Возрастные, типологические и индивидуальные особенности биоэлектрической активности миокарда и автономной нервной регуляции сердечного ритма у детей 7-11 лет

 Автореферат 

Диссертации на соискание ученой степени

Кандидата биологических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Изучение возрастных особенностей сердечно-сосудистой системы растущего организма является одной из важнейших задач физиологии. Центральным органом сердечно-сосудистой системы является сердце, деятельность которого в значительной степени определяется биоэлектрической активностью миокарда. Электрокардиографические исследования, проведенные у детей и подростков, выявили основные возрастные закономерности развития биоэлектрической активности миокарда (Калюжная Р.А., 1973; Рублева Л.В., 1999, 2005; Макаров Л.М., 2002; Осколкова М.К., Куприянова О.О., 2004 и др.).

Младший школьный возраст характеризуется значительными морфологическими и функциональными перестройками миокарда (Калюжная Р.А.,1975; Кмить Г.В.,1992; Рублева Л.В., 1999; Разбейко Н.В.,2004; Deal B.J.,2004). Функциональное состояние миокарда зависит не только от возраста, но и тесно связано с модулирующим влиянием автономной нервной системы (АНС) (Вейн А.М., Соловьева А.Д., Колосова О.А.,1981; Рябыкина Г.В., Соболев А.В.,2001; Рублева Л.В.,2005; MallianiA., 1982; Malik M. Et al, 1989; Merri M., et al., 1990; Irisawa H. еt al., 1993). Изучению автономной нервной регуляции сердечного ритма (СР) у детей младшего школьного возраста посвящено значительное количество работ (Шлык Н.И., 1998; Сапожникова Е.Н., 2002; Шарапов А.Н., 2003; Догадкина С.Б.,2004; Пономарева Т.А.,2005; Кузнецова О.В..2007; Yeragani et al.,1994; Srinivasan K. et al., 2002 и др.). Однако в доступной нам литературе отсутствуют работы, раскрывающие связи между параметрами АНС и показателями возбудимости и проводимости миокарда у детей младшего школьного возраста.

В связи с вышеизложенным актуальным является комплексное изучение особенностей биоэлектрической активности миокарда и автономной нервной регуляции СР, которое позволяет выявить связи функций возбудимости и проводимости миокарда с активностью АНС, а также изучить механизмы автономной нервной регуляции биоэлектрических процессов в миокарде у детей 7-11 лет.

Важной индивидуальной особенностью организма является уровень адаптационных возможностей (резервов), определяющий функциональное состояние организма, а также успешность его адаптации к различным факторам внешней среды (Меерсон Ф.З.,1975; Осадчий Л.И.,1975, Баевский Р.М., Казначеев В.П., 1996; Laughlin M Harold, 1999). В исследованиях Е.А. Володиной с соавт. (2005) и В.М. Михайлова (2006) показаны особенности автономной нервной регуляции СР у детей и подростков с разным уровнем адаптационных возможностей организма, как в исходном состоянии, так и при адаптации к умственным и физическим нагрузкам. В настоящее время отсутствуют исследования, раскрывающие особенности биоэлектрической активности миокарда младших школьников с разным уровнем адаптационных резервов организма. Проведение подобных исследований представляет большой интерес, поскольку позволяет прогнозировать успешность адаптации миокарда к различного рода нагрузкам.

Для изучения биоэлектрических процессов в миокарде и автономной нервной регуляции СР у детей разного возраста недостаточно исследований, проводимых только в состоянии покоя, необходимо проведение тестирующих нагрузок, близких к тем, с которыми дети сталкиваются в повседневной жизни. Важным является изучение влияния работы на компьютере на организм младшего школьника, так как уже в начальной школе компьютерные средства обучения широко внедряются в педагогическую практику. Физиологические исследования, проведенные у детей дошкольного и младшего школьного возраста, показали, что работа на компьютере оказывает существенное влияние на различные отделы сердечно-сосудистой системы и автономную нервную регуляцию СР (Лукьянец Г.Н.,2003,2004; Пономарева Т.А.,2005). В то же время не изучено влияние работы на компьютере на биоэлектрические процессы в миокарде у детей младшего школьного возраста. 

Все сказанное выше определяет актуальность комплексного изучения возрастных, типологических и индивидуальных особенностей биоэлектрической активности миокарда и автономной нервной регуляции СР у детей младшего школьного возраста, как в состоянии покоя, так и при функциональной нагрузке.

Целью исследования явилось комплексное изучение возрастных, типологических и индивидуальных особенностей биоэлектрической активности миокарда в сочетании с регуляторными влияниями АНС на ритм сердца у детей 7-11 лет.

Задачи исследования:

1.           Изучить возрастные, типологические и индивидуальные особенности биоэлектрической активности миокарда и автономной нервной регуляции сердечного ритма у детей 7-11 лет в состоянии покоя.

2.           Изучить возрастные, типологические и индивидуальные особенности изменений биоэлектрических процессов в миокарде и автономной нервной регуляции СР у детей 7-11 лет при выполнении умственной нагрузки на компьютере.

3.           Выявить связи показателей биоэлектрической активности миокарда и автономной нервной регуляции СР у детей 7-11 лет в состоянии покоя и при работе на компьютере.

Положения, выносимые на защиту

1.                 Особенности биоэлектрических процессов в миокарде у детей 7-11 лет связаны с характером автономной нервной регуляции сердечного ритма. Испытуемые с преобладанием симпатических влияний на СР характеризуются большей возбудимостью миокарда, меньшей длительностью сердечного цикла, систолы, диастолы и меньшим временем предсердно-желудочковой проводимости по сравнению с испытуемыми с преобладанием парасимпатических влияний на СР.

2.                 У детей 7-11 лет отмечается два этапа возрастного развития автономной нервной регуляции СР и биоэлектрической активности миокарда. От 7 к 8 годам происходит смещение вегетативного баланса в сторону усиления симпатических влияний на СР и повышение биоэлектрической активности миокарда. От 9 к 10 годам наблюдается усиление парасимпатических влияний на СР и снижение биоэлектрической активности миокарда.

3.                 При работе на компьютере у детей 7-11 лет изменения биоэлектрических процессов в миокарде определяются уровнем адаптационных резервов организма. У детей с хорошими АР отмечается благоприятная реакция, характеризующаяся повышением биоэлектрической активности миокарда, укорочением длительности сердечного цикла за счет сокращения диастолы. У детей со сниженными АР наблюдается неблагоприятная реакция, проявляющаяся в снижении биоэлектрической активности миокарда, удлинении систолы и уменьшении продолжительности диастолы без существенного изменения длительности сердечного цикла.

Научная новизна исследования

Впервые проведен комплексный анализ возрастных изменений функционального состояния миокарда и автономной нервной регуляции сердечного ритма у детей младшего школьного возраста, показавший, что в возрастном развитии биоэлектрической активности миокарда и автономной нервной регуляции СР выделяются два периода. От 7 к 8 годам происходит усиление симпатических влияний на СР и повышение биоэлектрической активности миокарда, а от 9 к 10 годам отмечается усиление парасимпатических влияний на СР и снижение биоэлектрической активности миокарда.

Впервые выявлены существенные различия биоэлектрических процессов в миокарде в зависимости от адаптационных резервов организма детей 7-11 лет в состоянии покоя. У детей с хорошими адаптационными резервами (АР) выявлены меньшая активность биоэлектрических процессов в миокарде, большая длительностью сердечного цикла и общей диастолы по сравнению с детьми со сниженными АР.

Впервые проведен комплексный анализ изменений биоэлектрических процессов в миокарде и автономных нервных регуляторных воздействий на сердечный ритм во время работы на компьютере у детей 7-11 лет. Установлено, что характер и выраженность изменений биоэлектрической активности миокарда во время работы на компьютере в большей степени зависит от индивидуальных особенностей организма (уровень адаптационных резервов).

Впервые показано, что у детей 7-11 лет характер реакции биоэлектрической активности миокарда при работе на компьютере определяется  уровнем АР. У детей с хорошими АР отмечается  благоприятная реакция, характеризующаяся интенсификацией деятельности предсердий, метаболических процессов в миокарде, а также укорочением длительности сердечного цикла за счет сокращения диастолы. Для детей со сниженными АР характерна неблагоприятная реакция, отличающаяся снижением возбудимости предсердий и метаболизма миокарда, а также увеличением времени систолы и уменьшением продолжительности диастолы.

Теоретическая и практическая значимость. Полученные в настоящем исследовании данные расширяют и углубляют современные представления о механизмах автономной нервной регуляции биоэлектрических процессов в миокарде у детей; раскрывают связи биоэлектрической активности миокарда с типом автономной нервной регуляции сердечного ритма, а также с уровнем адаптационных резервов организма.

Выявленный в настоящем исследовании комплекс изменений биоэлектрических процессов в миокарде (изменение амплитудных и временных показателей ЭКГ) может служить качественным показателем срочной адаптации детей младшего школьного возраста к работе на компьютере. Результаты исследования могут быть включены в курс лекций по проблемам возрастной физиологии для работников образования, студентов педагогических и психологических факультетов институтов.

Апробация работы. Материалы диссертационного исследования докладывались и обсуждались на конференции молодых ученых Института возрастной физиологии РАО (Москва, 2005); на Всероссийской конференции молодых исследователей «Физиология и медицина» (С-Пб, 2005); на Девятой Всероссийской медико-биологической конференции молодых исследователей «Человек и его здоровье» (С-Пб, 2006г); на Юбилейном XX Съезде Физиологов (Москва, 2007); на международной научно-практической конференции «Здоровье: медико-социальные и психолого-педагогические аспекты сохранения здоровья детей, подростков и юношества» (Орел, 2007); на заседаниях ученого совета Института возрастной физиологии РАО (2004-2007); на заседаниях лаборатории комплексных исследований процессов адаптации Института возрастной физиологии РАО (2004-2007).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на    страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех глав, выводов и списка использованной литературы, включающего    работ отечественных авторов и    работ зарубежных авторов. Диссертация содержит 27 таблиц, 1 рисунок.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Объект  и методы исследования

Проведено обследование 300 детей 7-11 лет обоего пола, обучавшихся в общеобразовательных школах г.Москвы. В исследование были включены практически здоровые дети, относившиеся к I-II группам здоровья. Все исследования проводились в первой половине дня (с 9 до 13 часов). Проведено комплексное изучение биоэлектрической активности миокарда и автономной нервной регуляции СР. Регистрацию ЭКГ проводили с помощью компьютерного кардиографа «Полиспектр-12» фирмы «Нейрософт» (г. Иваново).

Состояние основных функций миокарда оценивалось методом электрокардиографии. В 12 стандартных отведениях определяли следующие временные показатели ЭКГ: RR,мс (общая длительность сердечного цикла), PQ,мс (продолжительность предсердно-желудочковой проводимости), QRS,мс (продолжительность внутрижелудочковой проводимости), QT,мс (длительность электрической систолы желудочков) и ТР,мс (длительность общей диастолы). Определяли амплитуду зубцов Р,мВ, отражающего процесс возбуждения в миокарде предсердий, Q,мВ, R,мВ и S,мВ, характеризующих процесс возбуждения в миокарде желудочков, T,мВ, характеризующего процесс быстрой реполяризации миокарда желудочков и, по мнению ряда авторов (Калюжная Р.А., 1973, Осколкова М.К., Куприянова О.О., 2004), отражающего интенсивность метаболических процессов в миокарде.

Анализ кардиоинтервалограмм проводили методами временного и спектрального анализов вариабельности ритма сердца (ВРС). Статистические характеристики динамического ряда кардиоинтервалов при проведении временного анализа ВРС включали вычисление следующих показателей: RRNN,мс; SDNN,мс; RMSSD,мс; pNN₅₀%. При проведении спектрального анализа ВРС оценивали следующие параметры спектрограммы: HF (мс², n.u., %) - мощность спектра в диапазоне высоких частот (0,15-0,4 Гц) отражает вагусный контроль сердечного ритма; LF (мс²,n.u.,%) - мощность спектра в диапазоне низких частот (0,04-0,15Гц) отражает, преимущественно, колебания активности симпатического регуляторного звена сердечного ритма (хотя и имеет смешанное симпато-парасимпатическое происхождение); VLF (мс², n.u., %) - мощность спектра в диапазоне очень низких частот (0,003-0,04 Гц) характеризует влияние высших вегетативных центров на сердечно-сосудистый подкорковый центр; TP (мс²) - общая мощность спектра (в диапазоне от 0,003 до 0,4 Гц) или полный спектр частот, характеризующих ВРС; LF/HF - отношение низкочастотной составляющей спектра к высокочастотной, условно характеризующее процентный вклад симпатических и парасимпатических влияний в автономную регуляцию сердечного ритма.

При проведении ортостатической пробы кроме показателей временного и спектрального анализов ВРС определялся показатель «адаптационные резервы» (АР), отражающий степень активации симпатоадреналовой системы относительно исходного уровня и реактивность парасимпатического отдела АНС (Михайлов В.М., 2006).

Величина АР вычислялась по формуле:

АР = (RRNN_орто – RRNN_клино) x 100/ RRNN_клино + (LF/HF_орто - LF/HF_клино ) х

х 100/ LF/HF_орто + (K _30:15 x 2),

где: RRNN_клино,мс - средняя длительность интервалов RR в горизонтальном положении; RRNN_орто,мс - средняя длительность интервалов RR в вертикальном положении; K _30:15 – отношение минимального значения R-R интервала, к самому длинному R-R интервалу во время переходного периода ортостатической пробы.

Адаптационные резервы организма оценивали по следующей шкале:

Работа проводилась в 3 этапа. На первом этапе исследования изучались возрастные особенности вариабельности ритма сердца и биоэлектрических процессов в миокарде у детей 7-11 лет. Регистрацию ЭКГ производили в положении испытуемого лежа.

На втором этапе исследования анализировалась вариабельность ритма сердца во время выполнения ортостатической пробы, которую проводили по общепринятой методике, ритмограммы регистрировали в течение 5 минут в горизонтальном, а затем в вертикальном положении испытуемого.

На третьем этапе исследования изучалась динамика показателей вариабельности ритма сердца и биоэлектрических процессов в миокарде у детей 7-11 лет при работе на компьютере. После проведения второй серии исследования испытуемого переводили в положение сидя и через 10 мин. проводили регистрацию ЭКГ для изучения ВРС (5 минут) и биоэлектрических процессов в миокарде. Затем испытуемый в течение 10 минут выполнял тестовое задание на компьютере (Сонькин В.В., 2004). Тестовое задание представляло собой корректурную пробу с буквенными таблицами. Скорость движения маркера была фиксирована. Регистрация ЭКГ для изучения ВРС (5 минут) проводилась в исходном состоянии и с 4-й по 9-ю минуты выполнения испытуемым задания. Регистрация ЭКГ для анализа изменений биоэлектрических процессов в миокарде проводилась в исходном состоянии и на 10-й минуте выполнения задания.

Статистическую обработку данных проводили с использованием компьютерного пакета программ «Statistica 6.0» и « SPSS 12.0» Достоверность различий оценивали по t–критерию Стьюдента. В работе был применен кластерный анализ (метод К-средних) и корреляционный анализ, при котором учитывались достоверные значения коэффициента корреляции при r>0,5.

Основные результаты исследования

Возрастные особенности биоэлектрических процессов в миокарде и автономной нервной регуляции СР у детей 7-11 лет. Возрастная динамика временных и амплитудных параметров ЭКГ (табл.1) у детей от 7 до 11 лет свидетельствует о том, что наиболее существенные изменения возбудимости и проводимости миокарда отмечаются от 7 к 8 и от 9 к 10 годам. У детей обоего пола от 7 к 8 годам выявлено уменьшение длительности сердечного цикла (RR,мс), общей диастолы (ТР,мс), а также увеличение возбудимости предсердий и желудочков, интенсификация метаболических процессов в миокарде (возрастание амплитуды зубцов P,мВ; Q,мВ; R_v5-6,мВ; SмВ; Т,мВ), что связанно с усилением влияний на миокард симпатического отдела АНС. Увеличение времени предсердно-желудочковой проводимости (PQ,мс), по нашему мнению, связано с процессами формирования проводящей системы сердца (Кардиология детского возраста, 1986) и с увеличением общего размера сердца, толщины задней стенки левого желудочка в диастолу (Колесниченко С.М., 1988; Кмить Г.В., 1992; Тупицын И.О. с соавт., 1995, 2000).

У детей обоего пола от 9 к 10 годам наблюдается увеличение продолжительности сердечного цикла (RR,мс), систолы (QT,мс) и диастолы (ТР,мс), времени предсердно-желудочковой проводимости (PQ,мс), а также снижение возбудимости предсердий (уменьшение амплитуды зубца Р,мВ). Выявленные изменения биоэлектрической активности миокарда связаны с отрицательным хронотропным, дромотропным и батмотропным эффектами парасимпатического отдела АНС, деятельность которого интенсифицируется у детей этого возраста по результатам нашего исследования и литературным данным (Алферова Т.В., 1990; Галеев А.Р. с соавт, 2002; Пономарева Т.А., 2005). Кроме того, в работе выявлены достоверные различия амплитудных показателей ЭКГ между мальчиками и девочками (табл. 1). У девочек по сравнению с мальчиками отмечены большие величины амплитуды зубцов Q,мВ (в возрасте 10 и 11 лет), S,мВ (в возрасте 7, 9, 10 и 11 лет) и Т,мВ (в 7, 10 и 11 лет).

Указанные отличительные особенности свидетельствуют о том, что функциональное   состояние   миокарда  у девочек   по сравнению с мальчиками

Таблица 1

Временные и амплитудные показатели электрокардиограммы у детей 7-11 лет  (по данным II отведения) (M±m)

Примечание: достоверные различия показателей (при р≤0,05): *- по сравнению с предыдущим возрастом, # - между мальчиками и девочками одной возрастной группы

характеризуется большей возбудимостью миокарда и более высоким уровнем метаболизма. Выявленные возрастные изменения и половые различия показателей биоэлектрической активности миокарда соответствуют динамике возрастных изменений у мальчиков и девочек младшего школьного возраста (Рублева Л.В., 1999, 2005; Тупицын И.О. и соавт., 2000; Кмить Г.В., Рублева Л.В., 2003).

Исследование вариабельности сердечного ритма школьников 7-11 лет в состоянии покоя показало (табл.2), что у всех испытуемых суммарная мощность спектра в диапазонах низких и высоких частот доминировала над величинами мощности спектра в очень низкочастотном диапазоне. Это свидетельствует о том, что в регуляции СР преобладают симпато-парасимпатические влияния над гуморально-метаболическими и центральными эрготропными стимулами (Михайлов В.М.,2002). У детей от 7 к 11 годам в регуляции СР отмечается усиление суммарных нейрогуморальных влияний на СР (ТР,мс²), а также увеличивается активность автономного (HF,мс² и LF,мс²) и центрального контуров регуляции СР (VLF,мс²). Исследование выявило определенные возрастные особенности автономной нервной регуляции СР.

 Таблица 2

Показатели временного и спектрального анализа ВРС у детей 7-11 лет в состоянии покоя (M±m)

Примечания: Обозначения см. табл.1

У всех детей от 7 к 8 годам наблюдается уменьшение мощности волн высокой частоты и повышение мощности очень низкочастотного компонента спектра, что свидетельствует о снижении активности парасимпатического отдела АНС и повышении роли центральных регуляторных влияний на деятельность сердца. Кроме того, выявлено смещение вегетативного баланса в сторону усиления симпатических влияний на СР, что согласуется с литературными данными о высокой активности симпатического отдела в регуляции сердечного ритма у детей 8 лет (Гринене Э.Ю.с соавт., 1982, 1990;. Берсенева И.А., 2000; Пономарева Т.А., 2005). Можно предположить, что высокая активность симпатической нервной системы у детей 8 лет обусловлена усилением дифференцировки адренергических нервных сплетений (Шварков С.Б., 1993).

У всех детей от 9 к 10 годам отмечается увеличение общей мощности спектра и мощности волн высокой частоты, свидетельствующее об усилении нейрогуморальных воздействий АНС на ритм сердца, повышении активности парасимпатического отдела АНС. Аналогичные данные об усилении парасимпатических влияний на СР к 10 годам получены в работах Т.В. Алферовой (1990), А.Р. Галеева с соавт. (2002), Т.А. Пономаревой (2005).

Функциональное состояние миокарда у детей с разными типами автономной нервной регуляции СР. Кластерный анализ, проведенный на основании данных о величинах мощности HF и LF компонентов спектра ВРС у детей с разными типами автономной нервной регуляции (Баевский Р.М. с соавт.,2001; Паненко А.В. с соавт.,2003; Akselrod S. et.al.,1981; Ori Z. et.al.,1992) позволил разделить всех испытуемых на 3 группы.

Дети 1 группы (28-36% всех испытуемых) характеризовались преобладанием парасимпатических влияний на СР (парасимпатический тип автономной нервной регуляции), испытуемые 2 группы (32-44% всех испытуемых) имели сбалансированный (нормотонический) тип регуляции СР, испытуемые 3 группы (28-36% всех детей) характеризовались преобладанием тонуса симпатического отдела АНС (симпатический тип автономной нервной регуляции СР).

Проведенное исследование показало, что дети с преобладанием парасимпатических влияний на СР по сравнению с испытуемыми с преобладанием симпатических влияний на СР характеризуется меньшей возбудимостью предсердий и желудочков и интенсивностью метаболизма, большей длительностью сердечного цикла, систолы, диастолы и большим временем предсердно-желудочковой проводимости. Данные особенности биоэлектрических характеристик миокарда, отмечаемые у детей с преобладанием парасимпатических влияний на СР, можно объяснить отрицательным хронотропным, дромотропным и батмотропным эффектами блуждающего нерва на миокард. У детей с преобладанием симпатических влияний на СР выявлены наибольшие значения зубца Т, что связано с интенсификацией метаболических процессов в сердечной мышце, возникающей при усилении симпатических влияний на миокард (Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г.,1988; Malik M.et al, 1989; Merri M. Et al, 1990). Выявленные различия функционального состояния миокарда у детей младшего школьного возраста с разными типами регуляции СР совпадают с результатами исследования типологических особенностей биоэлектрической активности миокарда у детей 6-9 лет, полученных Л.В. Рублевой (2005).

Индивидуальные особенности биоэлектрической активности миокарда и автономной нервной регуляции СР у детей с разными адаптационными резервами (АР). Ортостатическая проба позволила оценить уровень адаптационных резервов организма детей младшего школьного возраста. Все дети 7-11 лет в зависимости от значений показателя «адаптационные резервы» (АР) были разделены на 3 группы. Группу А (с хорошими АР) составили в зависимости от возраста от 48% до 56 % всех испытуемых, из них 51-53,8% - дети с парасимпатическим типом регуляции СР, 26,4-38,5% - дети со сбалансированным типом регуляции СР, 11,6-15,7% - дети с симпатическим типом регуляции СР. Группу В (с удовлетворительными АР) составили в зависимости от возраста от 26% до 32% всех испытуемых, из которых 35,4-40,3% - дети с парасимпатическим типом регуляции СР, 44,5-47,5% - дети со сбалансированным типом регуляции СР, 36-41,2% - дети с симпатическим типом регуляции СР. Группу С (со сниженными АР) составили в зависимости от возраста от 14% до 26% всех испытуемых, из них 6,6-12,7% дети с парасимпатическим типом регуляции СР, 18,7-27,9% - дети со сбалансированным типом регуляции СР, 40,1-50,4% - дети с симпатическим типом регуляции СР.

У детей 7-11 лет в состоянии покоя биоэлектрическая активность миокарда у испытуемых с хорошими (группа А) и удовлетворительными (группа В) АР по сравнению с детьми со сниженными АР (группа С) отличается меньшей интенсивностью метаболических процессов, возбудимостью предсердий и желудочков (рис.1). По нашему мнению, исходно меньшая возбудимость и более низкий уровень метаболизма миокарда характеризуют энергетически более экономный тип функционирования сердца у детей с хорошими и удовлетворительными АР. Кроме того, у детей группы А по сравнению с детьми группы С выявлена большая (р<0,05) длительность предсердно-желудочковой проводимости, сердечного цикла и общей диастолы (рис. 2). Большее время атриовентрикулярной проводимости способствует более эффективному сокращению предсердий и лучшему наполнению желудочков, а также обеспечивает более координированную работу отделов сердца (Меерсон Ф.З., 1975; Кубергер М.Б., 1983).

Выявленные у детей с хорошими АР меньшая возбудимость, более низкий уровень метаболизма миокарда, большая продолжительность сердечного цикла, диастолы и предсердно-желудочковой проводимости обеспечивают оптимальный режим работы сердца, характеризующийся высокой производительностью и меньшими энергозатратами.

Наибольшие  различия  в  автономной  нервной   регуляции  СР  выявлены  между  детьми  крайних  групп  (группы А и С).  В   исходном   состоянии

у испытуемых группы А отмечается высокая активность автономного контура регуляции СР и преобладание парасимпатических воздействий на ритм сердца, а у детей группы С в регуляции СР преобладают центральные эрготропные и гуморально-метаболические влияния. Выявленные различия регуляторных влияний на СР между детьми крайних групп свидетельствуют о том, что в состоянии покоя дети со сниженными АР по сравнению с испытуемыми с хорошими АР характеризуются большим напряжением механизмов регуляции СР. Известно, что при оптимальном регулировании СР управление происходит с минимальной централизацией, а участие высших уровней управления СР свидетельствует о напряжении регуляторных механизмов (Баевский Р.М., Берсенева И.А., 1997). Кроме того, по мнению Н.А. Агаджаняна (2000) функциональный резерв организма тем выше, чем ниже напряжение регуляторных механизмов, необходимых для сохранения сердечно-сосудистого гомеостаза. У испытуемых 7-11 лет с удовлетворительными АР вклад волн разной частоты в общую мощность спектра примерно одинаков, что свидетельствует о равной активности автономного и центрального контуров регуляции СР.

Типологические и индивидуальные особенности изменений биоэлектрической активности миокарда и автономной нервной регуляции СР у детей 7-11 лет при работе на компьютере. У детей с парасимпатическим типом регуляции СР работа на компьютере вызывала повышение симпатических и снижение парасимпатических влияний на ритм сердца. Полученные нами данные об увеличении тонуса симпатического отдела АНС у школьников во время выполнения задания на компьютере согласуются с рядом исследований, выявивших усиление симпатических модулирующих воздействий на СР у младших школьников во время выполнения умственной нагрузки и работы на компьютере (Сирота Т.И., Шапарева Т.Н., 1981; Волокитина Т.В., Иваницкая Е.Ю.; 2004, Пономарева Т.А., 2005; Кузнецова О.В., 2007). У всех детей этой группы отмечается уменьшение длительности общей диастолы, повышение возбудимости и интенсификация метаболизма в миокарде. Отмеченное повышение возбудимости миокарда, а также сокращение длительности общей диастолы обусловлены положительным батмотропным и хронотропным эффектами при повышении активности симпатической нервной системы во время работы на компьютере.

У испытуемых с симпатическим типом регуляции СР во время работы на компьютере увеличивались парасимпатические влияния на СР. Известно, что именно парасимпатический отдел АНС характеризуется  высокой лабильностью и реактивностью в ответ на различного рода воздействия  (Баевский Р.М.,Берсенева ; Рябыкина Г.В., Соболев А.Г., 2001), поэтому отмеченное у детей этой группы смещение вегетативного баланса в сторону усиления парасимпатических влияний на СР, по нашему мнению, обусловлено исходно низкой активностью n.vagus. Полученные нами данные согласуются с результатами исследований, показавших усиление парасимпатических влияний на СР  у испытуемых-симпатотоников при выполнении умственной нагрузки при работе на компьютере (Чернова И.Н., 1991; Станкус А.И., 1994; Чилигина Ю.А., 2003; Н.А. Кочурина с соавт., 2005; Пономарева Т.А., 2005). У всех детей с симпатическим типом регуляции СР отмечается уменьшение возбудимости предсердий и удлинение систолы вследствие отрицательного батмотропного и хронотропного эффектов при усилении парасимпатических влияний на миокард.

Существенное значение в процессе срочной адаптации детей к работе на компьютере имеют такие индивидуальные особенности, как адаптационные резервы организма. Исследование показало, что во время работы на компьютере у всех детей с хорошими (группа А) и удовлетворительными адаптационными резервами (группа В) отмечается увеличение активности симпатического отдела АНС, а у детей со сниженными адаптационными резервами (группа С) происходит увеличение активности парасимпатического отдела АНС и уменьшение центральных влияний на СР. Увеличение активности автономного контура регуляции СР, не сопровождающееся активацией подкорковых центров, по-нашему мнению, указывает на некоторое напряжение механизмов регуляции сердечной деятельности.

У детей группы А при работе на компьютере (рис.3,4) происходит интенсификация деятельности предсердий, метаболических процессов в миокарде, а также укорочение длительности сердечного цикла за счет сокращения диастолы, обусловленные усилением симпатических влияний, вызывающих положительный хроно- и батмотропный эффекты. Выявленные изменения свидетельствуют об адекватной реакции миокарда на данный вид деятельности, поскольку уменьшение длительности сердечного цикла за счет диастолы является одним из механизмов саморегуляции, стимулирующим процесс расслабления (Меерсон Ф.З.,1975).

У детей группы В при работе на компьютере отмечается уменьшение длительности общей диастолы без существенного изменения продолжительности сердечного цикла и увеличение амплитуды зубца Т. Выявленный комплекс изменений параметров ЭКГ можно расценивать как некоторое напряжение функционального состояния миокарда (Калюжная Р.А., 1973).

У всех детей группы С при работе на компьютере (рис.3,4) уменьшается возбудимость предсердий, снижается метаболизм, удлиняется электрическая систола и уменьшается продолжительность общей диастолы. Отмеченное у детей этой группы уменьшение зубца Т, согласно данным литературы, (Лещинская Я.С., 1974, Сидоренко Г.И., 1983) может свидетельствовать о психоэмоциональном напряжении испытуемых. Удлинение систолы и уменьшение продолжительности диастолы без существенного изменения продолжительности длительности сердечного цикла является проявлением дезадаптации и свидетельствует об энергетическом дефиците в миокарде (Меерсон Ф.З., 1975). Данный комплекс изменений функционального состояния миокарда, по нашему мнению, является признаком напряжения механизмов срочной адаптации миокарда к работе на компьютере у детей со сниженными адаптационными резервами.

Корреляционные связи между показателями ЭКГ, автономной нервной регуляции СР и адаптационными резервами у детей 7-11 лет. Особый интерес представляет анализ корреляционных связей между всеми исследуемыми показателями. Проведенный корреляционный анализ выявил наличие достоверных связей (r>0,50) между параметрами ЭКГ, ВРС и показателем адаптационные резервы (рис. 3). Так, у всех детей 7-11 лет отмечены достоверные связи между показателями возбудимости миокарда предсердий (Р,мВ) и активностью парасимпатического отдела АНС (HF, мс²). Выявлены возрастные особенности корреляционных взаимоотношений.

У детей 7 лет отмечаются отрицательные корреляционные связи зубца Р,мВ с ТР,мс² - показателем общей мощности спектра (r=(-0,56)-(-0,61), а также с VLF,мс²  - показателем мощности очень низкочастотного компонента (r=(-0,57)-(-0,59). Это свидетельствует об обратной взаимосвязи между возбудимостью предсердий и уровнем суммарных нервно-гуморальных влияний на СР. У испытуемых 8-11 лет (рис.3) выявлены положительные корреляционные связи между показателями RR,мс и HF,мс² (r=0,58-0,63), что указывает на прямую зависимость продолжительности сердечного цикла от активности парасимпатического отдела АНС. У детей 8-9 лет интенсивность метаболических процессов в миокарде (Т,мВ) связана с активностью симпатического отдела АНС - LF,мс² (r=0,57-0,61). Наличие связи именно в этом возрасте по нашему мнению, обусловлено более высокой активностью симпатического отдела АНС в регуляции СР у детей 8-9 лет по сравнению с испытуемыми 7 и 10-11 лет. У детей 10-11 лет отмечены положительные корреляционные связи между показателями ТР,мс и HF,мс² (r=0,57-0,60), что указывает на прямую зависимость продолжительности общей диастолы от активности парасимпатического отдела АНС. 

Т, мВ RR,мс Р,мВ Т, мВ RR,мс QT,мс ТР,мс ТР,мс2 VLF,мс2 HF,мс2 LF,мс2 АР	Р,мВ QT,мс ТР,мс ТР,мс2 VLF,мс2 HF,мс2 LF,мс2 АР	Р,мВ Т, мВ RR,мс QT,мс ТР,мс ТР,мс2 VLF,мс2 HF,мс2 LF,мс2 АР
7 лет	8-9 лет	10-11 лет

Рис.3.Корреляционные взаимосвязи (r>0,5) показателей биоэлектрической активности миокарда, ВРС и АР у детей 7-11 лет в покое ( __ ) и при работе на компьютере (----).

У всех детей выявлены отрицательные связи между зубцом Р,мВ и показателем АР (r=(-0,52)-(-0,63), а также положительные корреляции между продолжительностью общей диастолы (ТР,мс) и АР (r=0,53-0,62), что указывает на тесные взаимосвязи возбудимости миокарда и длительности общей диастолы с адаптационными резервами организма детей 7-11 лет.

Корреляционный анализ между показателями ВРС и АР выявил наличие достоверных положительных связей АР с мощностью волн высокой частоты - HF,мс² (r= 0,59-0,71) и отрицательных связей с мощностью волн очень низкой частоты - VLF,мс² (r=(-0,58)-(-0,62), что указывает на прямую зависимость уровня адаптационных резервов от активности парасимпатического отдела АНС и обратную зависимость от центральных и гуморально-метаболических влияний на СР.

При работе на компьютере у всех детей 7-11 лет сохраняются взаимосвязи возбудимости миокарда предсердий с активностью парасимпатического отдела АНС (HF,мс²), а также усиливаются взаимосвязи интенсивности метаболических процессов (Т,мВ), продолжительности сердечного цикла (RR) и общей диастолы (ТР) с активностью симпатического отдела АНС (LF) (r=0,51-0,75). Выявлено ослабление связей активности парасимпатического отдела АНС с продолжительностью сердечного цикла (RR,мс) в 8-11 лет (r=0,32-0,40), а также  с длительностью общей диастолы (ТР,мс)  - в 10-11 лет (r=0,38-0,40).

При работе на компьютере у всех детей 7-11 лет сохраняются взаимосвязи АР с возбудимостью миокарда предсердий и продолжительностью общей диастолы, а также усиливаются отрицательные корреляции между АР и продолжительностью электрической систолы QT,мс  (r=0,52-0,62), что указывает на усиление взаимосвязи биоэлектрических процессов в миокарде с уровнем адаптационных резервов организма детей 7-11 лет.

Таким образом, проведенное исследование показало, что у детей 7-11 лет биоэлектрическая активность миокарда тесно связана с возрастными, типологическими и индивидуальными особенностями автономной нервной регуляции СР. Характер срочной адаптации миокарда к работе на компьютере у детей 7-11 лет в большей степени определяется адаптационными резервами организма. Проведенный корреляционный анализ показал, что в состоянии покоя биоэлектрические процессы в миокарде в большей степени связаны с активностью парасимпатического отдела АНС и уровнем адаптационных резервов организма. При работе на компьютере усиливаются взаимосвязи биоэлектрической активности миокарда с симпатическими влияниями АНС и с уровнем адаптационных резервов организма детей 7-11 лет. Необходимо отметить, что уровень адаптационных резервов организма, определяет благоприятный и неблагоприятный типы срочной адаптации миокарда к работе на компьютере.

ВЫВОДЫ

1.           Выявлены возрастные особенности биоэлектрической активности миокарда детей  7-11 лет. От 7 к 8 годам происходит существенное увеличение возбудимости, проводимости, интенсификация метаболических процессов, сокращение длительности сердечного цикла и диастолы. От 9 к 10 годам отмечается значительное снижение возбудимости предсердий, повышение проводимости, удлинение сердечного цикла, систолы и диастолы.

2.           Период возрастного развития от 7 до 11 лет является периодом существенных изменений автономной нервной регуляции сердечного ритма. У детей от 7 к 8 годам отмечено повышение роли центральных регуляторных влияний на деятельность сердца, снижение активности парасимпатического отдела АНС и смещение вегетативного баланса в сторону усиления симпатических влияний на СР. У детей от 9 к 10 годам выявлено повышение активности автономного контура регуляции СР и усиление парасимпатических влияний на сердечный ритм.

3.           Выявлены существенные различия биоэлектрической активности миокарда у детей 7-11 лет с разными типами автономной нервной регуляции СР. Дети с преобладанием симпатических влияний на СР характеризуются большей возбудимостью и интенсивностью метаболизма миокарда, меньшей длительностью предсердно-желудочковой проводимости, сердечного цикла, систолы и диастолы по сравнению с испытуемыми с преобладанием парасимпатических влияний на СР.

4.           Выявлены взаимосвязи адаптационных резервов организма детей 7-11 лет с биоэлектрической активностью миокарда и автономной нервной регуляцией сердечного ритма. Дети с хорошими адаптационными резервами характеризуются сравнительно низкими возбудимостью и метаболизмом миокарда, большей длительностью предсердно-желудочковой проводимости, сердечного цикла, систолы и общей диастолы по сравнению с испытуемыми со сниженными адаптационными резервами. В регуляции сердечного ритма у детей с хорошими адаптационными резервами преобладает автономный контур регуляции СР, а у испытуемых со сниженными адаптационными резервами – центральный контур регуляции СР.

5.           При работе на компьютере у школьников 7-11 лет выявлены изменения биоэлектрической активности миокарда, зависящие от характера автономной нервной регуляции СР. У детей с парасимпатическим типом регуляции отмечается повышение возбудимости миокарда, интенсификация метаболизма и уменьшение длительности общей диастолы вследствие усиления симпатических влияний на СР; у детей со сбалансированным типом регуляции происходит увеличение возбудимости предсердий, снижение активности автономной нервной системы в регуляции СР без значительного смещения вегетативного баланса; у детей с симпатическим типом регуляции отмечается уменьшение возбудимости предсердий и удлинение систолы, вызванные усилением парасимпатических влияний на СР.

6.           Изменения биоэлектрической активности миокарда при работе на компьютере у детей 7-11 лет определяются адаптационными резервами организма. У детей с хорошими адаптационными резервами отмечается интенсификация деятельности предсердий, метаболических процессов, а также укорочение длительности сердечного цикла за счет сокращения диастолы.  Дети со сниженными адаптационными резервами отличаются снижением возбудимости предсердий и метаболизма миокарда, а также увеличением времени систолы и уменьшением продолжительности диастолы.

7.           В состоянии покоя у детей младшего школьного возраста биоэлектрические процессы в миокарде в большей степени связаны с активностью парасимпатического отдела АНС и адаптационными резервами организма. С возрастом от 7 к 11 годам увеличивается количество и сила взаимосвязей биоэлектрических характеристик миокарда с активностью парасимпатического отдела АНС. При работе на компьютере происходит усиление связей биоэлектрической активности миокарда с активностью симпатического отдела АНС и адаптационными резервами организма младших школьников.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1.          Крысюк О.Н. Влияние работы на компьютере на электрофизиологические  процессы в миокарде у младших школьников с разными типами автономной нервной регуляции  сердечного ритма/ О.Н. Крысюк // Альманах «новые исследования».- 2005г.-№2.- С.115-123.

2.          Крысюк О.Н. Влияние операторской деятельности на параметры ЭКГ у детей младшего школьного возраста / О.Н.Крысюк // Вестник молодых ученых: Физиология и медицина: Всероссийская конференция молодых исследователей.- С-Пб, 2005.- С.93.

3.          Крысюк О.Н. Особенности вариабельности ритма сердца у детей 7-11 лет/ О.Н.Крысюк // «Человек и его здоровье»: Сборник материалов Девятой Всероссийской медико-биологической конференции молодых исследователей. -С-Пб, 2006г.- С. 102.

4.          Крысюк О.Н. Индивидуально-типологические особенности динамики биоэлектрических процессов в миокарде у детей младшего школьного возраста при работе на компьютере. /О.Н. Крысюк // Вестник Поморского университета. – 2006г.-№4.- С. 75-80.

5.          Крысюк О.Н. Изменение биоэлектрических процессов в миокарде во время работы на компьютере у детей 10-11 лет/ О.Н. Крысюк// Здоровье: медико-социальные и психолого-педагогические аспекты сохранения здоровья детей, подростков и юношества: Материалы международной научно-практической конференции.- Орел, 2007. - С. 279-281

6.          Крысюк О.Н. Особенности биоэлектрических процессов в миокарде у детей 7-11 лет / О.Н.Крысюк // Материалы Юбилейного XX Съезда Физиологов.- Москва, 2007. -С.  289-290.

7.          Крысюк О.Н.  Срочная адаптация миокарда и автономной нервной регуляции сердечного ритма к работе на компьютере у детей 10-11 лет/ О.Н.  Крысюк// Физиология человека.- 2007г. – Т. 33.- №5.- С.1-8.