Scientific journal
Fundamental research
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,222

STUDY OF INDICATORS OF THE FUNCTIONAL STATE OF THE AUTONOMIC NERVOUS SYSTEM UNDER VARIOUS PSYCHOEMOTIONAL CONDITIONS DEPENDING ON BODY MASS INDEX

Dimitriev D.A. 1 Karpenko Y.D. 1 Dimitriev A.D. 1
1 The Chuvash state pedagogical university of I.Y. Yakovlev
Работа посвящена изучению функционального состояния вегетативной нервной системы в разных психоэмоциональных условиях в зависимости от антропометрических показателей. Было обследовано 439 практически здоровых студенток и 112 студентов педагогического вуза в межсессионный период и во время экзамена. В исследовании определялись: индекс массы тела (ИМТ), систолическое (САД) и диастолическое (ДАД) артериальное давление, вегетативный индекс Кердо (ВИК) и стресс-индекс (SI). По результатам определения ИМТ сформированы три группы обследованных. В первую группу вошли студенты с низким ИМТ, во вторую – с нормальным ИМТ и в третью – с повышенным ИМТ. Качественная оценка индекса массы тела (ИМТ) показала, что большинство студентов (82,26 %) имели нормальное значение ИМТ, у 11,29 % ИМТ был снижен, а у 6,4 % – повышен. Установлено, что показатели САД и ДАД во всех группах в период экзамена по сравнению с межсессионным периодом имеют тенденцию к увеличению. Результаты вычисления статистики Краскела‒Уоллеса позволяют заключить, что уровни САД как перед экзаменом, так и в межсессионный период зависят от индекса массы тела (H = 8,33; p = 0,018). Установлено, что по сравнению с межсессионным периодом в условиях экзаменационного стресса произошло достоверное повышение среднего значения ВИК и SI. Сдвиги значения ВИК и SI были максимальными во время экзамена у студентов с низким ИМТ.
The functional state of the autonomic nervous system under various emotional conditions in relation to anthropometric indicators was studied in 439 apparently healthy female and 112 male students from a pedagogical university during the exam and non-exam periods. Measurements of the body mass index (BMI), systolic (SBP) and diastolic (DBP) blood pressure levels, the vegetative index of Kerdo (VIK) and the stress index (SI) were taken. All the participants were placed into one of three groups based on BMI scores: group 1 – with lower BMI scores, group 2 – with normal BMI scores, group 3 – with higher BMI scores. A qualitative evaluation of BMI reveals that the majority of the students (82,26 %) have normal BMI scores, while 11,29 % have lower and 6,4 % have higher BMI scores. The study findings also suggest that SBP levels have a tendency to increase in all the groups during the exam period. The Kruskal-Wallis analysis allows to conclude that SBP levels before the exam period and in the non-exam period depend on BMI (H = 8,33; p = 0,018). It is further established that compared to the non-exam period, exam stress significantly increases the average VIK and SI scores. VIK and SI shifts reach the maximum during the exam period in students with lower BMI scores.
students
body mass index
emotional conditions
autonomic nervous system
vegetative index of Kerdo
stress index
1. Baevsky R.M. Guidelines for heart rate variability analysis using various electrocardiographic systems. Vestnik aritmologii, 2002, no. 24, pp. 65–86.
2. Denisov B.P. Evaluation of the health status of Russia’s population. Klinicheskaya epidemiologiya i sostoyanie zdorov’ya, 2005, no. 3, pp. 31–36.
3. Kapilevich L.V., Shpil’ko V.G., Kabachkova A.V. Physiological monitoring and health preservation activity monitoring in the process of physical education of students. Bulleten’ Sibirskoi Mediciny, 2011, no. 4, pp. 76–82.
4. Nozdrachev A.D., Shcherbatykh Y.V. Modern methods of evaluating the functional state of the autonomic nervous system. Fiziologiya cheloveka, 2001, Vol. 27, no. 6, pp. 95–101.
5. Carroll D., Phillips A.C., Der G. Body mass index, abdominal adiposity, obesity, and cardiovascular reactions to psychological stress in a large community sample // Psychosom. Med. 2008. Vol. 70. no. 6. рр. 653–660.

В последние годы отмечается рост внимания к проблеме адаптации подрастающего поколения к разным условиям реальной жизни [2]. Часть исследований в этой области посвящено оценке динамики функционального состояния организма в условиях обучения в вузе [3, 4]. При этом одним из важнейших признаков адаптации рассматривается характер изменений в состоянии вегетативной нервной системы (ВНС). В интегральной оценке функционального состояния ВНС используют методы определения вегетативного индекса Кердо (ВИК) и вариабельности сердечного ритма (ВСР) [1, 3, 4]. В то же время изучение состояния ВНС от индекса массы тела (ИМТ) у студентов практически не рассматриваются.

Целью настоящей работы было исследование функционального состояния ВНС в межсессионный период и в условиях экзаменационного стресса в зависимости от ИМТ.

Материалы и методы исследования

В исследованиях приняли участие 439 практически здоровых студенток и 112 студентов I–V курсов Чувашского государственного педагогического университета им. И.Я. Яковлева.

Вариабельность сердечного ритма (ВСР) исследовалась на компьютерном электрокардиогорафе «Поли-Спектр» фирмы «Нейрософт». Обследование показателей ВСР у студентов с соответствии с общепринятыми рекомендациями [1] проводилось в межсессионный период и во время ожидания экзамена. Измерение систолического и диастолического артериального давления (САД и ДАД) осуществлялось с помощью автоматического тонометра ВР 3ВТО-А фирмы Microlife. Определение роста проводилось с помощью ростомера РМ-2 и массы тела с использованием напольных весов TANITA HD-366 с соблюдением стандартных требований.

Статистическая обработка данных проводилась с использованием пакета профессиональной статистики «Statistica for Windows». Степень достоверности различий показателей ВСР в зависимости от ИМТ нами была оценена с использованием непараметрического дисперсионного анализа Крускала‒Уоллеса с применением критерия знаков.

Результаты исследования и их обсуждение

По результатам исследования массы и роста тела у студентов установлено, что среднее значение индекса массы тела составило 21,13 ± 0,18 (95 % Д.И. 20,78–21,48). Анализ распределения и проверка полученных данных на нормальность с применением критерия Колмогорова‒Смирнова позволила установить, что распределение значений индекса массы тела у студентов нормальное, что указывает на возможность применения к анализу значений данного показателя методов параметрической статистики (d = 0,07; р > 0,2).

Качественная оценка ИМТ на основе рекомендаций ВОЗ показала, что большинство студентов (82,26 %) имели нормальное значение ИМТ, у 11,29 % ИМТ был снижен, а у 6,4 % – повышен.

Для характеристики функционального состояния ВНС нами были использованы показатели артериального давления. При этом мы руководствовались научным представлением о том, что одной из важнейших функций ВНС является регуляция деятельности сердца и сосудистого тонуса [1].

Результаты исследований систолического и диастолического давления в межсессионный период и перед экзаменом у групп с разным уровнем индекса массы тела (ИМТ) приведен в табл. 1.

Таблица 1

Уровни систолического и диастолического давления в межсессионный период и перед экзаменом у групп с разным уровнем ИМТ

Показатель

В межсессионный период

В условиях экзамена

САД

ДАД

САД

ДАД

ИМТ низкий

113,6 ± 2,17

74,42 ± 1,64

114,44 ± 1,86

76,61 ± 1,49

ИМТ нормальный

113,62 ± 0,88

73,02 ± 0,66

114,78 ± 0,82

75,12 ± 0,61

ИМТ повышенный

120,95 ± 2,92

76,86 ± 2,44

122,91 ± 2,61

78,17 ± 2,14

Из данных табл. 1 следует, что уровни систолического давления у каждой группы с разным индексом массы тела в период экзамена по сравнению с межсессионным периодом имеют тенденцию к увеличению. Однако это увеличение во всех группах, отличавшихся по ИМТ, не достоверно. Так, показатели статистической значимости различий между значениями САД в межсессионный период и САД перед экзаменами у студентов с низким ИМТ составили Z = 0,20 и p = 0,84, у студентов с нормальным ИМТ – Z = 1,19 и p = 0,23 и у студентов с повышенным ИМТ – Z = 0,89 и p = 0,37. Статистический анализ различий уровней ДАД для сравниваемых периодов исследований у лиц, относящихся к группам с разным индексом массы тела, в пределах каждой группы показал некоторое увеличение перед экзаменом. При этом статистические показатели достоверности увеличения ДАД перед экзаменом для группы с низким ИМТ составили Z = 1,41 и p = 0,15, для группы с нормальным ИМТ – Z = 3,36 и p = 0,0007 и для группы с повышенным ИМТ – Z = 1,17 и p = 0,24. Из этих данных следует, что достоверное увеличение ДАД перед экзаменом отмечено в группе с нормальным ИМТ. Из приведенных выше данных можно заключить, что в пределах каждой группы с разным уровнем ИМТ по показателям САД и ДАД имеет место слабая реакция на условия экзамена. Исключением из этого является характер изменения ДАД в группе с нормальным ИМТ.

Далее нами был осуществлен статистический анализ уровней систолического и диастолического давления между группами с разным индексом массы тела в межсессионный период и перед экзаменом. Значения САД в межсессионный период зависят от уровня ИМТ: в группе с повышенным ИМТ составило 120,95 ± 2,92 мм рт. ст, тогда как в группах с низким и нормальным ИМТ составили соответственно 113,6 ± 2,17 и 113,62 ± 0,88 мм рт. ст. Эти данные свидетельствуют о том, что в межсессионный период уровни САД зависят от ИМТ, что подтверждается результатами статистического анализа (H = 6,70; p = 0,03). Аналогичное обсуждение уровней САД перед экзаменом позволяет отметить установленные закономерности межсессионного периода: в группах с низким ИМТ и нормальным ИМТ значения САД были меньше, чем в группе с повышенным ИМТ. Результаты вычисления статистики Краскела‒Уоллеса позволяют заключить, что уровни САД как перед экзаменом, так и в межсессионный период зависят от индекса массы тела (H = 8,33; p = 0,018).

Результаты сравнения групп с разным уровнем ИМТ по значениям ДАД показали, что в межсессионный период уровни ДАД у лиц, относящихся к группам с разным уровнем ИМТ, достоверно не отличаются (H = 2,87; p = 0,237). Результаты статистического анализа зависимости ДАД от ИМТ перед экзаменом также не выявили влияния достоверной зависимости между изучаемыми показателями (H = 2,20; p = 0,33). Однако они позволяют отметить, что в динамике ДАД во всех группах с разным уровнем ИМТ сохраняется зависимость уровня ДАД перед экзаменом от уровня ДАД в межсессионный период.

Нами был проведён сравнительный анализ средних значений ВИК у студентов в каждой группе в межсессионный период и во время экзамена. Из данных рисунка следует, что в межсессионный период наименьшая активность парасимпатического отдела ВНС отмечается в группе студентов с низким значением ИМТ (1,16 ± 3,46; 95 % Д.И.: –6,14; 8,47). Среднее значение ВИК в группе студентов с нормальным ИМТ составило -1,65 ± 1,12 (95 % Д.И.:-3,87; 0,577); еще ниже ВИК был в группе студентов с повышенным значением индекса массы тела (-11,37 ± 5,26; 95 % Д.И.:-23,5; 0,76). Анализ достоверности различий с помощью критерия Краскела‒Уоллеса не выявил достоверных различий между сравниваемыми группами по среднему значению ВИК: H = 3,7293; p = 0,1549.

а) pic_5.wmf б) pic_6.wmf

Средние значения ВИК в межсессионный период (а) и в условиях экзаменационного стресса (б) в группах с разным значением ИМТ (0 – низкое значение ИМТ, 1 – нормальное значение ИМТ, 2 – повышенное значение ИМТ)

В период ожидания экзамена произошло значительное повышение среднего значения ВИК. В группе студентов с низким значением ИМТ среднее значение ВИК поднялось до 11,36 ± 3,24 (z = 1,78; p > 0,05). Для студентов с нормальным значением ИМТ также было характерно повышение ВИК: в период ожидания экзамена оно составило 10,71 ± 1,05 (95 % Д.И.: 8,62; 12,82), что достоверно выше, чем в межсессионный период (z = 8,14; p < 0,01). Повышение ВИК отмечалось также и в группе студентов с повышенным значением ИМТ (до 0,69 ± 4,05; 95 % Д.И.: –8,34; 9,72; z = 2,55; p < 0,05). В то же время обращает на себя внимание тот факт, что у всех групп доверительные интервалы средних значений ВИК в межсессионный период включают в себя отрицательные значения; в период ожидания экзамена такая же картина была характерна лишь для студентов с повышенным значением ИМТ. В межсессионный период во всех группах студентов преобладал повышенный тонус парасимпатического отдела ВНС. Так, в группе студентов с низким значением ИМТ доля таких индивидуумов составила 61,11 %, среди студентов с нормальным ИМТ – 51,04 %, а у студентов с повышенным ИМТ – 88,88 %. Таким образом, в условиях экзаменационного стресса больше всего студентов с преобладанием парасимпатического тонуса было в группе с повышенным ИМТ, а меньше всего – в группе с нормальным ИМТ; при этом различие между группами студентов с нормальным и повышенным значением ИМТ было статистически достоверным (χ2 = 4,87; p < 0,05).

Параллельно с оценкой динамики ВИК было проведено сравнительное изучение изменений SI в контрастных психоэмоциональных условиях в зависимости от ИМТ (табл. 2).

Таблица 2

Средние значения SI у студентов в межсессионный период (SIм) и во время экзамена (SIэ) и разница между ними (SIэ-SIм) в зависимости от ИМТ

Показатель

SIм

SIэ

SIэ-SIм

ИМТ низкий

116,11 ± 22,99

179,92 ± 36,77

63,81

ИМТ нормальный

92,36 ± 5,90

138,72 ± 8,77

46,36

ИМТ повышенный

75,57 ± 13,06

94,98 ± 19,82

19,41

Проведенные нами исследования выявили одинаковую тенденцию как в межсессионный период, так и во время экзамена: у студентов с низким ИМТ значение SI было максимальным, а у студентов с повышенным ИМТ – минимальным. Обращает на себя внимание разница значений SI у студентов в разных психоэмоциональных условиях. Выявленные особенности прироста значения SI в зависимости от ИМТ в условиях экзаменационного стресса позволяют признать достаточно высокое влияние симпатического отдела ВНС у студентов с низким ИМТ и усиление влияния парасимпатического отдела ВНС у студентов с повышенным ИМТ. Аналогичная зависимость была выявлена и другими авторами [6, 9], показавшими, что меньшая выраженность стрессорной реакции у лиц с повышенным значением ИМТ является статистически значимым предиктором формирования ожирения к 18-летнему возрасту.

Заключение

Результаты проведенного исследования разную выявили степень напряжения вегетативной нервной системы в зависимости от ИМТ как в условиях межсессионного периода, так и во время экзамена. Особенности вегетативного тонуса в межсессионный период в зависимости от ИМТ отражались в сдвигах параметров вегетативной регуляции в межсессионный период. Сдвиги значения ВИК и SI были максимальными во время экзамена у студентов с низким ИМТ. Таким образом, исследования функционального состояния вегетативной нервной системы у студентов свидетельствуют о разной степени напряжения адаптационных реакций в зависимости от ИМТ.

Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки РФ (ФЦП № 14-В37.21.0215 и АВЦП № 4.904.2011) и РГНФ (№ 12-16-2101412).

Рецензенты:

Шуканов Р.А., д.б.н., зав. кафедрой СПбГИЭУ, г. Чебоксары;

Воронов Л.Н., д.б.н., профессор кафедры биологии и методики преподавания Чувашского государственного педагогического университета им. И.Я. Яковлева, г. Чебоксары.

Работа поступила в редакцию 07.12.2012.