Влияние умственной нагрузки на показатели сердечного ритма
advertisement
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н.Толстого» Кафедра медико-биологических дисциплин ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА на тему: Влияние умственной нагрузки на показатели сердечного ритма Выполнена: студентом очной формы обучения группы 5 «БХ» факультета естественных наук, физической культуры и туризма Хлытиным Николаем Викторовичем Тула – 2011 Работа выполнена на факультете естественных наук, физической культуры и туризма ФБГОУ ВПО «ТГПУ им. Л.Н.Толстого» Научный руководитель: Красникова И. В., к.б.н., доцент кафедры медико-биологических дисциплин Работа допущена к защите: Зав. кафедрой медико-биологических дисциплин д.м.н, профессор А.А. Желтиков Рецензент – к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории Регуляции в биомедицинских системах Института биофизики клетки РАН А.В. Танканаг Защита состоится «22» июня 2011 года в учебном корпусе № 2 ТГПУ им.Л.Н.Толстого, ауд. № 83 в 900 часов Декан факультета ЕНФКиТ д.х.н., профессор Шахкельдян И.В. СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ........................................................................................................................................ 4 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ................................................................................................................. 6 1.1. Влияние информационной нагрузки на сердечный ритм................................................... 6 1.2. Адаптация организма к различным факторам среды........................................................ 10 1.3. Регуляция сердечного ритма ............................................................................................... 16 1.4. Ритмические составляющие кардиоритмограммы............................................................ 20 1.5. Система управления ритмом сердца................................................................................... 22 1.6. Методы исследования вариабельности сердечного ритма............................................... 25 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ........................................................................................... 30 2.1. Методика исследования....................................................................................................... 30 2.2. Результаты и обсуждение .................................................................................................... 33 2.2.1. Влияние умственной нагрузки на показатели ВСР студентов................................. 33 2.2.2.Влияние умственной нагрузки на спектральные показатели ВСР. ........................... 39 ЗАКЛЮЧЕНИЕ................................................................................................................................ 43 ВЫВОДЫ ......................................................................................................................................... 44 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ............................................................................................................... 45 3 ВВЕДЕНИЕ Прогресс науки и техники, возрастание темпа жизни вызвали необходимость получения человеком значительного объема профессиональных знаний и большого количества разнообразной информации. Все это обусловило смещение центра тяжести нагрузки с физической сферы на психическую, умственную и эмоциональную, что особенно актуально для студенческой молодежи [14]. Особенности формирования приспособительных реакций на информационные и физические нагрузки представляют одну из фундаментальных проблем в физиологии [10]. Адаптация, как к физическим, так и к умственным нагрузкам сопровождается характерными приспособительными изменениями функциональных систем, которые, накапливаясь в течение определенного времени, приобретают специфический характер и становятся своего рода индикаторами оценки функционального состояния организма человека [1,17]. В настоящее время к умственной деятельности относят любую деятельность, связанную с приемом и переработкой информации, требующую преимущественного напряжения сенсорного аппарата памяти, внимания, показателей эмоциональной сферы и активизации процессов мышления. Умственная деятельность сопряжена с активной работой головного мозга [9,11]. Многие исследователи подчеркивают, что первичные функциональные изменения, происходящие в организме человека при умственной деятельности, следует искать не в сдвигах вегетативных процессов, а в процессах нервной регуляции, и прежде всего в динамике изменений высшей нервной деятельности, которая сопровождается изменением функционального состояния различных органов и систем организма [8,11]. Умственная работа связана с деятельностью головного мозга, которая сопровождается усилением расхода энергии. Однако в отличие от физической работы, это не всегда отражается на общем энергетическом балансе организма человека. Так умственная деятельность проявляется в определенных нейродинамических, нейрофизиологических состояниях головного мозга. Эти состояния имеют свои корреляты в виде усиления кровоснабжения мозга и повышения энергетического обмена нервных клеток [24]. Кроме того, следует подчеркнуть, что любая умственная деятельность сопровождается определенным нервно-психическим напряжением. Наиболее важными коррелятами нервно-психического, эмоционального напряжения являются разнообразные изменения в деятельности сердечно-сосудистой системы, дыхания и других вегетативных 4 органов и систем. Как правило, вегетативные сдвиги при умственной деятельности не носят специфических черт по сравнению с физической работой. Наиболее чувствительным индикатором адаптационных реакций организма может рассматриваться сердечно-сосудистая система [5], а вариабельность ритма сердца хорошо отражает степень напряжения регуляторных систем, обусловленную возникающей в ответ на любое стрессорное воздействие активацией системы гипофиз-надпочечники и реакцией симпатоадреналовой системы. Анализ вариабельности сердечного ритма является методом оценки состояния механизмов регуляции физиологических функций в организме человека, в частности, общей активности регуляторных механизмов, нейрогуморальной регуляции сердца, соотношения между симпатическим и парасимпатическим отделами вегетативной нервной системы. Простота метода сочетается с возможностью получения обширной и разнообразной информации о нейрогуморальной регуляции физиологических функций и адаптационных реакциях целостного организма [4,5,16]. Целью данной работы была оценка влияния умственной нагрузки на показатели вариабельности сердечного ритма студентов. Исходя из цели, были поставлены следующие задачи: 1. Изучить литературу по данной теме. 2. Освоить метод вариационной пульсометрии на основе регистрации электрокардиограммы (ЭКГ) и различные подходы к анализу вариабельности сердечного ритма. 3. Проанализировать характер изменений статистических и спектральных показателей ВСР студентов под влиянием умственной нагрузки. 4. Сравнить влияние умственной нагрузки на показатели сердечного ритма юношей и девушек. 5 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. Влияние информационной нагрузки на сердечный ритм Решение, каких бы то ни было задач, требует от человека сбора и анализа соответствующей информации, а также принятия решения. Однако это лишь внешняя сторона информационной нагрузки. Непременной ее составляющей является субъективное представление индивида о сложности проблемы, а также о своих возможностях и ресурсах. Поэтому величина информационной нагрузки складывается не только из объективной, но и из субъективной трудности решаемых задач [7]. Для решения задач каждый человек использует свой набор способов действия, обеспечивающих тот или иной уровень эффективности достижения цели. Стиль деятельности формируется под влиянием индивидуального предпочтения, отдаваемого определенным формам и способам регулирования деятельности. Здесь важная роль принадлежит индивидуальным различиям в компетентности и способностях, которые в целом и определяют индивидуальный стиль когнитивной деятельности. Многие исследователи выделяют в ФС две независимые активирующие составляющие. Различают два вида тревожности: рациональную и эмоциональную. Первая сочетается с творческим, аналитическим мышлением, создает условия для адекватной оценки ситуации, преобладает у низкотревожных лиц и характеризуется низкой фоновой частотой сердечных сокращений (ЧСС); вторая связана с высоким уровнем тревожности и характеризуется высокой фоновой ЧСС, отрицательно влияет на когнитивную деятельность при анализе ситуаций и предвидении результатов. По показателям частотных спектров ЭЭГ, реакции усвоения ритма световых мельканий и вызванных потенциалов также выделены две системы активации, определяющие два типа реагирования на информационную нагрузку: продуктивная (неэмоциональная) и непродуктивная (эмоциональная) по отношению к эффективности деятельности [8,9]. Разделение активации на два вида получило подтверждение и при построении семантических эмоциональных пространств, когда было выделено два ортогональных фактора, характеризующих эмоциональную и неэмоциональную активацию. На уровне рефлексов это дихотомическое разделение активации представлено ориентировочным и оборонительным рефлексами, находящимися в реципрокных отношениях. Ориентировочные реакции, определяемые информационным содержанием, связаны с исследовательским интересом, положительными эмоциями и полезны для организма. 6 Оборонительные реакции связаны с отрицательными эмоциями, тревогой, беспокойством, что обусловлено не столько содержанием самой деятельности, сколько низкой самооценкой, беспокойством по поводу настоящих и будущих неудач. Комплекс этих реакций образует неадекватное и отрицательное возбуждение. Эффективным приемом изучения влияния этих двух систем активации на ФС в условиях информационной нагрузки является регистрация сердечного ритма (СР). Стимулы, привлекающие внимание, сопровождаются кратковременным снижением ЧСС (фазическим ориентировочным рефлексом). Неприятные, угрожающие или болевые раздражители вызывают повышение ЧСС (фазический оборонительный рефлекс). Задача выявления и изучения независимых систем регуляции СР решается методом векторного представления реакций СР в вегетативном пространстве. Принцип векторного кодирования информации в нервной системе не только объясняет механизм восприятия сигналов, но может быть распространен и на управление двигательными и вегетативными реакциями. Согласно векторному подходу, все разнообразие реакций СР можно представить в пространстве, размерность которого определяется числом независимо работающих систем, возбуждение которых образует управляющие векторы. Количественная векторная модель двумерного вегетативного пространства СР разработана группой исследователей Университета штата Огайо, руководимой Кациоппо Основываясь на результатах изучения СР у крыс в условиях избирательной блокады симпатической и парасимпатической ветвей автономной нервной системы, они представили период сердечных сокращений как функцию двух независимых переменных: возбуждений симпатической и парасимпатической систем, реакции которых образуют двухкомпонентные векторы возбуждения, воздействующие на пейсмекерные клетки синусного узла. Таким образом, все реакции пейсмекера, согласно данной модели, представлены в двумерном пространстве. Однако в этой модели не учитывается ритмическая составляющая. В то же самое время, согласно данным ряда исследователей, применявших метод частотного анализа для обработки ритмограммы (РГ) сердца (последовательности RR-интервалов), СР находится под модулирующим контролем, по крайней мере, трех ритмически работающих осцилляторов. В спектре РГ сердца обычно выделяют три зоны частотной модуляции периода сердечного цикла: метаболическую, сосудистую и дыхательную. Анализ изменений частотных спектров ритмограмм сердца, вызываемых арифметической нагрузкой у 90 человек, показал, что индивидуальные реакции достаточно разнообразны. Наиболее часто они состоят либо в подавлении всей мощности спектра на 7 всех частотах, либо в избирательном его уменьшении или увеличении в той или другой частотной области [7]. В опытах с ассоциативным обучением оказалось, что изменения СР в ситуациях обучения и проверки принципиально отличаются от вызываемых арифметической нагрузкой. Видно, что соответствующие векторы располагаются в различных участках пространства. Это означает, что изменяется соотношение влияний трех модулирующих систем. Увеличение информационной нагрузки, которое происходит при переходе от фона к обучению или к проверке, сопровождается приростом вклада сосудистой и дыхательной модулирующих систем. Вклад сосудистой компоненты наиболее выражен при проверке и менее всего представлен в фоне. Различия групповых спектров по сосудистому фактору, полученные для фона и обучения и для фона и проверки статистически значимы. Наибольший прирост дыхательной и сосудистой модуляций характеризует групповой спектр, который получен во время проверки. Отличие от фоновых значений статистически значимо Дыхательная модуляция в условиях проверки выражена более сильно, чем во время обучения. Таким образом, деятельность ассоциативного обучения и проверки знаний вызывает усиление влияний на СР со стороны сосудистого и дыхательного регуляторов, тогда как под влиянием арифметической нагрузки происходит редукция сосудистых влияний и некоторое уменьшении дыхательных модуляций. Группы испытуемых, разделенные на основе ЛТ, различались и средними значениями силы процессов возбуждения, определяемой по тесту Стреляу. У высокотревожных эффект арифметической нагрузки был выражен наиболее сильно. Наиболее слабая реакция (или даже ее отсутствие) наблюдалась не у низкотревожных членов группы (как следовало ожидать), а у лиц со средним уровнем ЛТ. Индивидуальные реакции в этой группе часто состояли в увеличении дыхательной или сосудистой модуляции или обеих вместе. Решение арифметических задач часто создает повышенную мотивированность испытуемых, в значительной степени стимулирует соревнование между ними, так как многими людьми процедура выполнения арифметического теста связывается с оценкой их интеллектуальных способностей [8,9,11]. Это предположение согласуется с результатами Бернтсона и др. о том, что стрессовые ситуации, создаваемые выступлением перед аудиторией, арифметической нагрузкой и выполнением задания с измерением времени реакции, вызывают подавление парасимпатического и усиление симпатического контроля сердца. Используя в качестве неинвазивных показателей парасимпатического контроля дыхательную аритмию СР и 8 симпатического систольный временной интервал между зубцом R и пульсовым толчком (РЕР), характеризующий фармакологической сократительную блокадой отделов способность вегетативной сердца, нервной а также системы опыты с (атропин и метопрололон), они нашли, что эти виды нагрузки ведут к росту АД, уменьшению амплитуды ДА, сокращению РЕР и уменьшению периода сердечного цикла. Предположение о том, что арифметическая нагрузка является стрессовой, подкрепляется и ранее полученными данными, когда 90 испытуемых были разделены на две группы по уровню ЛТ. Показано, что высокотревожные испытуемые (ЛТ>43) отличаются от низкотревожных (ЛТ<43) сильно выраженной редукцией дыхательных и сосудистых модуляций, что сочетается с высокими значениями ЧСС, а также РГ. Известно, что тревожность как черта личности говорит о склонности человека воспринимать достаточно широкий круг ситуаций как угрожающие и реагировать на них появлением состояния напряженности. Разделение всех 90 испытуемых не на две, а на четыре группы по уровню ЛТ и представление их групповых спектров трехкомпонентными векторами в вегетативном пространстве подтвердило, что ярко выраженной редукцией сосудистой и дыхательной модуляций действительно характеризуются наиболее тревожные, однако связь ЛТ с редукцией дыхательной и сосудистой модуляций носит не монотонный характер. Хотя во время арифметической нагрузки преобладающий тип реакций редукция дыхательной и сосудистой модуляций, однако у лиц со средним уровнем ЛТ эта реакция выражена слабо. Анализ индивидуальных реакций показал, что в некоторых случаях она заменяется противоположной реакцией в виде одновременного усиления дыхательных и сосудистых модуляций, либо только дыхательных или только сосудистых. Это означает, что тот тип реакции, который мы наблюдали в опытах с запоминанием и проверкой, присутствует и в опытах с арифметической нагрузкой, хотя встречается там значительно реже и преимущественно у лиц со средней ЛТ. Таким образом, подавление дыхательных и сосудистых модулирующих влияний, по-видимому, в значительной мере определяется состоянием напряженности, в котором оказывается испытуемый либо в результате жестких требований, предъявляемых задачей, либо за счет высокой индивидуальной ЛТ, которая даже в условиях умеренных нагрузок вызывает реакцию стресса [7, 11]. 9 1.2. Адаптация организма к различным факторам среды Реакция организма в процессе взаимодействия с факторами окружающей среды протекает по-разному, в зависимости от силы воздействующего фактора, времени воздействия и адаптационных возможностей организма, которые определяются наличием функциональных ресурсов. В ответ на воздействие факторов, имеющих стрессорный характер, в организме возникает общий адаптационный синдром [2], который имеет неспецифический характер. Он облегчает деятельность перенапряженных структур биосистемы и поэтому рационален и биоэнергетически целесообразен. В процессе неспецифической адаптационной реакции образуются дополнительные количества энергии, используемой организмом для сохранения функциональной устойчивости в неадекватных условиях среды. Если действующий фактор невелик по силе или его воздействие кратковременно, то организм может сохранить удовлетворительную адаптацию, т.е. высокие функциональные возможности. В случае значительной силы воздействия или большой его продолжительности возникает выраженное напряжение регуляторных систем, включая симпатоадреналовую систему и корковые механизмы регуляции. Перенапряжение систем регуляции может привести к истощению защитных сил организма, снижению его функциональных возможностей. Специфические изменения могут выявляться на всех стадиях адаптационного синдрома, но преобладающими они становятся на стадии истощения защитных сил организма. При этом формируются определенные синдромы патологических состояний или функциональных нарушений, характерные для конкретных условий [13]. Состояние целостного организма как результат деятельности функциональной системы определяется оптимальностью управляющих воздействий, их способностью обеспечить уравновешенность организма со средой и его адаптацию к условиям существования. Адаптационно-приспособительная деятельность требует затрат энергии и информации, в связи с чем можно говорить о "цене" адаптации, которая определяется степенью напряжения функциональных регуляторных резервов. механизмов Состояние обычной и величиной (средней) израсходованных жизнедеятельности характеризуется наличием относительной уравновешенности реакций организма со средой и одновременным поддержанием гомеостаза внутри живой системы. Изменения уровня функционирование системы или ее элементов, в частности усиление информационных, энергетических или метаболических процессов, не ведет к нарушению сложившегося 10 гомеостаза, если не возникает перенапряжения регуляторных механизмов и не истощается функциональный резерв. Баевским и его коллегами предложена классификация функциональных состояний организма, основанная на представлениях о гомеостазе и адаптации (табл 1). Таблица 1. Классификация функциональных состояний «Светофор» Донозологическая диагностика Степень напряжения регуляторных систем 1. Зеленый 1. Физиологическая норма 1. Оптимальный уровень 2. Нормальный уровень 3. Умеренное функциональное напряжение 2. Донозологические состояния 4. Выраженное функциональное напряжение 5. Резко выраженное функциональное напряжение 6. Перенапряжение регуляторных механизмов 3. Преморбидные состояния 7. Резко выраженное перенапряжение регуляторных механизмов 4. Срыв адаптации 8. Истощение регуляторных систем 9. Резко выраженное истощение регуляторных систем 10. Полом (срыв) механизмов регуляции 2. Желтый 3. Красный Следует отметить, что разработка вопросов, связанных с оценкой функциональных состояний здорового организма, была начата в рамках проблемы прогнозирования состояния здоровья космонавтов [3]. В настоящее время предложенная им классификация функциональных состояний, применяется в космической медицине при оценке и прогнозировании функциональных состояний в длительных космических полетах. Именно в области космической медицины была разработана концепция о возможности использования системы кровообращения в качестве индикатора адаптационных реакций целостного организма. Если представить организм как кибернетическую систему, состоящую из управляемого (опорно-двигательный аппарат и внутренние органы) элементов, то согласующим звеном между ними является аппарат кровообращения. Как известно, ведущую роль в регуляции деятельности сердца и сосудов играет вегетативная нервная система. Кроме хроно- и инотропного влияния на миокард, симпатические и парасимпатические нервные волокна обеспечивают регуляцию сосудистого тонуса. Таким образом, миокардиально гомеостатический гомеостаз тесно связан с вегетативной регуляцией функций, со взаимодействием симпатической и парасимпатической систем, т.е. с вегетативным гомеостазом. 11 Рассмотрим двухконтурную систему, состоящую из двух гомеостазов: вегетативного как управляющего и миокардиально-гемодинамического как управляемого. Тогда процесс адаптации организма к условиям среды может быть описан, исходя из взаимодействия между управляющим и исполнительным контурами. С учетом роли каждого из них в реализации адаптационных реакций организма переход от одного функционального состояния к другому происходит в результате изменений одного из 3 свойств биосистемы: 1) уровня функционирования; 2) функционального резерва; 3) степени напряжения регуляторных механизмов. Уровень функционирования, определяемый значениями основных показателей системы кровообращения, есть не что иное, как характеристика миокардиальногомеостатического гомеостаза. В каждый текущий момент времени складывается такое соотношение этих показателей, которое обеспечивает необходимый кровоток через работающие органы. Фактически они имели дело с эффекторным интегралом, величина которого может не изменяться при изменениях соотношений между отдельными показателями. Например, известно, что увеличение минутного объема может быть обеспечено за счет повышения как частоты пульса, так и ударного объема. Выбор обобщенного показателя уровня функционирования системы кровообращения является нелегкой задачей. Если рассматривать миокардиально-гемодинамического обобщенный гомеостаза, то им показатель является функционирования минутный объем кровообращения, хотя не менее важна его «энергетическая цена». Под «энергетической ценой» минутного объема Р.М. Баевский понимает расход энергии на изгнание крови или уровень внешней работы сердца. Наиболее адекватно это понятие представлено в интенсивности функционирования структур миокарда, имеющем глубокое патофизиологическое обоснование в работах Ф.З. Меерсона. Функциональный резерв системы кровообращения традиционно определяется путем применения функциональных нагрузочных проб. Чем выше функциональный резерв, тем меньше усилий требуется для адаптации к обычным условиям существования, условиям покоя. Резервные "мощности" системы кровообращения создают запас прочности на случай неадекватных воздействий на организм и благодаря этому ее исходный уровень функционирования снижается. Текущая деятельность организма всегда связана с расходованием резервов, но вместе с тем происходит и их восполнение. Поэтому важное значение имеет не только своевременная мобилизация резервов, но и соответствующая стимуляция процессов восстановления и защиты. Вот почему при обсуждении вопроса о 12 функциональном резерве системы кровообращения необходимо комплексно рассматривать и миокардиально-гемодинамический гомеостаз и вегетативный гомеостаз. Последний имеет прямое отношение к управлению функциональными резервами организма и системы кровообращения в частности. Степень напряжения регуляторных систем, в том числе тонуса симпатического отдела функционирования вегетативной кровообращения нервной путем системы, мобилизации влияет той на уровень иной или части функционального резерва. Неблагоприятное воздействие факторов окружающей среды при достаточном функциональном резерве нередко в течение долгого времени не вызывает нарушения миокардиально-гемодинамического гомеостаза, а лишь ведет к некоторому смещению значений физиологических показателей в пределах общепринятого диапазона норм. Это сопровождается соответствующим напряжением регуляторных систем. Наоборот, когда функциональный резерв невелик, то уже небольшое увеличение степени напряжения регуляторных систем в ответ на стрессорное воздействие среды может вызвать нарушение гомеостаза. В самом общем виде допустимо считать, что функциональный резерв имеет прямую связь с уровнем функционирования и обратную связь со степенью напряжения регуляторных систем. Из этого следует, что о функциональном резерве можно судить и не измеряя его непосредственно, а анализируя соотношения между уровнем функционирования и степенью напряжения регуляторных систем. В данном случае может быть использовано сопоставление показателей миокардиально-гемодинамического и вегетативного гомеостаза. Как видно из табл. 1, переход к каждой новой градации адаптации сопровождается качественно новыми изменениями гомеостатических систем. Состояние напряжения механизмов адаптации связаны с увеличением степени напряжения регуляторных систем и адекватны росту уровня функционирования при достаточном функциональном резерве. Состояние неудовлетворительной адаптации характеризуется дальнейшим повышением степени напряжения регуляторных систем, но уже сопровождается снижением функционального резерва. При срыве адаптации основное значение приобретает падение уровня функционирования системы, происходящее в результате значительного уменьшения функционального резерва и истощения регуляторных систем. Важно обратить внимание на то, что каждое из функциональных состояний отличается своеобразным состоянием УФ, СН, ФР. Это отражает гемодинамическим преобладают взаимосоотношения гомеостазом. изменения В между вегетативным донозологических вегетативного гомеостаза. и Лишь и миокардиально- преморбидных развитие состояниях специфических преморбидных состояний нозологических форм болезней характеризуется отклонениями в состоянии миокардиально-гемодинамического гомеостаза. Однако изменения со стороны 13 отдельных элементов этого гомеостаза могут наблюдаться и при донозологических состояниях. В первую очередь это касается «энергетической цены» минутного объема крови, поскольку нарушение в энергетическом звене адаптации является пусковым механизмом всего процесса развития приспособительных, защитных и компенсаторных реакций. Способность отреагировать на адаптироваться воздействие) к без воздействующему нарушения фактору (или адекватно миокардиально-гемодинамического гомеостаза и полома механизмов адаптации может проявится только при достаточном адаптационном потенциале. Это зависит не только от имеющихся функциональных резервов, но и (в меньшей степени) от адекватности и экономичности реагирования, а также эффективности управления расходованием и восстановлением резервов. "Цена адаптации" миокардиально-гемодинамического гомеостаза определяется состоянием вегетативной регуляции, с одной стороны, и энергетическими затратами на поддержание необходимого уровня функционирования системы кровообращения (например, минутного объема), с другой. Эти два условия взаимосвязаны благодаря одновременному хроно- и инотропному влиянию вегетативной нервной системы на сердце. Тем не менее во врачебной практике обычно учитывается лишь конечный результат регуляторных влияний - частота пульса, ударный и минутный объем кровообращения, т.е. показателя уровня функционирования системы кровообращения. Поэтому одним из важнейших методологических вопросов при диагностике донозологических и преморбидных состояний является выбор адекватных показателей вегетативного гомеостаза [3, 6, 18]. Среди большого числа методов исследования вегетативной нервной системы привлекает внимание метод математического анализа сердечного ритма. Накопленный опыт позволяет говорить о возможности количественной оценки вегетативного гомеостаза по математико-статистическим показателям сердечного ритма, что в свою очередь позволяет характеризовать изменения уровня здоровья при отсутствии сдвигов основных физиологических показателей. Как показано выше, гомеостаз может быть сохранен путем активации энергетических механизмов, повышения тонуса симпатической нервной системы. Такого рода изменения нередко возникают у людей в процессе их повседневной социальной деятельности. Однако эти изменения остаются вне сферы внимания медицинских работников до тех пор, пока не обнаруживается заметный выход за пределы общепринятой «клинической нормы» одного из жизненно важных показателей - артериального давления или частоты пульса. С точки зрения физиологии, необходимо развивать прогностический подход к вероятной сердечно-сосудистой патологии на основе определения «цены адаптации» системы кровообращения к стрессорному влиянию факторов окружающей 14 среды. Применение такого подхода особенно важно в тех случаях, когда причины заболеваний заключаются в длительных и чрезмерных психоэмоциональных напряжениях. Оценка адаптационных возможностей организма все в большей мере рассматривается как один из важных критериев здоровья. Так T. Abelin (1986), выдвигая новую концепцию здоровья, учитывает его динамический характер. Адаптация организма к среде осуществляется в зависимости от физических, психических и социальных ресурсов. Динамическое равновесие организма со средой обозначается как баланс здоровья. Данная концепция названа автором позитивной, поскольку предполагает необходимость увеличение резервов и улучшение условий жизни для повышения ресурсов здоровья. K. Cillond (1986) рассматривает здоровье в двух аспектах: как нормальное состояние отдельных органов и как состояние организма, способствующее достижению человеком его целей. Второе определение по существу соответствует представлениям о здоровье как способности адаптироваться к условиям окружающей среды. Вместе с тем некоторые исследователи критикуют широкий подход к пониманию здоровья с учетом физических, психических и социальных его аспектов, как это принято в определении ВОЗ. L. Nordenfelt (1986) предлагает ограничиться медицинским аспектом здоровья и делать упор на критерии болезни, так как всестороннее благополучие человека возможно лишь в идеале. Но современное понимание болезни включает в себя и представление о защитных механизмах, прежде всего о механизмах адаптации и компенсации, которые активируются при действии внешних повреждающих факторов. Чем выше адаптационные возможности организма, тем меньше риск болезни, поскольку более надежна защита от болезни [6]. 15 1.3. Регуляция сердечного ритма Наиболее простыми и удобными на практике показателями при оценке функционального состояния (ФС) организма человека являются вегетативные реакции, которые непосредственно включены в адаптационно-трофическую функцию организма. Среди вегетативных показателей ФС широкое распространение получили характеристики дыхательной системы (частота и амплитуда дыхательного ритма), кожно-гальванический рефлекс в его тонической и фазической формах, или его аналог — изменение кожной проводимости пальцев; гастрограмма, отражающая тонические и фазические реакции желудка, кровяное давление, расширение и сужение сосудов головы и конечностей. Особое место в диагностике ФС занимают сердечно-сосудистые показатели. Использование их в практике для определения состояния человека основывается на хорошо известных фактах о сильной подверженности работы сердца и сосудов психическим воздействиям, о роли душевных волнений, переживаний и психических травм в возникновении нарушений сердечного ритма. Изменения сердечного ритма и показателей центрального кровотока являются важным звеном в адаптации организма к условиям внешней и внутренней среды, что обуславливает возможность использования характеристик сердечного ритма и показателей гемодинамики для оценки функционального состояния организма в целом [16]. Ритм сердца определяется способностью специализированных клеток проводящей системы сердца спонтанно активироваться – это так называемое свойство сердечного автоматизма. Регуляция сердечного ритма в физиологических условиях является результатом ритмической активности пейсмекеров синусового узла (СА-узла) и модулирующего влияния вегетативной и центральной нервной систем, ряда гуморальных и рефлекторных воздействий. В норме основное модулирующее действие на сердечный ритм оказывает вегетативная нервная система. При этом симпатический отдел стимулирует деятельность сердца, а парасимпатический – угнетает ее. Центральная нервная система контролирует относительные уровни активности симпатического и парасимпатического отделов обычно по механизму обратной связи. Однако при одновременной активации обоих отделов эффекты симпатической и парасимпатической нервных систем не складываются простым алгебраическим способом, и взаимодействие их эффектов нельзя выразить линейной зависимостью. Кроме того, вегетативная иннервация различных отделов сердца неоднородна и несимметрична. В частности, в узловой ткани преобладают эффекты парасимпатической 16 системы, реализуемые через блуждающий нерв, а в миокарде желудочков влияние симпатического отдела выражено значительно сильнее, чем парасимпатического. Различаются влияния на сердце левого и правого блуждающего нерва. Волокна правого блуждающего нерва иннервируют, в основном, синусовый узел, а волокна левого блуждающего нерва подходят, главным образом, к атриовентрикулярному узлу. В результате, правый блуждающий нерв влияет преимущественно на ЧСС, а левый – на атриовентрикулярное проведение. Соответственно, при раздражении правого блуждающего нерва более выражен отрицательный хронотропный эффект (замедление ЧСС), а при стимуляции левого – отрицательный дромотропный (замедление атриовентрикулярного проведения) [16]. Асимметрия наблюдается и в симпатической иннервации сердца. Симпатические нервы правой стороны обычно иннервируют переднюю поверхность желудочков и в большей степени синусовый узел, а левой – заднюю поверхность желудочков и атриовентрикулярный узел. Парасимпатическая система регуляции считается высокочастотной системой регуляции. Ее медиатором является ацетилхолин. Он быстро разрушается холинестеразой. При непрерывной стимуляции блуждающего нерва латентный период реакции составляет около 200 мс. Колебания активности парасимпатической системы порождают изменения сердечного ритма с частотой 0.15-0.4 Гц и более, формируя так называемые быстрые (высокочастотные) волны (HF – high frequency). Повышение симпатической активности вызывает увеличение ЧСС. Норадреналин (НА), высвобождающийся из симпатических нервных окончаний, повышает частоту спонтанных возбуждений автоматических клеток СА-узла. При стимуляции сердечных симпатических нервов ЧСС начинает повышаться; латентный период составляет 1-3 секунды. Установившийся уровень ЧСС достигается лишь через 30-60 секунд после начала стимуляции симпатических волокон. После прекращения стимуляции симпатических волокон хронотропный эффект постепенно исчезает, и ритм возвращается к контрольному уровню. Таким образом, симпатическая система регуляции кровообращения является медленной системой регуляции. Соответственно, и волны, обусловленные колебанием симпатической системы, называются медленными (низкочастотными) волнами (LF – low frequency). Самой медленной системой регуляции кровообращения является гуморальнометаболическая система. Она связана с активностью как циркулирующих гормонов в крови, так и активных веществ в самой ткани (тканевых гормонов). Ее регулирующее влияние 17 связано со следующей активностью тканей: одно колебание в минуту и реже, что соответствует диапазону частот менее 0.04 Гц – так называемые очень медленные (низкочастотные) волны (VLF – very low frequency). Деятельность вегетативной нервной системы находится под влиянием центральной нервной системы. В продолговатом мозге расположен сердечно-сосудистый центр, объединяющий парасимпатический, симпатический и сосудодвигательный центры. Регуляция этих центров осуществляется подкорковыми ядрами и корой больших полушарий головного мозга. Условно выделяют четыре уровня центральной регуляции деятельности сердечно-сосудистой системы: спинной мозг, ствол мозга, область гипоталамуса, кора больших полушарий головного мозга. Ствол лимбическая мозга постоянно система эмоциональных поддерживает ответственны реакций и за вегетативный координацию вегетативного тонус. Гипоталамус вегетативных, обеспечения и поведенческих, деятельности. Раздражение “эрготропных” отделов гипоталамуса вызывает симпатическую активацию, а раздражение “трофотропных” отделов оказывает тормозное воздействие на сердечно-сосудистую систему. Кора головного мозга является высшим регуляторным центром интегративной деятельности, активируя как моторные, так и вегетативные центры. Несмотря на обилие и сложность механизмов, оказывающих влияние на ритм сердца, в последние годы очевиден прогресс доказательства той гипотезы, что реципрокное взаимодействие парасимпатической и симпатической системы может быть эффективно исследовано оценкой частотного спектра сердечного ритма. Это доказательство предполагает нижеперечисленные основные принципы. 1. Дыхательные волны, определенные как высокочастотные спектральные компоненты, являются маркером модуляции блуждающего нерва. 2. Ритм, относящийся к вазомоторным волнам с присутствием вариабельности ритма сердца и АД, определенный как низкочастотные компоненты, является маркером симпатической модуляции. 3. Существует реципрокное соотношение между этими двумя ритмами, которые характеризуют баланс симпатических и парасимпатических влияний. 4. При короткой записи (200-500 интервалов R-R) можно адекватно оценить только LF и HF компоненты. Оценку баланса ВНС необходимо давать с учетом соотношения LF/HF в нормализованных единицах, из которого исключен показатель VLF. Можно смело утверждать, что на сегодня не существует одного конкретного количественного показателя, достоверно характеризующего баланс симпатического и 18 парасимпатического отделов – так называемый вегетативный гомеостаз. Уменьшение тонуса парасимпатического отдела может сопровождаться соответствующим уменьшением тонуса симпатического отдела нервной системы. Однако необходимо подчеркнуть, что мощность соответствующих высокочастотных (HF) и низкочастотных волн (LF) отражает не абсолютную интенсивность парасимпатического и симпатического “тонуса”, а колебания интенсивности потока импульсов, поступающих к сердцу по соответствующим нервам. Общая схема влияний различных факторов на ритмическую деятельность сердца представлена на рисунке 1. Рис. 1. Механизмы экстракардиального регулирования сердечного ритма. Ритм сердца является реакцией организма на различные раздражения внешней и внутренней среды. ЧСС определяется многочисленными регуляторными механизмами. Попытка выделить и количественно оценить влияние на ритм сердца каждого из звеньев и дать на этой основе оценку адаптационных резервов организма, дифференциальнодиагностических критериев сердечно-сосудистой патологии, оценить прогноз заболевания, 19 выработать рекомендации по подбору оптимальной терапии с последующим контролем за проводимым лечением и является целью исследования вариабельности ритма сердца [20,21]. 1.4. Ритмические составляющие кардиоритмограммы Автокорреляционный и спектральный анализ ритма сердца позволяют выявить его волновую структуру, определенную периодичность в изменении продолжительности R-R интервалов. Волновая периодика ритма отражает влияние на синусовый узел центрального и автономного контуров регуляции. В сердечном ритме обычно присутствуют 3 типа волн [16]. 1. Дыхательные волны (HF-how frequency) – это быстрые периодические колебания с периодом 3 – 6 с, отражают деятельность автономного контура регуляции. Они связаны с изменением кровенаполнения сердечных полостей в фазы дыхательного цикла (вдох-выдох). Данные волны формируются под влиянием рефлексов с барорецепторов каротидного синуса, полых вен и ядра блуждающего нерва. Дыхательная периодика сердечного ритма отражает приспособительную деятельность автономного контура регуляции по постоянному поиску оптимальных соотношений между притоком и оттоком крови и работой сердца как насоса. Чем выше тренированность, тем более отлажена гемодинамика, тем выше амплитуда дыхательной волны сердечного ритма и, наоборот. 2. Недыхательные (медленные) волны (LF – low frequency) - отражают степень активности гуморального и нервного каналов центральной регуляции сердечного ритма. LF с Т=15-25 с – отражают активацию вазомоторных (сосудодвигательных) центров по обеспечению общего приспособления сосудистой системы к изменениям ударного и минутного объема крови. VLF (very low frequency) с Т=25-50 с – отражают активацию подкорковых и корковых нейрогуморальных структур по приспособлению организма к меняющимся условиям жизнедеятельности. Увеличение амплитуды медленных волн в структуре сердечного ритма свидетельствует о росте напряженности функционирования организма, активации гормональной системы. При перетренировке у спортсменов в спектре преобладают VLF (у лиц пожилого возраста в спектре значительную долю составляют волновые процессы с периодом больше, чем VLF). Появление апериодических составляющих в волновой структуре ритма связано с происходящей время от времени перестройкой систем регуляции (на другой уровень функционирования) или случайными влияниями на состояние активности синусового узла. 20 Рис. 2. Схема спектрограммы. Таким образом, «цена» срочной (кратковременной) адаптации к повреждающим факторам среды (физическим и нервно-эмоциональным перегрузкам, бытовым стрессорам алкоголь, недосыпание и т.п.) суммарно выражается в степени напряженности «работы» регуляторных систем организма и закодирована в структуре сердечного ритма (в последовательности кардиоинтервалов). Кроме того, при регулярных воздействиях определенных факторов (например, физических нагрузок) в организме включаются механизмы «долговременной адаптации», сопровождающиеся стойкими изменениями волновой структуры сердечного ритма. 21 Анализ сердечного ритма методом вариационной пульсометрии (кардиоритмография) позволяет раскодировать эту информацию, и дать количественно-качественную оценку текущего функционального состояния организма, а также определить выраженность «долговременных» адаптивных изменений и степень физической тренированности пациента. Наиболее высокому уровню функционального состояния (состоянию оптимума или «пика формы») соответствует определенный диапазон показателей ритма сердца. Выход за пределы этого диапазона соответствует ухудшению функционального состояния. Определение данного «диапазона оптимальности» для основных профессиональных микропопуляций позволяет более точно шкалировать функциональное состояние конкретного пациента, учитывая пол, возраст, род занятий и т.п. 1.5. Система управления ритмом сердца «Классическая» методика оценки показателей вариабельности ритма сердца изложена в работах P.M. Баевского [3, 4, 5]. Представления о математико-статистических показателях сердечного ритма как об индикаторах состояния различных уровней управления функциями оказались весьма продуктивными для клинической физиологии и профилактической медицины. Баевским было предложено упрощенно рассматривать систему управления ритмом сердца, состоящей из двух контуров: центрального и автономного. Автономный контур (АК) регуляции ритма сердца – это, в определенной степени, обособленная система, работающая в режиме компенсации отклонений в ответ на возмущения, вызванные дыханием. Активность автономного контура характеризуется выраженностью дыхательных волн сердечного ритма. Центральный контур (ЦК) регуляции ритма сердца связан с не дыхательной компонентой СР. Он участвует в управлении ритмом сердца через автономный контур, заставляя его работать в вынужденном режиме. Центральный контур состоит из трех уровней: А, Б, В, соответствующих процессам управления: А – взаимодействие организма с внешней средой; Б – межсистемный уровень, обеспечивающий регулирование взаимодействия различных систем внутри организма; В – внутрисистемный уровень, обеспечивающий взаимодействие различных параметров внутри одной системы. 22 Рис. 3. Схема двухконтурной модели регуляции сердечного ритма. Выделение указанных уровней является условным и сделано с целью разработки определенного методологического подхода к проблеме математического анализа структуры сердечного ритма, который заключается в том, что по соотношению активности различных контуров регуляции СР можно судить о степени напряжения регуляторных механизмов. При этом необходимо иметь в виду следующее: – при оптимальном регулировании управление происходит с минимальным участием высших (центральных) уровней. Оптимальная деятельность низших уровней “освобождает” высшие от необходимости постоянного участия в локальных регуляторных процессах. В случае, когда низшие не справляются со своими функциями, когда необходима координация деятельности нескольких подсистем, уравновешивание организма со средой идет за счет напряжения механизмов регуляции. Чем выше централизация управления ритмом сердца, тем больше напряжение регуляторных механизмов, тем выше “физиологическая цена” адаптации; – период волн сердечного ритма связан с уровнями управления: чем больше период, тем выше соответствующий уровень управления. Дыхательные волны характеризуют активность АК, а медленные волны сердечного ритма характеризуют ЦК. Централизация управления проявляется усилением недыхательной компоненты CР появлением медленных волн с все более длинными периодами, усилением мощности медленных волн, ослаблением дыхательных волн. 23 Адаптация, или приспособление к условиям окружающей среды, к социальным, производственным, бытовым или климатическим факторам, – одно из фундаментальных свойств организма человека. Любое заболевание может рассматриваться как результат истощения адаптационных механизмов. Переход из состояния здоровья в состояние болезни проходит через последовательные стадии адаптационного процесса. Следовательно, можно выделить среди здоровых и практически здоровых людей разнородные группы лиц с различной степенью адаптированности к окружающей среде. P.M. Баевским предложена следующая рабочая классификация состояний по степени напряжения регуляторных систем, обусловленного адаптивными реакциями организма [3,4]: 1. Состояние нормы или состояние удовлетворительной адаптации к условиям среды. Класс функциональных состояний с достаточными функциональными (адаптационными) возможностями организма. Понятие нормы включает в себя способность организма адаптироваться к определенным воздействиям факторов окружающей среды. Адекватность ответа организма на воздействие тех или иных факторов – тоже один из важнейших компонентов нормы. 2. Состояние повышенного функционального напряжения механизмов адаптации, при которых оптимальные адаптационные возможности организма обеспечиваются более высоким, чем в норме, напряжением регуляторных систем, что приводит к повышенному расходованию функциональных резервов организма. 3. Состояние перенапряжения, или состояние неудовлетворительной адаптации, характеризуется снижением функциональных возможностей организма с преобладанием неспецифических или специфических изменений со стороны определенных органов и систем 4. Состояние истощения регуляторных систем, или срыв адаптации – состояние с резким снижением функциональных возможностей организма в связи с нарушением механизмов компенсации. В данном состоянии, как правило, наблюдаются различные заболевания в стадии субкомпенсации или декомпенсации. Названные четыре состояния можно рассматривать как четыре «диагноза» здоровья, четыре его качества. Каждый из последующих уровней адаптации содержит все более значительную вероятность развития или наличия болезни. Наиболее высока эта вероятность в группе лиц со срывом адаптации. В нее входят лица с латентными формами заболеваний, явлениями предболезни, хроническими или нераспознанными болезнями. Определение степени напряжения регуляторных систем связано, по существу, с диагностикой указанных состояний. Исходя из концепции о сердечно-сосудистой системе как об индикаторе адаптационно-приспособительной деятельности целостного организма, для оценки состояния 24 регуляторных механизмов обычно используют анализ изменений ритма сердечных сокращений. Изменение сердечного ритма – универсальная оперативная реакция целостного организма на любое воздействие внешней среды. Информация о том, какова “цена” этой адаптации, содержится в волновой структуре сердечного ритма и может быть выявлена с помощью математического анализа ряда кардиоинтервалов. 1.6. Методы исследования вариабельности сердечного ритма В настоящее время существует множество визуальных и количественных методик анализа ВСР [4, 5, 15, 18, 19, 21] . Для удобства рассмотрения их можно сгруппировать следующим образом: • Методы временного анализа • Анализ волновой структуры ритма сердца • Нелинейные методы анализа ВСР • Вариационная пульсометрия по P.M. Баевскому Методы временного анализа. Временные методы заключаются в измерении продолжительности последовательных интервалов R-R между нормальными сокращениями и используют классические статистические характеристики. Среди них различают статистические и геометрические методы. Статистические методы основываются на статистическом анализе изменений длительности последовательных интервалов R-R между нормальными синусовыми кардиоциклами с вычислением различных коэффициентов. Интервалы R-R между комплексами QRS нормальных кардиоциклов принято называть интервалами NN (normalnormal). При временном анализе ритмограммы обычно оцениваются два типа величин: длительность интервалов NN и разность длительности соседних интервалов NN. В соответствии с рекомендациями, выработанными в 1996 году на совместном заседании Европейского общества кардиологов и Северо-Американского общества электростимуляции при анализе ВСР на коротком (5-10 минут) участке записи ритмограммы используются следующие характеристики: RRNN – средняя длительность интервалов R-R и обратная величина этого показателя – средняя ЧСС. Показатель RRNN отражает конечный результат многочисленных регуляторных влияний на синусовый ритм сложившегося баланса между парасимпатическим и симпатическим отделами вегетативной нервной системы; 25 SDNN – стандартное отклонение (SD) величин нормальных интервалов R-R (NN). Анормальные интервалы R-R из анализа исключаются. Стандартное отклонение (SDNN) – один из основных показателей вариабельности сердечного ритма характеризует состояние механизмов регуляции. SDNN является интегральным показателем, характеризующим ВРС в целом и зависит от влияния на синусовый узел симпатического и парасимпатического отдела вегетативной системы. Увеличение или уменьшение этого показателя свидетельствует о смещении вегетативного баланса в сторону преобладания одного из отделов вегетативной системы, что, однако не позволяет достоверно судить о влиянии на ВРС каждого из них в отдельности. Кроме того, необходимо принимать во внимание, что величина SDNN зависит от длительности анализируемого сегмента ЭКГ (имеет тенденцию возрастать при увеличении времени записи); SDNN / RRNN * 100% – коэффициент вариации (СV) . По физиологическому смыслу этот показатель не отличается от рNN50% и SDNN, но при анализе ВРС позволяет учитывать влияние ЧСС; RMSSD – квадратный корень из среднего квадратов разностей величин последовательных пар интервалов NN; NN50 (мс ) – количество пар соседних интервалов NN, различающихся более чем на 50 мс в течение всей записи; рNN50% – процент (доля ) последовательных интервалов NN, различие между которыми превышает 50 мс [14]. Полагают, что значения показателей RMSSD, NN50 (рNN 50%) определяются преимущественно влиянием парасимпатического отдела вегетативной системы и являются отражением синусовой аритмии, связанной с дыханием. Как правило, показатели SDNN и RMSSD, р NN 50% изменяются однонаправленно. Однако, при достаточно длинной записи, например, при проведении функциональных проб, регистрируется существенное увеличение RMSSD и р NN 50% без значительного роста SDNN. Причина в том, что первые два показателя отражают преимущественно кратковременную смену частоты ритма, зависящую от напряжения парасимпатического отдела SDNN нервной системы, а на значение влияет разница между максимальной и минимальной частотой сердечных сокращений [21]. Под геометрическими методами анализа ВРС подразумевается построение и анализ гистограмм. В соответствует гистограмме распределения R-R интервалов высота каждого столбика количеству R-R интервалов, попавших во временной диапазон, соответствующий положению рассматриваемого столбика на временной шкале. 26 К геометрическим методам относят: вычисление триангулярного индекса (HRV triangular index) и индекса триангулярной интерполяции гистограммы интервалов R-R (TINN); метод определения индекса «Святого Георга»; метод оценки купола гистограммы по Л.Н. Лютиковой. Анализ волновой структуры ритма сердца (частотный анализ) подразумевает оценку амплитудно-частотной характеристики кардиоритмограммы – анализ структуры мощности волн (HF, LF, VLF) на основе спектрального анализа. Спектральный анализ подразумевает способ разбиения какой-либо исходной кривой на набор кривых, каждая из которых находится в своем частотном диапазоне. Иначе говоря, спектральный анализ ВРС позволяет обнаружить периодические составляющие в колебаниях сердечного ритма и оценить количественно их вклад в динамику ритма. Схематично процесс формирования спектрограммы можно представить следующим образом: измеряется длительность интервалов R-R, откладывается величина этих интервалов в виде вертикальных столбиков (получается ритмограмма). По верхушке ритмограммы проводится огибающая кривая. Полученная кривая называемая функцией вариации ритма подвергается преобразованию Фурье, которое дает возможность получить спектры изменяемости интервалов R-R. Таким образом, последовательность интервалов R-R преобразуется в спектр мощности колебаний длительности R-R, представляющий собой последовательность частот (Гц), каждой из которых соответствует определенная амплитуда колебаний (рис. 2). При спектральном анализе парасимпатическая и симпатическая активность может быть оценена за короткие промежутки времени (2-5 минут). С одной стороны, это позволяет изучить влияние на вариабельность ритма сердца различных короткодействующих факторов или вмешательств, а с другой – может помешать быстро воспроизвести результаты в случае отсутствия стандартных условий регистрации ЭКГ. К нелинейным методам анализа ВРС относят анализ показателей скаттерграммы (корреляционной ритмограммы), а также методы анализа нелинейных хаотических колебаний кардиоритма (детерминированный хаос, энтропия сердечного ритма и другие). Вариационная пульсометрия по P.M. Баевскому включает оценку показателей одномерного и двумерного распределения, вычисление вторичных показателей одномерного распределения и методы корреляционно-спектрального анализа. Данный метод является наиболее полным среди рассмотренных нами подходов и позволяет выявлять не только собственно функциональные расстройства сердечной деятельности, но и оценивать функциональное состояние организма в целом [5]. 27 Данный подход к оценке вариабельности сердечного ритма и был использован в нашей работе в качестве основного метода анализа. Ниже изложены основные положения взглядов P.M. Баевского на математический анализ сердечного ритма [3,4]. Вариационные пульсограммы (гистограммы) отличаются параметром моды, амплитуды моды, вариационного размаха, а также по форме, симметрии, амплитуде. Мода (Мо) — наиболее часто встречающиеся значения RR-интервала, которые соответствуют наиболее вероятному для данного периода времени уровню функционирования систем регуляции. В стационарном режиме Мо мало отличается от М (средних значений кардиоинтервалов). Их различие может быть мерой нестационарности и коррелирует с коэффициентов асимметрии. Амплитуда моды (АМо) — доля кардиоинтервалов, соответствующая значению моды. Физиологический смысл указанных параметров заключается в том, что они отражают влияние центрального контура регуляции на автономный по нервным (АМо) и гуморальным (Мо) каналам. Вариационный размах (ΔX) — разность между длительностью наибольшего и наименьшего R—R интервалов. Это показатель деятельности контура автономной регуляции ритма сердца, который целиком связан с дыхательными колебаниями тонуса блуждающего нерва. Для определения степени адаптации сердечно-сосудистой системы к случайным или постоянно действующим агрессивным факторам и оценки адекватности процессов регуляции P.M. Баевским предложен ряд параметров, являющихся производными классических статистических показателей (индексы Баевского): 1. ИВР — индекс вегетативного равновесия (ИВР = АМо / ∆X); 2. ВПР — вегетативный показатель ритма (ВПР == 1 / Мо-∆X); 3. ПАПР — показатель адекватности процессов регуляции (ПАПР = АМо / Мо); 4. ИН — индекс напряжения регуляторных систем (ИН = АМо/2∆ХхМо). ИВР определяет соотношение симпатической и парасимпатической регуляции сердечной деятельности. ПАПР отражает соответствие между уровнем функционирования синусового узла и симпатической активностью. ВПР позволяет судить о вегетативном балансе: чем меньше величина ВПР, тем больше вегетативный баланс смещен в сторону преобладания парасимпатической регуляции. ИН отражает степень централизации управления сердечным ритмом. Стандарты предусматривают использование графических методов для оценки гистограмм. 28 Комплексная оценка вариабельности ритма сердца предусматривает диагностику функциональных состояний. Изменения вегетативного баланса в виде активации симпатического звена рассматриваются как неспецифический компонент адаптационной реакции в ответ на различные стрессорные воздействия. Одним из методов оценки таких реакций является вычисление показателя активности регуляторных систем (ПАРС). Он вычисляется в баллах и ориентируется на статистические показатели, показатели гистограммы и данные спектрального анализа[3,4]. 29 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 2.1. Методика исследования В нашем исследовании для определения влияния выкуривания очередной сигареты на характеристики ВСР использовался метод вариационной пульсометрии по критериям Р.М. Баевского на основе регистрации электрокардиограммы (ЭКГ). О вариабельности ритма сердца традиционно судят по длительности RR-интервалов ЭКГ. Это связано с тем, что зубец R, особенно во втором стандартном отведении, наиболее легко выделить из ЭКГсигнала при компьютерной обработке, в силу того, что он является наибольшим по амплитуде. Для записи кардиоритмограммы, в принципе, может быть использована запись любой пульсовой волны (реограмма, сфигмограмма, фотоплетизмограмма и др.), хотя в этих случаях возможны ошибки связанные с так называемым «дефицитом пульса» (в отдельных случаях не каждое сердечное сокращение приводит к возникновению пульсовой волны) [5,6]. В данной работе был использован метод вариационной пульсометрии по критериям Р.М. Баевского на основе регистрации электрокардиограммы. Помимо регистрации ЭКГ проводили предварительное анкетирование студентов для выяснения наличия хронических заболеваний, систематических занятий физкультурой и спортом, отношения к курению. Исследование проводилось на условиях добровольного согласия студентов и полной их информированности о процедуре и методике проведения. К исследованию ВСР приступали в тихой изолированной комнате, в которой поддерживалась постоянная температура 20-22С°. Обстановка во время исследования была спокойной. Также были устранены все помехи, приводящие к эмоциональному возбуждению (телефонные звонки и т.п.). В период исследования ВСР испытуемому рекомендовалось дышать спокойно, не делая глубоких вдохов, а также не кашлять и не сглатывать слюну. Нами был проведен анализ кардиоритмограммы студентов первого курса ТГПУ им. Л.Н.Толстого. В исследовании приняли участие 22 студента обоего пола 17-20 лет, обучающихся на факультетах естественных наук, физической культуры и туризма, истории и права, психологии Схема эксперимента: ¾ 1 этап: контрольная запись ЭКГ до умственной нагрузки (5 мин) ¾ 2 этап: запись ЭКГ на фоне умственной нагрузки (5 мин) ¾ 3 этап: запись ЭКГ после умственной нагрузки (5 мин). 30 В качестве умственной нагрузки студентам предлагалось производить арифметические вычисления, вычитая последовательно из 300 по 7. Регистрацию ЭКГ проводили во втором стандартном отведении с помощью интегрированного аппаратно-программного комплекса CONAN-m (InCo, Россия). Испытуемые находились в положении сидя. Общая продолжительность записи составляла 5 минут (две записи по 2.5 мин). Объем выборки для каждого испытуемого составлял не менее 160 кардиоинтервалов. Программа обеспечивала автоматическую регистрацию и анализ RR-интервалов с построением кардиоинтервалограмм. В математическом блоке программы полученные кардиоинтервалограммы подвергались специальной обработке. На рис. 4 приведены исходная запись ЭКГ, полученная из нее ритмограмма (кардиоинтервалограмма), гистограмма и спектр мощности. В настоящей работе оценивали следующие показатели ВСР: ¾ среднее значение RR-интервала ¾ среднее квадратическое отклонение (СКО) ¾ моду (Мо) ¾ амплитуду моды (АМо) ¾ индекс напряжения (ИН) ¾ .показатель адекватности регуляторных систем ПАПР ¾ Вегетативный показатель ритма ¾ Индекс вегетативного равновесия Также проводили оценку спектральных показателей кардиоритма: ¾ относительной мощности в диапазоне медленных волн (LF) ¾ относительной мощности в диапазоне очень медленных волн (VLF) ¾ относительной мощности в диапазоне высокочастотных волн (HF) ¾ симпато-вагального индекса (LF/HF ). Статистический и графический анализ полученных данных проводили с использованием программы SigmaPlot 11.0 (Systat Software, Inc., 2008). Для сравнения средних использовали t-критерий Стьюдента (р < 0.05). 31 40 Электрокардиограмма амплитуда, мВ 30 20 10 0 -10 -20 0 R-R интервал, с 1.2 1 2 3 время, с 4 5 Кардиоритмограмма 1.0 0.8 0.6 40 60 80 100 120 порядковый номер 160 180 Спектр мощности 20 2 30 12 8 600 700 800 900 1000 1100 R-R интервал, мс 4 0.0 HF 10 16 LF 20 0 500 140 24 Гистограмма мощность, мс количество, % 40 20 VLF 0 0.1 0.2 0.3 частота, Гц 0.4 Рис.4. Этапы обработки и анализа электрокардиограммы. 32 2.2. Результаты и обсуждение В ходе предварительного опроса была получена информация, характеризующая состав испытуемых. Большую часть выборки (55%) составляют девушки. Число курящих студентов составляет примерно 14%. В среднем, число студентов, имеющих хронические заболевания, составляет 9%. Результаты опроса отражены в таблице 2. Таблица 2 Характеристика группы испытуемых Показатель Количество испытуемых Возраст (г) Отношение к курению Наличие хронических заболеваний Занятия физической нагрузкой Ведущая рука правая Общая группа Юноши Девушки 22 10 12 17,6 17,5 17,7 14 20 8 9 10 8 100 100 100 100 100 100 2.2.1. Влияние умственной нагрузки на показатели ВСР студентов В проведенных нами исследованиях показано, что умственная нагрузка вызывает изменения статистических и индексных показателей ВСР, что отражает процессы адаптации к воздействующему фактору за счет перераспределения напряжения регуляторных систем организма. Умственная нагрузка оказывает более значительное влияние на статистические и индексные показатели ВСР в группе девушек по сравнению с юношами. Различной является и динамика изменений исследуемых параметров в экспериментальных группах. Результаты эксперимента приведены в таблице 4 (указаны средние значения и стандартные отклонения). 33 Таблица 3 Показатели вариабельности сердечного ритма у студентов во время эксперимента Показатель Среднее значение RRинтервала (мс) Среднее квадратическое отклонение (мс) Мода (мс) Амплитуда моды (%) Индекс напряжения (у.е.) Индекс вегетативного равновесия Показатель адекватности процессов регуляции Вегетативный показатель ритма Этап эксперимента I II III I II III I II III I II III I II III I II III Общая группа Девушки Юноши 738,7±23,6 711,7±22,3* 753,9±22,2 54,36±5,0 58,4±5,6 57,0±5,5 725,5±25,5 696,5±23,6* 745,8±23,8 42,4±2,9 42,6±3,2 40,7±2,5 117,7±14,5 127,8±20,6 100,1±13,9 160,8±18,0 162,9±23,2 140,5±17,6 733,3±34,6 696,4±33,9* 750,2±32,5 51,6±4,2 53,9±6,9 50,7±4,5 720,7±38,9 683,2±35,6* 744,7±34,6 41,5±3,1 43,8±4,0 40,8±2,5 113,6±16,8 143,9±29,4* 95,6±12,4 155,1±20,4 178,8±31,2* 137,0±16,2 745,3±33,2 730,0±28,3* 758,4±31,4 57,7±9,9 63,8±9,3 64,6±10,7 731,2±33,2 712,4±30,9* 747,2±33,7 43,5±5,4 41,2±5,4 40,7±4,8 122,7±25,6 108,5±28,8 105,6±27,7 167,6±32,2 143,8 ±35,6 144,8±34,8 I II III 61,1±5,2 65,0±6,2* 57,0±4,5 59,8±5,6 68,6±8,5* 56,5±4,8 62,7±9,5 60,6±9,5 57,5±8,4 I II III 5.05±0.4 5.27±0.6 4.5±0.4 5.17±0.5 5.83±0.7* 4.5±0.4 4.9±0.6 4.6±0.7 4.5±0.8 Математическое ожидание (среднее значение RR-интервала) отражает конечный результат всех регуляторных влияний на сердце и систему кровообращения в целом. Он эквивалентен средней ЧСС, обладает наименьшей изменчивостью среди всех медикостатических показателей, и его отклонение от индивидуальной нормы обычно сигнализирует об увеличении нагрузки на аппарат кровообращения или о наличии патологических отклонений [3]. Под влиянием умственной нагрузки в ходе нашего эксперимента, среднее значение RR-интервала статистически достоверно уменьшается на 5.3 % у девушек и на 2% у юношей, что свидетельствует о реакции сердечно-сосудистой системы на оказываемое воздействие (рис. 5А). Среднее квадратическое отклонение является чрезвычайно чувствительным показателем состояния механизмов регуляции сердечного ритма. Как правило, рост СКО 34 указывает на усиление автономной регуляции, то есть влияния дыхания на ритм сердца, что чаще всего наблюдается во сне. Уменьшение СКО обычно связывают с усилением симпатической регуляции, которая подавляет активность автономного контура. Значения СКО выражается в миллисекундах [6]. В наших экспериментах умственная нагрузка не приводит к статистически значимым изменениям СКО (рис. 5Б). Мода - наиболее часто встречающееся значение R-R-интервала, указывающее на доминирующий уровень функционирования синусового узла. Норма Мо находится в пределах от 670 до 780 мс[6]. У девушек и юношей значение моды под влиянием умственной нагрузки достоверно снижается на 5.1% и 3.0% , соответственно, оставаясь в пределах нормы. Это указывает на повышение тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы (рис. 5В). Амплитуда моды число кардиоинтервалов, соответствующих значению моды, отражает эффект стабилизирующего влияния симпатической нервной системы на кардиоритм. Условная норма АМо составляет 32-41% (эйтония). Уменьшение АМо ниже 32 % свидетельствует о ваготонии; увеличение выше 41% – о симпатикотонии [6]. В группе девушек среднее значение АМо в ходе эксперимента увеличивается на 4.9%, в группе юношей уменьшается на 5.3%. Это отражает включение различных контуров регуляции функций в исследуемых группах при воздействии стрессового фактора (рис. 5Г). Индекс напряжения регуляторных систем отражает степень централизации управления сердечным ритмом, активность механизмов симпатической регуляции. Этот показатель высчитывается на основании анализа графика распределения кардиоинтервалов. Активация центрального контура, усиление симпатической регуляции во время психических или физических нагрузок проявляется в стабилизации ритма, уменьшением разброса длительности кардиоинтервалов, увеличением количества однотипных по длительности интервалов. Форма гистограмм меняется, происходит их сужение с одновременным ростом высоты. Количественно это выражается отношением высоты гистограммы к ее ширине. Этот показатель и получил название ИН. В норме ИН колеблется от 80 до 150 усл. ед. Этот показатель очень чувствителен к усилению тонуса симпатической нервной системы. Небольшая нагрузка (физическая или эмоциональная) увеличивает ИН в 1.5 – 2 раза. При значительных нагрузках он растет в 5 – 10 раз [6]. 35 А Б 900 юноши девушки * 60 700 СКО (мс) RR (мс) 800 80 600 40 20 500 400 0 I II III I II III Г В 800 * амплитуда моды (%) 50 мода (мс) 700 600 500 400 40 30 20 I II III этапы эксперимента I II III этапы эксперимента Рис. 5. Влияние умственной нагрузки на показатели ВСР студентов исследуемых групп: А – длительность RR-интервала, Б – СКО, В- мода, Г –амплитуда моды. Указаны средние значения и стандартные ошибки. «*» отмечены достоверно различающиеся значения (р<0.05) 36 Под влиянием умственной нагрузки ИН увеличивается на 8.5% в общей группе (рис.6.А). Во время выполнения задания индекс напряжения у девушек достоверно возрастает на 26.5% в то время как в группе юношей имеется тенденция к уменьшению (на 11.4%). Это отражает увеличение симпатического тонуса и активности центрального контура управления у девушек и отсутствие такой реакции в группе юношей (рис. 6). Индекс вегетативного равновесия (ИВР) определяет соотношение симпатической и парасимпатической регуляции сердечной деятельности. В условиях нашего эксперимента данный показатель статистически значимо не меняется. Но тенденции изменений сходны с динамикой индекса напряжения в ходе эксперимента. Показатель адекватности процессов регуляции ПАПР отражает соответствие между уровнем функционирования синусового узла и симпатической активностью. В группе девушек этот показатель во время умственной нагрузки увеличивается на 15%. У юношей ПАПР уменьшается (рис.6.Б). Это свидетельствует о повышении активности симпатического отдела вегетативной нервной системы у девушек во время эксперимента. Вегетативный показатель ритма ВПР позволяет судить о вегетативном балансе: чем меньше величина ВПР, тем больше вегетативный баланс смещен в сторону преобладания парасимпатической регуляции. У девушек этот показатель достоверно увеличивается на 13%, а у юношей практически не меняется, что также свидетельствует о более высоком симпатическом тонусе у девушек во время выполнения арифметических действий (рис.6.Г). RMSSD – показатель активности парасимпатического звена вегетативной регуляции. Этот показатель вычисляется по динамическому ряду разностей значений последовательных пар кардиоинтервалов и не содержит медленноволновых составляющих СР. Он отражает активность автономного контура регуляции. Чем выше значение RMSSD, тем активнее звено парасимпатической регуляции [6, 23]. В норме значения этого показателя находятся в пределах 20-50 мс. В условиях нашего эксперимента отмечается достоверное снижение этого показателя у девушек и незначительные изменения у юношей. Это указывает на преобладание парасимпатического тонуса и меньшее напряжение регуляторных систем в группе юношей во время умственной нагрузки. рNN50% дает информацию, аналогичную RMSSD, но поскольку здесь учитываются лишь разностные значения, величина которых выше, чем 50 мс, то этот показатель более чувствителен к высокочастотным, дыхательным колебаниям сердечного ритма и, следовательно, лучше отражает активность автономного контура регуляции. По значениям pNN50 можно судить об относительном преобладании парасимпатического или 37 симпатического звена регуляции [6,23]. В нашем эксперименте значение pNN50% достоверно снижается в группе девушек. 200 180 юноши девушки * 160 ИН (у.е.) 140 120 100 80 60 40 20 0 I II III этапы эксперимента Рис 6. Влияние умственной нагрузки на индекс напряжения в исследуемых группах студентов. Указаны средние значения и стандартные ошибки. «*» отмечены достоверно различающиеся значения (р<0.05) 38 2.2.2.Влияние умственной нагрузки на спектральные показатели ВСР. В проведенных нами исследованиях показано, что умственная нагрузка вызывает изменения спектральных показателей ВСР, что отражает различный вклад отделов вегетативной нервной системы и контуров регуляции в процессы адаптации к воздействующему фактору. Динамика исследуемых параметров в экспериментальных группах оказалась одинаковой, но умственная нагрузка вызывает более значительные изменения спектральных показателей ВСР в группе девушек по сравнению с юношами. Результаты эксперимента приведены в таблице 4 (указаны средние значения и стандартные отклонения). Таблица 4 Спектральные характеристики сердечного ритма студентов при влиянии умственной нагрузки Показатель Этап эксперимента Общая группа Девушки Юноши Относительная мощность в диапазоне очень медленных волн (%) I II III 20,3 ±1,1 24,6±1,3* 20,0±0,9 19,5±1,4 25,0±1,9* 18,2±0,8 21,3±1,6 24,1±1,7* 22,2±1,4 Относительная мощность в диапазоне медленных волн (%) I II III 36,9±1,1 37,5±1,2 38,9±1,0 36,7±1,5 36,0±1,5 36,0±1,6 37,3±1,7 39,3±1,8 39,3±1,8 Относительная мощность в диапазоне высокочастотных волн (%) I II III 42,7±1,6 38,0±1,7* 41,1±1,6 43,8±2,2 39,0±2,6* 44,4±2,0 41,4±2,6 36,7±2,3* 37,0±1,8 Симпато-вагальный индекс I II III 1,3±0,1 1,5±0,1* 1,2±0,1 1,2±0,1 1,6±0,2* 1,1±0,0 1,3±0,1 1,4±0,1 1,3±0,1 Диапазон очень низко частотных колебаний (VLF) – диапазон частот – 0,05 – 0,015 Гц. – диапазон частот – 0,05 – 0,015 Гц. Спектральная составляющая сердечного ритма в диапазоне VLF по современным представлениям обусловлена влиянием на ритм сердца надсегментарного уровня регуляции, поскольку амплитуда этих волн тесно связана с психоэмоциональным напряжением и функциональным состоянием коры головного мозга. Показано, что VLF отражает церебральные эрготропные влияния на нижележащие уровни и 39 позволяет судить о функциональном состоянии мозга при психогенной и органической патологии мозга [24]. Целенаправленные исследования А.Н. Флейшмана (1999) продемонстрировали важное значение анализа ВСР в VLF-диапазоне. Им показано, что мощность VLF-колебаний метаболическими ВСР процессами является и чувствительным хорошо отражает индикатором управления энергодефицитные состояния. Мобилизация энергетических и метаболических резервов при функциональных воздействиях может отражаться изменениями мощности спектра в VLF-диапазоне. Высокий по сравнению с нормой уровень VLF можно трактовать как гиперадаптивное состояние, сниженный уровень VLF указывает на энергодефицитное состояние. При увеличении мощности VLF в ответ на нагрузку можно говорить о гиперадаптивной реакции, при ее снижении – о постнагрузочном энергодефиците. Несмотря на условный и во многом еще спорный характер подобной интерпретации изменений VLF она может быть полезной при исследованиях как здоровых людей, так и пациентов с различными состояниями, связанными с нарушением метаболических и энергетических процессов в организме. В норме мощность VLF составляет 15-30% суммарной мощности спектра. В ходе нашего исследования было показано, что относительная мощность в данном диапазоне под влиянием арифметической нагрузки достоверно увеличивается на 28% в группе девушек. В группе юношей в ходе эксперимента мощность спектра возрастает на 13% но эти данные не достоверны (рис. 6 А). Это отражает мобилизацию энергетических и метаболических резервов центрального контура регуляции при функциональном воздействии. Низкочастотные колебания (LF) – это часть спектра в диапазоне частот 0,04 – 0,015 Гц. Она имеет смешанное происхождение. На мощность в этом диапазоне оказывают влияние изменения тонуса парасимпатического отдела как симпатического (преимущественного), ВНС. Этот показатель характеризует состояние так и системы регуляции сосудистого тонуса. Мощность этого компонента спектра определяет активность вазомоторного центра продолговатого мозга. Активность вазомоторного центра падает с возрастом. Обычно дыхательная составляющая составляет от 15 до 35-40% от общей мощности спектра [6, 24, 25]. В общей группе мощность спектра в диапазоне низкочастотных колебаний увеличивается на 1,6,% но эти изменения не достоверны (рис. 6Б). Высокочастотные колебания (HF) - это колебания при частоте 0.15 – 0.40 Гц. Мощность в этом диапазоне, в основном, связана с дыхательными движениями и отражает вагусный контроль сердечного ритма (колебания парасимпатического отдела вегетативной 40 нервной системы). Обычно дыхательная составляющая составляет 15 – 25% суммарной мощности спектра. Снижение этой доли до 8 – 10% указывает на смещение вегетативного баланса в сторону преобладания симпатического отдела [6,24, 25]. А Б 30 50 юноши девушки * 40 LF (%) VLF (%) 25 20 15 30 20 10 10 I II III I III Г В 50 2.0 * * 1.5 LF/HF 40 HF (%) II 30 20 1.0 0.5 10 0.0 I II III этапы эксперимента I II III этапы эксперимента Рис. 7. Влияние умственной нагрузки на относительные мощности спектра ВСР студентов: А – VLF- диапазон, Б – LF диапазон, В - HF диапазон, Г – симпатовагальный индекс. Указаны средние значения и стандартные ошибки. «*» отмечены достоверно различающиеся значения (р<0.05) 41 Под влиянием информационной нагрузки мощность спектра в этом диапазоне достоверно уменьшается в группе девушек на 10.9% , а в группе юношей на 11.4%, что свидетельствует о снижении парасимпатического тонуса и активности автономного контура регуляции сердечного ритма при воздействии умственной нагрузки (рис. 6В). Симпато-вагальный индекс (соотношение LF/HF) – отношение средних значений низкочастотного и высокочастотного компонентов ВСР. Условно характеризует процентный вклад симпатических и парасимпатических влияний в автономную регуляцию сердечного ритма. Его увеличение свидетельствует о симпатизации регуляции СР, уменьшение – об обратном эффекте. В исследуемой группе студентов под влиянием информационной нагрузки симпато-вагальный индекс достоверно увеличивается в группе девушек на 33.3%, что указывает на увеличение вклада симпатического отдела вегетативной нервной системы в регуляцию сердечного ритма. В группе юношей достоверных изменений этого показателя не происходит (рис. 6Г). 42 ЗАКЛЮЧЕНИЕ Проведенное нами исследование влияния умственной нагрузки на организм студентов показало, что выполнение арифметических действий влияет на состояние сердечнососудистой системы, а также на уровень напряжения регуляторных систем организма. Это отражается в достоверном изменении статистических, индексных и спектральных показателей вариабельности сердечного ритма. В исследованной группе юношей происходит статистически значимое изменение длительности RR-интервала и моды, а также относительной мощности в VLF и HF диапазонах. Это отражает увеличение эрготропных церебральных механизмов адаптации и снижение тонуса парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. При этом динамика ВСР не указывает на активацию симпатического отдела вегетативной нервной системы у юношей. В группе девушек умственная нагрузка вызывает более значительные изменения показателей ВСР. Так, у них во время выполнения арифметических действий относительная мощность в VLF диапазоне увеличивается в два раза, а симпатовагальный индекс почти в четыре раза по сравнению с юношами. Индекс напряжения у девушек увеличивается (примерно на 25%), а у юношей уменьшается. Выявленные эффекты свидетельствуют о повышении тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы и активности центрального контура регуляции кровообращения под действием умственной нагрузки у девушек, что соответствует литературным данным [12, 17, 22]. Это может указывать на большие адаптационные возможности организма юношей к подобного вида нагрузкам. 43 ВЫВОДЫ Проведенное нами исследование влияния умственной нагрузки на показатели вариабельности сердечного ритма студентов позволяет сделать следующие выводы: 1. Умственная нагрузка вызывает статистически достоверные изменения показателей вариабельности сердечного ритма в исследуемой группе студентов. 2. Во время умственной нагрузки происходит уменьшение значений RR-интервала, моды и увеличение амплитуды моды, индекса напряжения, что указывает на повышение тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы. 3. Динамика спектральных показателей вариабельности сердечного ритма указывает на увеличение активности корковых структур головного мозга и снижение вклада парасимпатического отдела вегетативной нервной системы в регуляцию функций во время умственной нагрузки. 4. Выявлены половые различия в адаптации к умственной нагрузке: в группе девушек отмечаются более выраженные изменения показателей вариабельности сердечного ритма в ходе выполнения арифметических операций. 44 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Агаджанян, Н.А. Проблемы адаптации и учение о здоровье [Текст] / Н.А. Агаджанян Р.М. Баевский, А.П. Берсенева – Изд-во РУДН, 2006. – 284 с. 2. Агаджанян, Н.А. Физиология человека [Текст]: в 2 кн. Кн.1 / Н.А. Агаджанян, Л.З.Телль, В.И. Циркин, С.А. Чеснокова. – Алма-Ата: Казахстан, 1992. – 350с. 3. Баевский P.M. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе [Текст] / P.M. Баевский, О.И. Кириллов, С.З. Клецкин. – М.– 1984. – 225 с. 4. Баевский Р.М. Анализ вариабельности сердечного ритма в космической медицине [Текст] //Физиология человека. – 2002. – Т. 28. – №2. – С.72 – 82. 5. Баевский, Р.М. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем [Текст] / Р.М. Баевский, Г. Г. Иванов, Л.В. Чирейкин. – М.: Наука, 2000. – 40с. 6. Баевский, Р.М. Оценка адаптационных возможностей организма и риск развития заболеваний [Текст] / Р.М. Баевский, А.П. Берсенева. – М.: Медицина, 1997.–265с. 7. Ведерко О.В., Данилова Н.Н., Онуфриев М.В., Коган Б.М. Системные изменения биохимических электроэнцефалографических параметров под влиянием информационной нагрузки [Текст]//Нейрохимия, 2007. –Т. 24. – № 2. – С. 172-179. 8. Данилова Н.Н. Сердечный ритм и информационная нагрузка [Текст] // Вестник МГУ. Сер. 14. - Психология, 1995. – № 4. – С. 14-27. 9. Данилова Н.Н., Астафьев С.В. Изменение вариабельности сердечного ритма при информационной нагрузке // Журн. высш. нерв. деят. 1999. –Т. 49.– № 1.– С. 28-38 10. Данилова, Н. Н. Психофизиологическая диагностика функциональных состояний [Текст]: учебное пособие / Н. Н. Данилова. – М.: МГУ, 1992. –192 с. 11. Данилова, Н.Н. Изменение вариабельности сердечного ритма при информационных нагрузках [Текст] /Н.Н. Данилова, Г. Астафьев – Журн. высш. нерв. деятельности, 1999. – Т. 49. – В. 1.– С. 28-38. 12. Демина, Д.М. Вариабельность сердечного ритма при умственной работе разной напряженности [Текст] /Д.М. Демина, М.Н. Евлалепиева, Н.С. Кандрор, А.Б. Кирпичников, Е.М. Ратнер, Р.В. Таливанова, М.Ю. Гедымин Физиология человека. 1986. Т. 12. № 6. С. 971-975. 13. Здоровье студентов [Текст] / Под ред. Н.А.Агаджаняна. – М.: Изд-во РУДН,1997. – 199 с. 45 14. Ильинич, В. И. Физическая культура студента : учебники / Под ред. В. И. Ильинича. М.: Гардарики, 2003. 254 с. 15. Калакутский, Л.И. Вариационная пульсометрия в телемедицинских системах [Электронный ресурс]. – http://www.eliman.ru/Lit/var_TM.htm 16. Котельников, С.А. Вариабельность ритма сердца: представление о механизмах [Текст] / С.А. Котельников, А.Д. Ноздрачев, М.М. Одинак, Е.Б. Шустов, И.Ю. Коваленко, В. Ю. Давыденко // Физиология человека. 2002. – Т. 28. –№1. – С.130-143. 17. Кузнецова, О.Б Вариабельность ритма сердца в процессе учебной деятельности студентов с разным уровнем физической активности [Текст] / автореф дис. … канд. биолог. наук. – Челябинск, 2007. – 21 с. 18. Михайлов, В.М. Вариабельность сердечного ритма. Опыт практического применения [Текст] / В.М. Михайлов. – Иваново, 2000. – 200 с. 19. Ноздрачев А.Д., Щербатых Ю.В. Современные способы оценки функционального состояния автономной (вегетативной) нервной системы [Текст] // Физиология человека. – 2001. – Т 27.– №6. – С.95–102. 20. Рябыкина, Г.В. Анализ вариабельности ритма сердца [Текст] / А.В. Соболев // Кардиология. – 1996. – №10. – С.87 – 97. 21. Рябыкина, Г.В. Вариабельность ритма сердца [Текст] / А.В. Соболев. – М.: СтарКо, 1998. – 146 . 22. Ситдиков, Ф.Г., Шайхелисламова М.В., Валеев И.Р. Влияние учебной нагрузки и условий производства на функциональное состояние симсимпатоадреналовой системы и показатели регуляции сердечного ритма у девушек 17-18 летнего возраста. [Текст] / Ф.Г. Ситдиков, М.В. Шайхелисламова, И.Р. Валеев //Физиология человека.– 2001.–Т.27. –№5. – С. 60 – 65. 23. Соболев, А.В. Вариация ритмограммы как новый метод оценки вариабельности ритма сердца [Текст] / Л.Н. Лютикова, Г.В. Рябыкина / Кардиология. – 1996. – №4. – С.4752. 24. Хаспекова Н.Б. Регуляция вариативности ритма сердца у здоровых и больных с психогенной и органической патологией мозга: Дисс. д-ра мед. наук. М.: ИВНД и НФ РАН, 1996. - 217 с. 25. Щербатых Ю.В. Что выявляет спектральный анализ вариабельности сердечного ритма? [Текст]. /Прикладные информационные аспекты медицины.– Воронеж, 1999. – Т.2. – №1. – С.59 – 62. 46
