Результаты проведенного исследования выявили разную степень напряжения регуляторных механизмов вариабельности сердечного ритма у студентов за их годы обучения в вузе. Такая разнородность ответных реакций ВНС отражает сложные процессы адаптации студентов к вузовской жизни. Таким образом, при рассмотрении полученных данных выявлен сдвиг в вегетативной регуляции сердечного ритма в сторону усиления симпатического влияния и увеличение напряжения в регуляции ССС на последних курсах учебы в вузе.
Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки РФ (ФЦП № 14-В37.21.0215 и АВЦП № 4.904.2011) и РГНФ (№ 12-16-2101412).
Список литературы
1. Баевский Р. М. Методические рекомендации по анализу ВСР при использовании различных электрокардиографических систем / Р. М. Баевский // Вестн. аритмологии. — 2002. — № 24. — С. 65-86.
2. Геворкян Э. С. Динамика интегральных характеристик вариабельности сердечного ритма и психофизиологических показателей студентов в режиме однодневной и недельной учебной нагрузки / Э. С. Геворкян, С. М. Минасян, Ц. И. Адамян [и др.] // Физиология человека. — 2006. — № 4 (Т. 32). — С. 57-63.
3. Димитриев А. Д. Проблемы биосоциального статуса современного человека активного социального возраста / А. Д. Димитриев. — Чебоксары, 2009. — 144 с.
4. Драгич О. А. Закономерности морфофункциональной изменчивости организма студентов юношеского возраста в условиях уральского федерального округа : автореф. дис. ... д-ра биол. наук / О. А. Драгич. — Тюмень, 2006. — 41 с.
5. Машин В. А. Анализ вариабельности ритма сердца при негативных функциональных состояниях в ходе сеансов психологической релаксации / В. А. Машин, М. Н. Машина // Физиология человека. — 2000. — № 4 (Т. 26). — С. 4854.
6. Ноздрачев А. Д. Современные способы оценки функционального состояниия автономной (вегетативной) нервной системы / А. Д. Ноздрачев, Ю. В. Щербатых // Физиология человека. — 2001. — № 6 (Т. 27). — С. 95-101.
7. Анализ морфофункциональной изменчивости организма студентов юношеского возраста в условиях УРФО / К. А. Сидорова, Т. А. Сидорова, О. А. Драгич, И. С. Чурилова // Фундам. исследования. — 2011. — № 12 (ч. 4). — С. 712-715.
8. Furlan R. Oscillatory Patterns in Sympathetic Neural Discharge and Cardiovascular Variables During Orthostatic Stimulus / R. Furlan // Circulation. — 2000. — Vol. 101.
— P.886-892.
PECULIARITIES OF CHANGES IN THE FUNCTIONAL STATE OF STUDENTS’ BODIES DURING THE COURSE OF STUDY AT UNIVERSITY
D. A. Dmitriev, Y. D. Karpenko, A. D. Dmitriev
FSEIHPE Chuvash State Pedagogical University n.a. I.Y. Yakovlev (Cheboksary)
It is shown that there is intensifying of role of sympathetic influence on heart rate variability on highest years. This article presents findings from a research study on the functional state of the body of students during the course of study at university based on measuring blood pressure and heart rate variability. The findings show a different degree of tension of heart regulatory mechanisms at students over their university career. The heterogeneity of responses from the automatic nervous system reflects students’ complex adaptation processes to university life. Special attention was paid to the fact that the dynamics of the functional state of the body
contains information on the activity of segmental and suprasegmental parts of the autonomic nervous system in heart rate regulation
Keywords: students, functional state of the body, heart rate variability, autonomic nervous system.
About authors:
Dimitriyev Dmitry Alekseevich — doctor medical sciences, professor, head of anatomy, physiology and human hygiene chair at FSEI HPE Chuvash State Pedagogical University n.a. I.Y. Yakovlev, contact phone: (8352) 45-68-45, e-mail: [email protected]
Karpenko Yury Dmitriyevich — candidate of biological sciences, Ph.D. candidate of anatomy, physiology and human hygiene chair at FSEI HPE Chuvash State Pedagogical University n.a. I.Y. Yakovlev, contact phone: (8352) 45-68-45, e-mail: [email protected]
Dimitriyev Alexey Dimitriyevich — doctor of biological sciences, professor of of anatomy, physiology and human hygiene chair at FSEI HPE Chuvash State Pedagogical University n.a.
I.Y. Yakovlev, contact phone: (8352) 41-97-33, e-mail: [email protected];
List of the Literature:
1. Bayevsky R. M. Methodical references according to HRV analysis at using various electrocardiographic systems / R. M Bayevsky // Bull. of Arrhythmology. — 2002 . — № 24. — P. 65-86.
2. Gevorkyan E. S. Dynamics of integrated characteristics of HRV and psychophysiological indicators at students at one-day and week study load / E. S. Gevorkyan, S. M. Minasyan, Ts. I. Adamyan [etc.] // Human physiology. — 2006 . — № 4 (V. 32). — P. 57-63.
3. Dimitriyev A. D. Problems of the biosocial status of the modern person of active social age / A. D. Dimitriyev. — Cheboksary, 2009. — 144 P.
4. Dragich O. A. Patterns of morphofunctional variability of students’ bodies of youthful age in the conditions of Ural federal district: autoref. dis. ... Dr.Sci.Biol. / Island. A.Dragich. — Tyumen, 2006. — 41 P.
5. Mashin V. A. Analysis of HRV at negative functional conditions during sessions psychological relaxation / V. A. Mashin, M. N. Mashina // Human physiology. — 2000 .
— № 4 (V. 26). — P. 48-54.
6. Nozdrachev A. D. Modern ways of assessment of functional state of autonomous (vegetative) nervous system / A. D. Nozdrachev, Y. V. Shcherbatykh // Human physiology. — 2001 . — № 6 (V. 27). — P. 95-101.
7. The analysis of morphofunctional variability of organism of students of youthful age in the conditions of URFD / K. A. Sidorov, T. A. Sidorov, O. A. Dragich, I. S. Churilov // Fundam. researches. — 2011 . — № 12 (P. 4). — P. 712-715.
8. Furlan R. Oscillatory Patterns in Sympathetic Neural Discharge and Cardiovascular Variables During Orthostatic Stimulus / R. Furlan // Circulation. — 2000. — Vol. 101.
— P.886-892.
