На правах рукописи СТРУЧКОВА Ирина Васильевна 03.03.01 - Физиология

На правах рукописи
СТРУЧКОВА Ирина Васильевна
ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ
ВЕГЕТАТИВНОЙ РЕГУЛЯЦИИ
У ЗДОРОВЫХ ДЕТЕЙ
03.03.01 - Физиология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Тверь – 2013
Работа выполнена на кафедре теории и практики сестринского дела в
Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Тверская государственная медицинская академия»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
Научный
руководитель:
Макарова Ирина Илларионовна, доктор медицинских
наук, профессор, ГБОУ ВПО «Тверская государственная
медицинская академия» Минздрава России, заведующая
кафедрой теории и практики сестринского дела
Официальные
оппоненты:
Рыжов Анатолий Яковлевич, доктор биологических
наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Тверской государственный университет», заведующий кафедрой биомедицины
Макаревский Александр Борисович, кандидат биологических наук, ФГБОУ ВПО «Тверская государственная
сельскохозяйственная академия», заведующий кафедрой
физического воспитания
Ведущая
организация:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Российский университет дружбы народов»
Защита диссертации состоится « 5 » декабря 2013 г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.263.08 при Тверском государственном университете по адресу: 170002 г. Тверь, пр. Чайковского, 70/1 лит.
Б, ауд. 318.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Тверского
государственного университета по адресу: 170000, г. Тверь, ул. Володарского, 44 а.
Отзывы на автореферат направлять по адресу: 170002 г. Тверь, пр. Чайковского, 70/1 лит. Б, Тверской государственный университет, биологический факультет, диссертационный совет ДМ 212.263.08
Автореферат разослан «___» ________________ 2013 г.
Ученый секретарь диссертационного
совета, кандидат биологических наук, доцент
М.Н. Петушков
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования
Развитие и сохранение здоровья детей является весьма актуальной государственной проблемой (Баранов А.А., 2009; Параничева Т.М. и соавт.,
2011).
Оптимальный уровень деятельности функциональных систем организма
ребенка определяется состоянием регуляторных систем, в частности - вегетативной регуляции, которое рассматривается многими учеными как один из
значимых критериев здоровья ребенка, а его исследование привлекает своей
научной актуальностью (Завьялов А.В., Смирнов В.М., 2009; Сабирьянов
А.Р., Сабирьянова Е.С., 2011).
Качественные характеристики систем регуляции, их динамические особенности непосредственно связаны с процессами созревания вегетативного
аппарата центральной нервной системы, контролирующего физиологические
механизмы системной деятельности организма ребенка (Баранов А.А., Щеплягина Л.А., 2006). Так, результаты научных исследований убедительно показывают четкую связь анатомо-физиологических особенностей детей в различные периоды детства с состоянием нейрогуморальных механизмов вегетативного гомеостаза; отмечен параллелизм завершения формирования регуляторного аппарата вегетативной нервной системы (ВНС) и морфофункциональной трансформации периода полового созревания (Казин Э.М. и соавт.,
2008).
Один из наиболее информативных в настоящее время методов изучения
регуляторных систем базируется на исследовании вариабельности сердечного ритма (ВСР) и позволяет, как количественно, так и качественно охарактеризовать общую активность регуляторных механизмов, а так же активность
различных отделов ВНС (Баевский Р.М., 2008; Солодчук О.Н., Спивак Е.М.,
2012; Gerstner T., Sprenger J., Schaible T., Weiss C., Koenig S.; 2010). В многочисленных работах представлены значения различных показателей ВСР (Макаров Л.М. и соавт., 2009). Однако в течение времени менялись методологические подходы к их интерпретации, к оценке роли отдельных показателей в
обеспечении функциональных систем организма ребенка в постнатальном
онтогенезе (Шейх-Заде Ю.Р., Мухамбеталиев Г.Х., Чередник И.Л., 2009; Киселев А.Р., 2011; Налобина А.Н., Стоцкая Е.С., 2011; Zygmunt А., Stanczyk J.,
2010). Несмотря на пристальное внимание ученых к данной проблеме, многие вопросы вегетативной регуляции здоровых детей все еще остаются до
конца не изученными. Так, нуждается в уточнении нормативная база показателей ВСР у детей различных возрастных групп, динамизм вегетативного
статуса и состояние вегетативного резерва у детей в постнатальном онтогенезе (Панкова Т.Б., 2008; Yiallourou S.R., Sands S.A., Walker A.M., Horne R.S.C.,
2012).
Таким образом, комплексное изучение состояния вегетативной регуляции у здоровых детей в различные периоды его жизни может быть весьма
3
полезным в понимании физиологии развития ребенка на этапах постнатального развития (Шайхелисламова М.В., Ситдикова А.А., Ситдиков Ф.Г., 2008).
Все вышеизложенное и определило цель настоящего исследования.
Цель исследования
Дать характеристику физиологических особенностей вегетативной регуляции у здоровых детей на основе динамических изменений вариабельности сердечного ритма в различные периоды детства.
Задачи исследования
1. Определить состояние вегетативной регуляции у детей на этапах ее
формирования в течение 1-го года жизни.
2. Выявить основные закономерности состояния вегетативной регуляции у детей дошкольного возраста.
3. Определить уровень функционирования регуляторных систем у детей младшего школьного возраста.
4. Исследовать состояние вегетативной регуляции у детей подросткового возраста.
Научная новизна исследования
Автором впервые уточнены значения показателей вариабельности сердечного ритма и определены типологические особенности вегетативной регуляции у здоровых детей на 1-ом году жизни: в возрасте 5 дней, 1, 3, 6, 9 и
12 мес. жизни. Научной новизной является характеристика динамических
изменений вегетативной регуляции у детей в различные периоды детства.
Автором научно обоснованы основные закономерности функционирования
регуляторных систем: исходные параметры, степень напряжения и функциональный резерв адаптации в возрастном аспекте.
Основные положения, выносимые на защиту
1. Установлены основные параметры вариабельности сердечного ритма
для возрастных групп: 1-го года жизни, дошкольников, младших школьников
и детей подросткового возраста (13-17 лет);
2. Вегетативная регуляция у детей ассоциирована с возрастной периодизацией. В ее основе - процессы межконтурной трансформации от централизации к автономии в управлении сердечным ритмом, от умеренного преобладания центральной регуляции к умеренному преобладанию автономной
регуляции, определяющей уровень напряжения регуляторных систем и
функциональный резерв адаптации в соответствии с анатомофизиологическими особенностями соответствующего возраста.
Научно-практическая значимость исследования
В исследовании представлена база данных показателей вариабельности
сердечного ритма у детей 1-го года жизни, дошкольного и школьного возраста. Определена ассоциированность типов вегетативной регуляции с возрастом ребенка. В диссертационной работе дана характеристика закономерностей формирования вегетативной регуляции у здоровых детей в различные
периоды онтогенеза. Автором выявлены основные закономерности межкон-
4
турного взаимодействия, степени напряжения регуляции и функционального
резерва адаптации у детей различного возраста.
Соответствие диссертации Паспорту научной специальности
Диссертационное исследование соответствует пунктам 3 – «Исследование закономерностей функционирования основных систем организма» и 4 «Исследование динамики физиологических процессов на всех стадиях развития организма» паспорта специальности 03.03.01 – «Физиология».
Апробация работы
Основные положения диссертации представлены и обсуждены на V
Всероссийском симпозиуме «Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение» (Ижевск, 2011 г.), IV Международном молодежном медицинском Конгрессе «Санкт-Петербургские научные чтения – 2011» (Санкт-Петербург, 2011 г.), XV Всероссийском симпозиуме «Эколого-физиологические проблемы адаптации» (Москва, 2012 г.), V
Всероссийском с международным участием медико-биологическом Конгрессе молодых ученых «Симбиоз – Россия 2012» (Тверь, 2012 г.), ХХII съезде
Физиологического общества им. И.П. Павлова (Волгоград, 2013).
Основные положения диссертации обсуждены на межкафедральном заседании сотрудников кафедр физиологии, патологической физиологии, биологии, гистологии, эмбриологии и цитологии, химии и биохимии, педиатрии
лечебного и стоматологического факультета, поликлинической педиатрии с
основами формирования здоровья, нервных болезней и восстановительной
медицины ФПДО, педиатрии и неонатологии ФПДО, теории и практики
сестринского дела и научно-исследовательской лаборатории подростковой
медицины НИЦ Тверской государственной медицинской академии 27 июня
2013 года.
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 12 работ, из них 3 в журналах, рекомендуемых ВАК Минобрнауки РФ.
Структура и объем диссертации
Диссертация включает введение, обзор литературы, главу методы и
объём исследования, 4 главы собственных исследований, обсуждение результатов исследования, выводы и практические рекомендации. Работа изложена
на 151 странице, документирована таблицами (49) и иллюстрирована рисунками (24) и приложениями (2). Список литературы включает 168 отечественных и 27 зарубежных источников.
Автор выражает глубокую благодарность за консультативную помощь
при выполнении исследования заведующему кафедрой педиатрии и неонатологии факультета последипломного образования ГБОУ ВПО Тверская ГМА
Минздрава России доктору медицинских наук, профессору С.М. Кушниру.
5
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Материалы и методы исследования
Для решения поставленных задач проведено комплексное аналитическое контролируемое исследование 154 детей I-ой группы здоровья.
На основе возрастной периодизации (Рекомендации VII Всесоюзной
конференции по проблемам возрастной морфологии, физиологии и биохимии
АПН ССР, Москва, 1965 г.) были сформированы 4 группы детей, подлежавших обследованию: 1-го года жизни (31 ребенок), 4-7 лет (35 детей), 8-12 лет
(44 ребенка) и 13-17 лет (44 ребенка).
Критериями включения в группы исследования служили: возраст детей
от 5 дней до 17 полных лет; принадлежность к I группе здоровья (Приказ
МЗРФ №621 от 30.12.2003). Критериями исключения были: занятия спортом;
период ранней адаптации, связанный с поступлением в детское образовательное учреждение или с миграцией семьи из районов с отличающимися
климато-экологическими условиями; нетрадиционная форма обучения (программы повышенного уровня сложности); для девочек-подростков – менструация на момент исследования.
Данные о принадлежности ребенка к группе здоровья были получены на
основании заключения о состоянии здоровья ребенка по данным профилактического осмотра педиатра и врачей специалистов (Приказ МЗ и МО РФ №
186/272 от 30.06.1992) путем копирования сведений из медицинской документации (форма 112/у, ф-026/у-2000).
Исследование выполнено в 2 этапа. На первом этапе проведено лонгитудинальное исследование детей 1-го года жизни с изучением вариабельности
сердечного ритма в динамике: в 5 дней (31 ребенок), 1 мес. (25 детей) 3 мес.
(25 детей), 6 мес. (23 ребенка), 9 мес. (17 детей) и 12 мес. (22 ребенка).
На втором этапе для определения особенностей ВСР проведены одномоментные функциональные исследования детей дошкольного и школьного
возраста (2, 3 и 4 групп). Возрастная динамика показателей оценивалась путем попарного сравнения групп: 2 гр. – с 1-ой, 3-ей – со 2-ой и 4-ой – с 3-ей.
Вариабельность сердечного ритма исследовалась путем регистрации
кардиоинтервалограммы (КИГ) с помощью вегетотестера ВНС-Микро (2000
Гц, 12 бит) продолжительностью записи на коротких участках в течение 5
минут (500 кардиоциклов) и мониторингом 50 мм/с, 10 мм/мв; с антитреморной фильтрацией низкой частоты 35 Гц. 3, и последующей обработкой кардиоциклов на персональном компьютере системы Intel программой «Полиспектр» фирмы Нейрософт (Россия) версии 4.8.8.0. (Иваново, 2006). Экстрасистолы из анализа были исключены. Изучались показатели фоновой, активной ортостатической пробы, тилт-теста.
Интерпретации подлежали следующие показатели кардиоинтервалограммы: гуморального канала регуляции Мо (с); нейрогенной симпатической
АМо (%), парасимпатической Х (с) активности; а так же интегральные по6
казатели - ПАПР (АМо/Мо, усл. ед.), характеризующий путь реализации центрального стимулирования, стресс-индекс SI (АМо/2*Мо*Х, усл.ед.), индекс
вегетативного равновесия КМ (АМо/Х, усл.ед.). Активность автономного
контура оценивалась по данным показателей ритмограммы: коэффициента
вариации CV (%); межинтервальных различий RMSSD (мс) и стандартного
отклонения SDNN (мс). Из данных спектрограммы анализировали показатель
суммарной активность нейрогуморальных влияний на сердечный ритм ТP
(мс2), его компоненты - мощность волн спектра в диапазоне высоких HF
(мс2,%), низких LF (мс2,%) и «очень» низких VLF (мс2,%) частот, интегральные показатели - индекс вегетативного баланса LF/HF, индекс централизации
IC ((HF+LF)/VLF), индекс активации подкорковых структур ISCA (LF/VLF).
Исходный вегетативный тонус (ИВТ), как один из интегральных параметров ВНС, определяли по показателю SI, усл.ед. с выделением ваготонического (ВТ), эйтонического (ЭТ), симпатикотонического (СТ) и гиперсимпатикотонического (ГСТ) типов ИВТ (Баевский Р.М. и соавт., 2003).
Оценка степени напряжения регуляторных систем детского организма
была основана на определении по данным показателей SI (усл.ед.) и VLF
(мс2) по методике Шлык Н.И. (2009) типа вегетативной регуляции: умеренного или выраженного преобладания центральной регуляции (I и II тип), умеренного или выраженного преобладания автономной регуляции (III и IV тип).
Как показатель напряженности вегетативного баланса исследовалась структура спектра ВСР - HF(%) : LF(%) : VLF(%).
Функциональный резерв адаптации оценивался по данным кардиоинтервалографии тилт-теста (у детей 1-го года жизни) и активной ортостатической пробы (у детей от 4 до 17 лет), с определением вегетативной реактивности (ВР) и ее интерпретацией, как нормотонической (НТ), гиперсимпатикотонической или асимпатикотонической (АСТ) по критериям Е.А. Соболевой
(1984) и С.М. Кушнира, Л.К. Антоновой (2007) - для подросткового возраста.
Статистическая обработка полученных результатов проводилась с использованием прикладного программного обеспечения: системы компьютерной математики MATLAB, v.6.5 с пакетом расширения Statistics Toolbox;
программы WinPEPI v.10.01 (DESCRIBE Version 2.33). Для анализа и интерпретации данных были использованы методы описательной статистики (расчет среднего значения, ошибки, квадратичное и стандартного отклонения,
медианы и квартилей), метод однофакторного дисперсионного анализа с использованием процедуры Будстреп, однофакторного дисперсионного анализа
Краскала-Уоллиса (Kruskal-Wallis), не накладывающего ограничений на распределение генеральных выборок. Проверка статистических гипотез осуществлялась непараметрическими методами (критерии Мана-Уитни, Вилоксона). При сравнении выборочных долей использован непараметрический
критерий 2. Статистически значимыми считали различия при р<0,05.
7
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
При определении параметров ВСР оказалось, что здоровым детям 1-го
года жизни была свойственна централизация в управлении сердечным ритмом, сопровождавшаяся высокими значениями показателей амплитуды моды
АМо (от 50,8±4,41 до 63,2±2,98 %), стресс-индекса SI (от 303,5±69,4 до
570,2±68,4 усл.ед.) и низкими значениями индексов централизации IC (от
0,54±0,08 до 1,24±0,20) и активации подкорковых структур ISCA (от
0,43±0,07 до 0,91±0,14). Было так же установлено, что ИВТ у детей на 1-ом
году жизни характеризовался преобладанием ГСТ (у 96,0% - 58,8% детей).
Об активности центрального контура вегетативной регуляции говорили и
высокие значения волнового компонента спектра в диапазоне «очень» низких
частот VLF (от 897,9±169,6 до 2682,9±612,9 мс2 и от 50,4±3,2 до 68,5±2,5%),
расцениваемые, как явление гиперадаптации.
Исследование показало, что динамические изменения, иллюстрирующие начальный этап совершенствования механизмов нейроэндокринной регуляции у здоровых детей, проявились уже в период с 5 дней до 3-х мес. жизни в виде снижения активности гуморального канала центрального стимулирования по отношению к нейрогенному каналу (согласно снижению
АМо/Мо, усл.ед. и росту Мо, с, все р<0,05) и некоторого снижения гиперадаптации (снижение VLF, мс2 и %, р<0,05).
Последующий динамизм изменений состояния регуляторных систем организма ребенка, как было установлено, охватывал возраст 3-6-9 мес. жизни
и заключался в постепенном снижении активности центрального контура
вегетативной регуляции в управлении сердечным ритмом (снижение АМо, с;
SI, усл.ед. и рост IC, ISCA, все р<0,05). Важно отметить, что снижение централизации в этот период сопровождал дебют активации автономного контура вегетативной регуляции, подтверждаемый данными спектрального анализа ВСР (ТР, мс2 и HF, мс2, %), а так же показателями ритмограммы (СV,%;
SDNN, мс; RMSSD, мс) и КИГ (Х, с; АМо/Х, усл.ед.). Для всех показателей р<0,05. Немаловажно добавить, что статистически значимое снижение
гиперадаптации, согласно VLF (мс2 и %), у здоровых детей приходилось на
возрастной период 3 и 6 мес. жизни.
К 6-му мес. жизни ребенка так же отмечен прирост гуморальной стимуляции и усиление взаимодействия центрального и автономного контуров регуляции сердечного ритма (рост Мо, с, р<0,05). Выявленное изменения активности надсегментарного и сегментарного уровней управления ритмом
сердца у детей обусловили существенное снижение симпатопарасимпатического баланса (по данным LF/HF и АМо/Х, усл.ед, р<0,05) к
возрасту 9 месяцев.
Известно, что одной из основополагающих характеристик вегетативной регуляции является степень напряжения регуляторных систем. О ее высоком уровне у детей 1-го года жизни свидетельствовали полученные значе8
ния SI (усл.ед.), LF/HF, индексов IC и ISCA, а так же доминирование в структуре спектра ВСР мощности волн «очень» низкой (VLF, %) и низкой частот
(LF,%), и преобладание у большинства здоровых детей (от 70,6 до 96,0 %) I
типа регуляции. Существенное снижение степени напряжения регуляторных
систем было отмечено у детей так же к 6 и 9-му мес. жизни.
Как оказалось, свойственный детям 1-го года жизни уровень функционирования регуляторных систем обеспечивал достаточный, на наш взгляд,
функциональный резерв адаптации, а именно: от 29,4 до 64,0% детей на 1-ом
году имели НТ и от 32,0 до 69,6% - ГСТ тип ВР. Выявленное в период от 6-ти
до 9 мес. жизни ребенка изменение ВР наводило на мысль о параллелизме
изменений резерва адаптации у здоровых детей 1-го года жизни и динамизма
межконтурного взаимодействия, гиперадаптации и степени напряжения регуляторных систем.
Исследования показали, что изменения в системе вегетативной регуляции у детей в последующие 9-12 мес. жизни носили менее выраженный характер. Так о некотором снижении парасимпатической активности в этот период можно было предположить лишь на основании уменьшения значения
показателя RMSSD (мc), происходившем на фоне снижения нейрогенных
симпатических модуляций сердечного ритма (АМо,%) и степени напряжения
регуляции (SI, усл.ед.), что в сочетании демонстрировало стабилизацию в
формировании исходных параметров регуляции к 12 мес. жизни ребенка. Для
всех показателей р<0,05.
Анализ результатов изучения ВСР у здоровых детей 1-го года жизни
показал, что централизация в управлении сердечным ритмом и процессы гиперадаптации, определяя уровень напряженности регуляции и функциональный резерв адаптации, являются суммарным отражением целесообразности
контролирующей роли вегетативной регуляции в условиях уязвимости организма ребенка в важнейший критический период начала его постнатального
развития.
В ходе дальнейшей работы получены данные, позволившие установить,
что процессы преобразования межконтурного взаимодействия, выявленные у
детей 1-го года жизни, имели продолжение и в дошкольном периоде детства.
Изучение ВСР здоровых детей 4-7 лет, при сравнении с данными детей
12 мес. жизни, выявило усиление в дошкольном возрасте связи между обоими контурами управления сердечным ритмом (рост Мо, с - на 44,2%, р<0,05)
на фоне роста гуморальных влияний (рост Мо, с; снижение АМо/Мо, усл.ед.
– на 43,0%, р<0,05), значимость которых, возможно, обусловлена созреванием и функциональной активацией к этому периоду жизни звеньев эндокринной системы. При этом роль нейрогенного симпатического канала центрального стимулирования (АМо, %) в обследуемой группе снижалась на 18,3%
(р<0,05).
Выявленные при исследовании снижение значений показателей нейрогенной симпатической активности (АМо,%), коэффициента монотонности
9
(АМо/Х, усл.ед.), стресс-индекса (Si, усл.ед. – на 75,0%) и повышение значений индексов централизации (IC – на 241,9%) и степени активации подкорковых структур (ISCA – на 84,5%) давали основание судить о значительном
ослаблении стимулирующих влияний центрального контура вегетативной
регуляции на сердечный ритм у здоровых детей дошкольного возраста (все
р<0,05). Следует заметить, что показательным в отношении изменения уровня функционирования регуляторных систем организма, можно считать значительное снижение в исследуемой группе доли детей с ГСТ ИВТ до 11,4%
(р<0,05), а так же определяемую у 57,1% обследованных ЭТ направленность
ИВТ. Установленный при анализе полученных данных факт снижения на
30,1% (р<0,05) показателя относительной мощности волн спектра в диапазоне «очень» низких частот (VLF,%), на наш взгляд, следует рассматривать
как ослабление гиперадаптации, свойственное детям этой возрастной группы.
Данные о снижении степени напряжения у детей дошкольного возраста
были получены на основании уменьшения значений показателей SI (усл.ед.),
VLF (%), LF/HF и роста индексов IC, ISCA, ассоциированных с указанными
изменениями межконтурного взаимодействия (все р<0,05).
Одним из важных характерологических отличий вегетативного гомеокинеза здоровых детей дошкольного возраста следует считать впервые установленное в исследовании доминирование автономного контура регуляции в
структуре волнового спектра с превалированием высокочастотного парасимпатического компонента (HF,% > LF,% > VLF,%), связанное, вероятно, с завершением становления тонуса центров блуждающего нерва (рисунок 1).
Рисунок 1 - Соотношение компонентов волнового спектра ВСР (%) у
детей различных возрастных групп (фоновая проба)
Примечание – Здесь (и на рисунках 2 и 3) * - статистическая значимость
различий (р<0,05) с данными предшествующей по возрасту группы
Активацию парасимпатических модуляций у детей дошкольного возраста подтверждали так же и изменения ряда показателей кардиоинтервало-,
ритмо- и спектрограмм: снижение АМо/Х, усл.ед. (на 64,8%), LF/HF (на
79,7%) и прирост Х, с (на 112,5%), RMSSD, мс (на 122,2%), HF, мс2 (на
10
608,4%) и HF,% (на 31,8%), CV, % (на 19,4%). Во всех случаях р<0,05. К
этому следует добавить, что выявленное доминирование автономного контура вегетативной регуляции определяло существенное снижение симпатопарасимпатического баланса, что подтверждалось данными КИГ и спектрограммы (LF/HF, АМо/Х, усл.ед.).
Исходя из данных о состоянии вегетативной регуляции, был определен
свойственный детям 4-7 лет тип регуляции. Как оказалось в сравнении с
детьми 12 мес. жизни у дошкольников число детей с умеренным преобладанием автономной регуляции (III тип) увеличилось на 58,4%, р<0,05 (рисунок
2).
Рисунок 2 - Типы регуляции у детей различных возрастных групп
Было установлено, что уровень функционирования систем организма,
свойственный детям дошкольного возраста, обеспечивал НТ ВР у 40,0% детей этой возрастной группы (рисунок 3).
Рисунок 3- Вегетативная реактивность у детей различных возрастных
групп
Как видно из данных, приведенных на рисунке 3, у 51,4% здоровых детей дошкольного возраста реакция на ортопробу носила АСТ характер.
Неоднозначность данного факта, на наш взгляд, следует трактовать как реак11
цию на переход от высокого уровня регуляции (централизации) к более умеренному - автономному. В основе этого перехода – изменение уровня энергетических затрат: высоких - при выраженной СТ и экономизированных - при
доминировании вагусной активности.
Таким образом, дошкольный возраст характеризовался выраженными,
основополагающими изменениями в системе вегетативной регуляции: снижением центрального и доминированием автономного контуров, значительной активизацией парасимпатической активности, усилением взаимодействия контуров регуляции.
В ходе дальнейшего исследования было установлено, что у здоровых
детей младшего школьного возраста сохранялась основная направленность
динамизма формирования вегетативной регуляции.
Так, у детей исследуемой возрастной группы были выявлены более высокие, в сравнении с детьми дошкольного возраста, значения показателя Мо,
с (на 19,5%, р<0,05), свидетельствовавшие о дальнейшем усилении межконтурного взаимодействия. Статистически значимыми оказались данные, указывавшие на повышение значимости гуморального и снижение активности
нейрогенного симпатического канала регуляции (снижение АМо/Мо, усл.ед.
– на 59,4%, АМо, % - на 27,7%; все р<0,05).
Анализ данных показал, что у детей этой возрастной группы, также как
и в дошкольном возрасте, отмечалось снижение явлений централизации
(снижение АМо, % - на 27,7%; SI, усл.ед. – на 79,1%; рост IC – на 30,6% и
ISCA – на 29,3%; все р<0,05) и нарастание влияний автономного контура
(RMSSD, мс). Следует отметить, что судя по показателю RMSSD (мс), в этом
возрасте заметно снижается темп прироста парасимпатической активности до
45,6% в сравнении с дошкольным возрастом, где прирост показателя в сравнении с данными детей 12 мес. составлял 122,2%, что также подтверждалось
и снижением величины показателя суммарного эффекта регуляции CV (%) на
18,1% (р<0,05).
В целом было отмечено снижение исходного уровня функционирования
систем вегетативной регуляции у детей данной возрастной группы, характеризовавшееся приростом (р<0,05) числа детей с ВТ ИВТ до 22,7% и снижением (р<0,05) доли СТ до 2,3%, при выявленном у 75,0% детей ЭТ ИВТ.
Говоря о динамизме процессов становления уровня вегетативной регуляции, следовало констатировать и дальнейшее ослабление степени напряженности регуляторных систем у детей младшего школьного возраста, определяемое интегральными показателями SI (усл.ед), IC и ISCA при сохранении
структуры частотных компонентов в суммарной мощности волнового спектра сердечного ритма (HF,% > LF,% > VLF,%) и доминирования (43,8%)
мощности волн высокочастотного диапазона HF, % (рисунок 1). Важно отметить, что в группе детей младшего школьного возраста на 28,0% (р<0,05)
увеличилось по сравнению с данными дошкольной группы число детей с оптимальным, III типом регуляции и составило 90,9% (рисунок 2).
12
Исследование функционального резерва регуляторных систем, позволяло констатировать увеличение на 28,2% (р<0,05) числа детей с НТ реакцией
на ортостаз, а так же уменьшение в исследуемой группе удельного веса детей
с АСТ ВР до 22,7% (рисунок 3).
Таким образом, в группе детей младшего школьного возраста происходило дальнейшее формирование систем вегетативной регуляции с усилением
межконтурного взаимодействия, снижением централизации и усилением
процессов автономии.
Возраст 13-17 лет у здоровых детей характеризуется как период пролонгирования процессов усиления взаимодействия центрального и автономного контуров управления (прирост Мо, с на 7,2%, р<0,05) с повышением
роли гуморального канала стимулирования (Мо, с; рост АМо/Мо, усл.ед. – на
25,6%, р<0,05) и снижением модуляций по нейрогенному симпатическому
каналу (снижение АМо, % на 17,3%, р<0,05). В то же время, у подростков
снижение процессов централизации менее выражено и подтверждается лишь
снижением показателя АМо (%) на 17,3% (р<0,05). При этом такие показатели как SI (усл.ед.), LF/HF, IC и ISCA остаются на уровне данных предыдущей
возрастной группы, как и, в целом, состояние напряжения регуляторных систем.
Важно отметить, что отличительной особенностью вегетативной регуляции, свойственной подростковому возрасту, следует считать статистически
значимое, хотя и весьма умеренное повышение показателя VLF, мс2 и %, соответственно на 32,9% и 19,7% (р<0,05), рассматриваемое как явление гиперадаптации. Следует полагать, что гиперадаптация имеет защитный характер
у детей в наиболее значимые периоды развития детского организма – начала
постнатальной жизни (на 1-ом году) и морфофункциональной перестройки
периода полового созревания. К этому следует добавить, что у детей подросткового возраста неизменным оставалось преобладание HF-компонента в
структуре волнового спектра (рисунок 1) и характерный для большинства
детей (81,1%) III тип вегетативной регуляции (рисунок 2).
Кроме того, полученные данные свидетельствуют о расширении диапазона функциональных возможностей у здоровых подростков - в исследуемой
группе доля детей с АСТ ВР снизилась почти в 10 раз, при росте доли ГСТ
ВР в 3 раза, р<0,05. Как и в младшем школьном возрасте преобладающим
(70,5%) был НТ тип ВР (рисунок 3).
Таким образом, на основании динамических возрастных изменений ВСР
можно полагать, что подростковым периодом, вероятно, завершается процесс
формирования оптимального уровня вегетативной регуляции.
В ходе работы оказалось, что у здоровых детей состояние активности
бульбарных центров продолговатого мозга соответствует изменениям основных параметров вегетативной регуляции. Так установлено, что признаки
активизации сосудодвигательного центра у детей регистрировались уже в
возрасте 3-х, 6-ти и 9-ти месяцев жизни (согласно LF, мс2,% и ISCA, при
р<0,05). Повышение к 6 и к 9 месяцам жизни ребенка показателя HF, %, мс2
13
(р<0,05) позволило говорить об усилении у этих детей влияния дыхания на
сердечный ритм. В дошкольном возрасте отмечено усиление выявленных
процессов. У детей младшего школьного возраста, согласно ISCA, прирост
активности вазомоторного центра был на 84,5% (р<0,05) меньше, чем у дошкольной возрастной группы. Тогда как в подростковом периоде изменений
активности бульбарных центров, согласно исследованным показателям, не
отмечалось. Анализируя данные, можно предположить, что интенсивное
формирование процессов саморегуляции и становление обратной биологической связи начинается уже в детском возрасте и максимально выражено у
детей на 1-ом году жизни и в период 4-7 лет.
Касаясь вопроса о различиях формирования вегетативной регуляции у
здоровых детей в зависимости от пола, следует констатировать, что таковые, согласно показателям ВСР, впервые отмечены у детей 8-12 лет. О более
высоком уровне активности автономного контура регуляции у мальчиков
этого возраста свидетельствовали данные показателей ∆X (с), CV (%),
RMSSD (мс), TP (мс2), HF (мс2 и %), АМо/∆X (усл.ед.), LF/HF. Все р<0,05.
Для девочек 13-17 лет был характерен более высокий уровень централизации
управления сердечным ритмом (VLF %; IC; ISCA; Х, с, все р<0,05), что вероятно связано с более ранним началом гормональных пубертатных трансформаций.
Таким образом, в ходе исследования выявлены основные закономерности возрастной динамики вегетативной регуляции у здоровых детей, в основе
которой - гармонизация межконтурного взаимодействия в сторону доминирования автономного контура регуляции, снижение процессов регуляторной
напряженности и повышение функционального резерва адаптации. Полученные результаты исследования позволили еще ближе подойти к пониманию
процессов становления вегетативной регуляции у здоровых детей в различные периоды детства.
ВЫВОДЫ:
1. Состояние регуляторных систем у здоровых детей на 1-ом году жизни характеризуется выраженной напряженностью вегетативного гомеокинеза, обусловленной процессами централизации и гиперадаптации с умеренным
центральным типом регуляции и доминированием в спектре сердечного ритма волнового компонента в диапазоне «очень» низких частот. У здоровых
детей 1-го года жизни следует выделить период 3-9 месяцев – период дебюта
динамических изменений функциональной структуры вегетативной регуляции, заключающийся в снижении активности центральной стимуляции и
адаптационной напряженности регуляторных систем с активизацией парасимпатических влияний автономного контура, обеспечивающих оптимальный уровень функционального резерва адаптации.
2. Динамизм вегетативного гомеокинеза у здоровых детей дошкольного
и младшего школьного возраста направлен на дальнейшую оптимизацию
14
управляющих воздействий, проявляющуюся снижением процессов централизации и гиперадаптации, повышением роли автономного контура вегетативной регуляции с нарастанием активности гуморального канала регуляции и
уменьшением функциональной значимости нейрогенного симпатического
пути центрального стимулирования, суммарный эффект которых детерминировал снижение степени напряжения и усиление межконтурного взаимодействия регуляторных систем.
3. Переходные регуляторные процессы, эйтонический характер которых детерминирован гармонизацией симпато-парасимпатического баланса у
57,1% здоровых детей дошкольного и 75,0% младшего школьного возраста,
инициируют формирование оптимальных режимов работы функциональных
систем организма ребенка и реализуются существенным (на 33,2%) приростом вегетативных воздействий на вазомоторный центр и большего вклада (в
6 раз) дыхательных волн в суммарное влияние на сердечный ритм у детей 4-7
лет и умеренным преобладанием автономной регуляции у подавляющего
большинства (90,9%) детей 8-12 лет.
4. Уровень функционирования регуляторных систем у здоровых детей
подросткового возраста характеризуется дальнейшей активацией межконтурного взаимодействия, ассоциированного с доминированием активности
автономного контура, нарастанием процессов гиперадаптации, существенным повышением функционального резерва и повышением гуморальной активности, обусловленных морфофункциональной перестройкой, свойственной детям данной возрастной группы.
5. Формирование систем регуляции сердечного ритма у здоровых детей
происходит немонотонно, за счет последовательного включения различных
уровней регуляции и звеньев регуляторного процесса в соответствии с общими принципами онтогенеза, в зависимости от потребностей социальносредового развития и определяется степенью зрелости вегетативного гомеостаза. Можно выделить возрастные этапы с наибольшей интенсивностью
трансформаций регуляторных систем (9 мес., 4-7 лет) и со снижением их активности (5 дн. - 3 мес., 12 мес., 8-12 лет).
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
1. Рекомендовать кафедрам педиатрического профиля Тверской государственной медицинской академии на основе полученных данных по вариабельности сердечного ритма разработать скрининг-программу оценки состояния адаптации здоровых детей.
2. Главным врачам лечебных учреждений использовать полученные
данные о состоянии вегетативной регуляции у здоровых детей в качестве
дополнительного критерия оценки уровня здоровья ребенка.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
15
1. Антонова, Л.К. Критерии прогноза неблагоприятного исхода у новорожденных в критическом состоянии / Л.К. Антонова, С.М. Кушнир, А.Н.
Малинин, Н.И. Кулакова, И.В. Стручкова // Актуальные проблемы педиатрии: материалы XV конгресса педиатров России (14-17 февраля 2011 г.). М.,
2011. С. 25.
2. Антонова, Л.К. Вариабельность сердечного ритма новорожденных
с различным уровнем здоровья / Л.К. Антонова, С.М. Кушнир, И.В. Стручкова, Е.А. Близнецова // Вариабельность сердечного ритма: теоретические
аспекты и практическое применение: материалы V Всероссийского симпозиума (26-28 окт. 2011 г.). Ижевск, 2011. С. 19-20.
3. Антонова, Л.К. Некоторые показатели вариабельности ритма сердца
здоровых новорожденных / Л.К. Антонова, И.И. Макарова, Н.И. Кулакова,
И.В. Стручкова // XXI съезд физиологического общества им. И.П. Павлова:
тез. докл. (19-25 сент. 2010 г.). М.-Калуга: БЭСТ-принт, 2010. С. 334.
4. Кушнир, С.М. Здоровые подростки и вариабельность сердечного
ритма / С.М. Кушнир, Л.К.Антонова, И.В. Стручкова, А.А. Бекетова // Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение: материалы V Всероссийского симпозиума (26-28 окт. 2011 г.).
Ижевск, 2011. С. 89-90.
5. Кушнир, С.М. Особенности вариабельности ритма сердца у подростков / С.М. Кушнир, И.И. Макарова, Н.И. Кулакова, И.В. Стручкова // XXI
съезд физиологического общества им. И.П. Павлова: тез. докл. (19-25 сент.
2010 г.). М.-Калуга: БЭСТ-принт, 2010. С. 339.
6. Кушнир, С.М. Состояние вегетативной регуляции сердечного
ритма у здоровых детей в различные периоды детства / С.М. Кушнир,
И.В. Стручкова, И.И. Макарова, Л.К. Антонова // Научные ведомости
Белгородского государственного университета. Сер. «Естественные
науки», 2012. Вып. 18, № 3 (122). С. 161-165.
7. Макарова, И.И. Состояние вариабельности сердечного ритма у
здоровых подростков / И.И. Макарова, И.В. Стручкова, С.М. Кушнир,
А.А. Бекетова // Вестник ТвГУ. Сер. «Биология и экология», 2011.
Вып.24, №32. С. 37-43.
8. Стручкова, И.В. Состояние функционального резерва адаптации по
данным вариабельности сердечного ритма у здоровых детей 8-17 лет // Эколого-физиологические проблемы адаптации: материалы XV Всероссийского
симпозиума (6-9 июня 2012 г.). М.: РУДН, 2012. С. 210.
9. Стручкова, И.В. Исследование вариабельности ритма сердца у здоровых школьников подросткового возраста / И.В. Стручкова, А.А. Бекетова //
Санкт-Петербургские научные чтения – 2011: материалы IV Международного медицинского конгресса (7-9 декабря 2011 г.). С.-Пб., 2011. С. 357.
10. Стручкова, И.В. Состояние вегетативной регуляции сердечного
ритма у здоровых 3-х месячных младенцев // Симбиоз – Россия 2012: материалы V Всероссийского медико-биологического Конгресса молодых ученых
(3-8 декабря 2012 г.). Тверь: Заповедник Времени, 2012. С. 65-67.
16
11. Макарова, И.И. Состояние вегетативной регуляции сердечного
ритма у здоровых детей школьного возраста / И.И. Макарова, С.М.
Кушнир, И.В. Стручкова, Е.В. Усова // Вестник ТвГУ. Сер. «Биология и
экология», 2012. Вып.27, №23. С. 21-27.
12. Макарова, И.И. Состояние вегетативной регуляции сердечного ритма
у здоровых детей 9 месяцев жизни / И.И. Макарова, И.В. Стручкова // ХХII
съезд Физиологического общества им. И.П. Павлова: тезисы докладов – Волгоград: Изд-во ВолгГМУ, 2013. С. 316-317.
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АСТ – асимпатикотония
ВНС – вегетативная нервная система
ВР – вегетативная реактивность
ВСР – вариабельность сердечного ритма
ВТ - ваготония
ГСТ – гиперсимпатикотония
ИВТ – исходный вегетативный тонус
КИГ – кардиоинтервалограмма
НТ – нормотония
СТ – симпатикотония
ЭТ – эйтония
17
Отпечатано методом оперативной полиграфии.
ООО «Фаэтон Услуги», г.Тверь, ул. Советская, 21
Подписано в печать 25.10.2013 г.
Формат 60х90/16 Усл. печ. л. 1
Бумага офсетная
Тираж 100 экз. Заказ № ФУ-251