Научный журнал

Фундаментальные исследования

ISSN 1812-7339

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,674

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Устинова О.Ю. 1, 2 Землянова М.А. 1, 2 Лужецкий К.П. 1, 2 Пермяков И.А. 1 Румянцева А.Н. 2 Звездин В.Н. 2

---

1 Пермский государственный национальный исследовательский университет, Пермь

2 ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения», Пермь

В статье рассматриваются вопросы изменения состояния вегетативной регуляции у детей, проживающих в условиях санитарно-гигиенического неблагополучия среды обитания. В рамках исследования проведена сравнительная оценка вегетативной регуляции у детей, проживающих в условиях воздействия техногенных химических факторов и, сравнительно, у детей того же возраста, проживающих в относительно благоприятных условиях. Установлено, что у детей с повышенным содержанием ароматических углеводородов в крови имеет место выраженное напряжение механизмов вегетативной регуляции с активацией гуморально-метаболического звена, значительное напряжение функциональной активности сердечно-сосудистой системы на фоне снижения ее резервных способностей у каждого пятого ребенка. Установлена достоверная связь развития нарушений вегетативной регуляции с повышенным содержанием в крови бензола, толуола и этилбензола. Выявлены объективные кардиоинтервалографические критерии диагностики вегетативных дисфункций, связанных с воздействием химических токсикантов техногенного происхождения (амплитуда моды и индекс напряжения, активность гуморально-метаболического и парасимпатического звена вегетативной реактивности), которые могут быть использованы для разработки технологий коррекции, основанных на принципах обратной биологической связи.

Статья в формате PDF

277 KB

обратная биологическая связь

вегетативная нервная система

нарушения вегетативной регуляции

1. Бубнова М.Г. Физические нагрузки и атеросклероз: динамические физические нагрузки высокой интенсивности как фактор, индуцирующий экзогенную дислипидемию / Бубнова М.Г., Аронов Д.М., Перова Н.В // Кардиология. – 2003. – № 3. – С. 43–49.

2. Компьютерные и лечебно-оздоровительные игры (новая ветвь биоуправления) / О.Г. Донская, Р.И. Великохатный, В.А. Дебелов, О.А. Джафарова // Биоуправление-3. Теория и практика. – Новосибирск, 1998. – С. 232–242.

3. Марченко В.Н. Метод биологической обратной связи в комплексном лечении бронхиальной астмы: учебно-методическое пособие. – СПб., 2003. – 16 с.

4. Оганов Р.Г., Масленникова Г.Я., Шальнова С.А., Деев А.Д. // Международный мед. журнал. – 2003. – № 1. – С. 16–21.

5. Преображенский Д.В., Сидоренко Б.А., Маренич А.В., Батыралиев Т.А. и др. // Кардиология. – 2003. – № 12. – С. 91–103.

6. Сидоренко Г.И., Фролов А.В., Котова О.В., Станкевич В.И. // Кардиология. – 2004. – № 1. – С. 14–20.

7. Устинова О.Ю., Аминова А.И., Пермяков И.А. Гигиеническая оценка состояния здоровья и физического развития детей дошкольного возраста в условиях комбинированного воздействия химических факторов среды обитания //Здоровье населения и среда обитания: информационный бюллетень. – 2011. – № 7. – С. 8–11.

Разработка технологий, основанных на принципах биологической обратной связи, предполагает использование методов мониторирования жизненно важных физиологических функций с целью получения в доступной и наглядной форме дополнительной информации о состоянии органов и систем человеческого организма [3]. Последующий анализ полученных данных с выделением наиболее объективных критериев оценки позволяет разработать целенаправленные методики управления функциями отдельных органов и систем в конкретных условиях существования человека [1, 3, 5].

Вегетативная нервная система (ВНС) является важнейшей регуляторной структурой человеческого организма, поддерживающей гомеостаз его внутренних сред в различных условиях существования и обеспечивающей процессы адаптации [2, 6, 7]. Дисфункциональные расстройства ВНС сопровождаются развитием астено-невротических нарушений, снижением физической и умственной работоспособности человека, нарушением биоритмов, иммуносупрессией, функциональными расстройствами со стороны внутренних органов и систем [4, 7]. Проживание населения в условиях загрязнения среды обитания химическими токсикантами техногенного происхождения является дополнительным стрессовым фактором, приводящим к напряжению/истощению адаптационно-компенсаторных механизмов, разбалансированности функций ВНС [6, 7]. Исследование вариабельности сердечного ритма на основе анализа данных кардиоинтервалографии позволяет с достаточной точностью оценить степень напряжения механизмов адаптации, особенности функционирования разных звеньев вегетативной регуляции (ВР) (регуляторного, адаптационного и гуморально-метаболического) и использовать полученные данные для разработки технологий коррекции, основанных на принципах обратной биологической связи.

Цель исследования: для разработки технологий, основанных на принципах биологической обратной связи, установить объективные критерии выявления контингента детей с функциональными нарушениями вегетативной нервной системы, ассоциированными с повышенным содержанием ароматических углеводородов в крови.

В рамках исследования проведена оценка ВР у 218 детей в возрасте 6-7 лет (группа наблюдения), проживающих в условиях воздействия техногенных химических факторов и, сравнительно, у 100 детей того же возраста, проживающих в относительно благоприятных условиях (группа сравнения). Группы не имели отличий по гендерному признаку. Оценка состояния ВР проведена на основании анализа результатов кардиоинтервалографии (КИГ) и электрокардиографии (ЭКГ), расчета индексов Кердо и Квааса. Стандартная кардиоинтервалография по Баевскому выполнялась с помощью программно-аппаратного кардиоинтервалографа «Нейро-МВН-Нейро-Софт» г. Иваново, Россия (регистрационное удостоверение № 98/219-91, приказ МЗ и СР № 735 от 30.10.2006 г). Электрокардиографическое исследование проводилось на 6-канальном электрокардиографе Cardiovit AT-2 (SCHILLER) по стандартной методике.

Определение ароматических углеводородов в биосубстратах (кровь) осуществлялось методом капиллярной газовой хроматографии и парафазного анализа в соответствии с методическими указаниями (МУК 4.1.763-4.1.779-99; МУК 4.1.2102-4.1.2116-06). Все исследования выполнялись с использованием газового хроматографа (модели 6890, 6890N, 6850, 7890A, Регистрационный номер 15118-07, страна производитель США), аппаратно-программного комплекса «Хроматэк-Кристалл-5000» (№ ФСР 2009/04091, ТУ 9443-004-12908609-99).

Математическую обработку осуществляли с помощью непараметрических методов статистики с построением и анализом двумерных таблиц сопряженности; метода однофакторного дисперсионного анализа; методов линейного и нелинейного регрессионного анализа. Для оценки достоверности полученных результатов использовали критерий Фишера, критерий Стьюдента, χ²-квадрат. Различия полученных результатов считали статистически значимыми при р < 0,05.

В ходе проведенного исследования было установлено, что содержание бензола в крови детей группы наблюдения достигало 0,004 ± 0,0002 мг/дм³, что превышало референтный уровень (0,0 мг/дм³; р < 0,001) и показатель группы сравнения (0,0002 ± 0,0001 мг/дм³, р < 0,001). Содержание этилбензола в группе наблюдения составляло 0,003 ± 0,0001 мг/дм³ и было выше как референтного (0,0 мг/дм³; р = 0,009), так и группы сравнения (0,0004 ± 0,0001 мг/дм³; (р < 0,001). Содержание в крови толуола в группе наблюдения достигало 0,001 ± 0,0005 мг/дм³, что достоверно превышало референтный уровень (0,0 мг/дм³; р < 0,001) и показатель группы сравнения (0,0002 ± 0,0001 мг/дм³, р < 0,001). Таким образом, у детей группы наблюдения содержание ароматических углеводородов (бензола, этилбензола и толуола) в крови от 5 до 20 раз превышало показатели группы сравнения (р = 0,001-0,009) и референтный уровень (табл. 1).

Содержание химических токсикантов в крови детей, проживающих в различных санитарно-гигиенических условиях среды обитания, мг/дм³ (М ± m)

Примечание. р - достоверность различий основной группы и группы сравнения.

Сравнительный анализ показателей вариабельности сердечного ритма показал, что у детей группы наблюдения имело место выраженное напряжение механизмов ВР (табл. 2). Амплитуда моды (АМо), характеризующая состояние активности симпатического звена ВНС, в группе наблюдения составляла 40,67 ± 1,02 %, что на 30 % превышало как показатель группы сравнения (28,89 ± 2,87 %, р = 0,036), так и физиологическую норму (р ≤ 0,001). Индекс напряжения, отражающий активность компенсаторных механизмов ВР, в группе наблюдения более, чем на 10 % превышал показатель группы сравнения (108,68 ± 14,24 у.е. против 96,92 ± 12,86 у.е., р ≤ 0,001) и уровень физиологической нормы (94,0 ± 15,0 у.е., р ≤ 0,001).

Состояние вегетативной регуляции у детей с различным уровнем содержания ароматических углеводородов в крови, (М ± m)

Примечание. р - достоверность различий показателей сравниваемых групп.

Показатель моды (Мо), отражающий состояние гуморально-метаболического звена ВР, в группе наблюдения более чем на 30 % превышал аналогичный в группе сравнения (0,88 ± 0,06 и 0,60 ± 0,07 с соответственно, р = 0,93), а вариационный размах (Дх), характеризующий активность парасимпатического звена ВНС, был на 90 % выше группы сравнения (0,74 ± 0,04 с против 0,38 ± 0,02 с, р = 0,87). В целом, в группе наблюдения количество детей с симпатикотонией (54,7 %) в 2,9 раза превышало показатель группы сравнения (18,6 %, р ≤ 0,001), а число детей с эйтонией (28,1 %) было в 1,8 раза ниже (50 %, р ≤ 0,001). При дозированной физической нагрузке в группе наблюдения нарастание активности гуморально-метаболического и симпатического звеньев адаптационно-компенсаторных механизмов ВНС имело минимальный характер и не превышало 15 %, в то время как в группе сравнения было в 2,8 раза выше и достигало 40 % (р ≤ 0,001).

Анализ данных электрокардиографического обследования показал, что частота сердечных сокращений у детей группы наблюдения составляла 92,13 ± 9,52 уд. в мин, что достоверно выше показателя группы сравнения - 80,13 ± 7,15 уд. в мин (р = 0,001) и согласуется с данными КИГ, свидетельствующими о более выраженном симпатическом влиянии ВНС у детей с повышенным содержанием ароматических углеводородов в крови. Несмотря на то, что средняя продолжительность основных комплексов и интервалов ЭКГ у детей сравниваемых групп не имела статистически значимых отличий (р=0,063...0,99), однако в ходе изучения индивидуальных показателей было установлено, что вариант «физиологической нормы» процессов возбуждения и проведения в миокарде встречался у детей группы наблюдения в 1,9 раза реже, чем в группе сравнения (29,9 % против 55,9 %, р ≤ 0,001), (табл. 3).

Характеристика процессов возбудимости и проводимости миокарда у детей с различным уровнем содержания ароматических углеводородов в крови, (доля детей, %)

Примечание. р - достоверность различий показателей сравниваемых групп.

Доминирующим типом патологии процессов возбуждения и проведения в миокарде, в обеих исследуемых группах, являлись нарушения синусового ритма, которые в группе наблюдения встречались в 1,6 раза чаще, чем в группе сравнения (70,1 и 44,1 % соответственно, р ≤ 0,001) и носили преимущественно характер синусовой тахикардии (48,2 % против 10,8 % в группе сравнения, р ≤ 0,001). В группе сравнения синусовая тахикардия, синусовая брадикардия и синусовая брадиаритмия встречались с одинаковой частотой (10,8; 14,8 и 16,6 %, р = 0,39...0,72).

Для определения резервных возможностей сердечно-сосудистой системы был проведен расчет индекса выносливости Квааса (физиологическая норма для детей 6-7 лет - 21-23 у.е.), увеличение которого свидетельствует о снижении ее резервных возможностей. В ходе исследования установлено, что в группе наблюдения этот показатель составил 23,41 ± 1,28 у.е., а группе сравнения - 21,78 ± 1,16 у.е. (р = 0,45), что не имело достоверных отличий с возрастной нормой (р = 0,27-0,72), однако в группе наблюдения детей с индексом выносливости Квааса ≥ 25 у.е. было 20,9 %, в то время как в группе сравнения - только 5,9 % (р = 0,001).

В ходе дальнейшего исследования установлена достоверная связь вероятности развития напряженной симпатикотонии с повышенным содержанием в крови ароматических углеводородов (вклад бензола - 48 %, этилбензола - 23 %, толуола - 13 %; 9,32 ≤ F ≤ 127,32; р ≤ 0,001-0,0001). Вероятность формирования гипореактивности парасимпатического звена ВНС достоверно связана с повышенным содержанием в крови бензола и этилбензола (вклад бензола - 32 %, этилбензола - 14 %; 9,32 ≤ F ≤ 10,43; р ≤ 0,001-0,0001), а вероятность развития гипореактивности гуморально-метаболического звена - с повышенным содержанием толуола (вклад толуола 27 %, F = 28,14, р = 0,02). Установлено, что вероятность снижения активности адаптационно-компенсаторных механизмов ВНС достоверно связана с повышенным содержанием бензола и этилбензола (вклад бензола - 31 %, этилбензола - 22 %; 24,04 ≤ F ≤ 36,17; р ≤ 0,01-0,03). Кроме того, установлена достоверная связь развития синусовой тахиаритмии с повышенным содержанием бензола и этилбензола, вклад бензола составил 29 %, этилбензола - 37 % (30,6 ≤ F ≤ 33,18; р ≤ 0,004-0,008). Кроме того установлено, что снижение резервных возможностей сердечно-сосудистой системы при нагрузке достоверно связано с повышенным содержанием толуола, вклад которого составляет 27 % (F = 29,24; р ≤ 0,0001).

Результаты проведенного исследования свидетельствуют о наличии у детей с повышенным содержанием в крови ароматических углеводородов нарушений вегетативной реактивности по гиперсимпатикотоническому типу. На основании полученных данных сформулированы критерии выявления контингента детей с функциональными нарушениями вегетативной нервной системы, детерминированными повышенным содержанием ароматических углеводородов в крови:

- гиперсимпатикотонический тип вегетативной реактивности;

- повышение активности гуморально-метаболического звена более чем на 30 %;

- повышение активности парасимпатического звена более чем на 90 %;

- минимальное (< 15 %) нарастание активности гуморально-метаболического и симпатического звеньев адаптационно-компенсаторных механизмов вегетативной реактивности при стандартной дозированной нагрузке.

Установленные критерии могут быть использованы для разработки технологий, основанных на принципах обратной биологической связи, для коррекции у детей вегетативных нарушений, детерминированных повышенным содержанием ароматических углеводородов в крови.

Лебедева Т.М., д.м.н., профессор, заведующая кафедрой общественного здоровья и здравоохранения ГБОУ ВПО «Пермская государственная медицинская академия имени Е.А. Вагнера» Минздрава соцразвития России, г. Пермь;

Нурисламова Т.В., д.б.н., заведующая лабораторией методов газовой хроматографии ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения», г. Пермь.

Работа поступила в редакцию 26.11.2012.

Библиографическая ссылка