Scientific journal

Fundamental research

ISSN 1812-7339

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,674

Государственная итоговая аттестация (ГИА) в 9 классе и Единый государственный экзамен (ЕГЭ) в 11 классе являются важным испытательным моментом в жизни школьников. Экзамены для выпускников 9 и 11 классов является сильным психоэмоциональным стрессовым фактором, так как от того насколько результативно сдан экзамен, будет зависеть дальнейшее успешное поступление школьника в колледж или вуз. Однако следует учитывать, что выпускники 11 классов имеют максимальное функциональное напряжение физиологических систем организма по сравнению с учащимися 9 классов. Это обусловлено тем, что многие школьники 9 классов остаются для продолжения обучения в школе и экзамены являются лишь переводным в 10 класс, поэтому для них экзамен ГИА не является решающим для поступления в вуз. В любом случае, экзаменационный период является мощным стрессовым фактором, который отражаются на уровне психологических и вегетативных показателей [3, 5]. Сердечно-сосудистая система рассматривается как чувствительный индикатор адаптационных реакций целостного организма [4], а вариабельность сердечного ритма (выраженность колебаний частоты сердечных сокращений по отношению к его среднему уровню) объективно отражает степень напряжения регуляторных систем, возникающей в ответ на воздействие внешней и внутренней среды, что является результатом регуляции сердечно-сосудистой системы [2, 6]. Степень напряжения регуляторных систем есть интегративный ответ организма на комплекс воздействующих факторов независимо от того, с чем они связаны. При воздействии экстремальных факторов возникает общий адаптационный синдром, который представляет собой универсальный ответ организма на стрессовые воздействия любой природы. Проявляется он в виде неспецифической мобилизации функциональных резервов организма. В период выпускных экзаменов у школьников наблюдаются сильнейшее стрессовое напряжение, что приводит к изменению баланса вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы [3, 7].

Психоэмоциональное напряжение может приводить к активации симпатического или парасимпатического отделов вегетативной нервной системы и соответственно к нарушению вегетативного гомеостаза. Однако по этому вопросу в научной литературе нет единого мнения.

Цель исследования – изучить особенности вегетативных механизмов регуляции у учащихся 9 и 11 классов при функциональной нагрузке, обусловленной сдачей экзаменами ГИА и ЕГЭ.

Материалы и методы исследования

Исследованы ученики 9 и 11 классов московской школы. Ученики 9 классов – 32 человека, девочки – 15 чел, мальчики – 17 чел. и ученики 11 классов – 26, девочки – 14 чел., мальчики – 12 чел.

Оценка функционального состояния регуляторных механизмов ритма сердца и вариабельность сердечного ритма (ВРС) осуществлялась с помощью цифрового анализатора кардиоритмов «Омега М» производства ООО «Научно-исследовательская лаборатория «Динамика» (г. Санкт-Петербург).

Исследования проводили в трех ситуациях: 1 – в условиях обычного учебного дня среди года, 2 – перед экзаменом (за 10–25 мин), 3 – сразу после экзамена. Выполнялась 5-минутная запись ЭКГ в положение сидя. Электроды на конечности накладывали по общепринятой методике. В данном исследовании оценивали параметры временного и спектрального анализа ВРС. Анализировались наиболее общепринятые показатели ВРС.

Параметры временного анализа: SDNN – стандартное отклонение (SD) величин нормальных интервалов RR (standart deviation of the NN interval, SDNN, мс), которое является интегративным показателем, характеризующим ВРС в целом; RMSSD – квадратный корень из среднего квадратов разностей величин последовательных пар интервалов RR (the square root of the mean squared differences of successive NN interval, мс); pNN50, % – процент последовательных интервалов RR, различие между которыми превышает 50 мс, (показатели RMSSD и pNN50, % показывают модулирующее влияние парасимпатического отдела вегетативной нервной системы на ритм сердца).

Спектральный анализ показателей ВРС выполняли по следующим показателям: HF-мощность высокочастотных колебаний (high frequency, мс2), отражающий влияние парасимпатического контура регуляции; LF-мощность низкочастотных колебаний (low frequency, мс2), отражающий симпатоадреналовую активность; TP-полный спектр частот, характеризующий вариабельность ритма сердца (total power, мс2); LF/HF-индекс вагосимпатического воздействия на сердечный ритм (high frequency, у. е).

Кроме того, учитывали индекс напряжения (ИН, «стресс-индекс»), так как этот показатель является чувствительным маркером стресса, он отражает степень централизации управления ритмом сердца и характеризует в основном активность симпатического отдела вегетативной нервной системы [8].

Статистический анализ проводили при помощи компьютерной программы «Statistica 6.0». Исследуемые величины определяли как среднее арифметическое со стандартной ошибкой средней (M ± m). Достоверность различий между средними значениями исследованных показателей оценивали с помощью t-критерия Стьюдента. Статистически значимым результатом считали величину P < 0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

Исследование функционального состояния сердечно-сосудистой системы у детей 9 и 11 класса выявило особенности функционального состояния регуляции сердца, связанные с напряжением физиологических систем при сдаче экзаменов (ГИА и ЕГЭ) различной сложности. Результаты показали, что при сдаче ГИА в 9 классе обнаружены существенные различия ВСР в зависимости от уровня трудности экзамена. Хотя деление предметов на легкие и трудные – очень относительно, трудность их зависит от индивидуальных способностей учащихся, но исследование показало, что русский язык, английский язык и биология оказались более легкими в отличие от математики (табл. 1).

У мальчиков 9 класса обнаружено, что при сдаче менее трудных экзаменов (русский язык, английский язык и биология) результаты ВСР до и после экзамена существенно не отличались, несмотря на то, что ИН до и после экзаменов значительно выше, чем у контрольной группы детей в течение года. Кроме того, предэкзаменационный и постэкзаменационный периоды приводят к существенному снижению мощности спектра, по русскому языку на 62 %, по английскому языку на 37 %. Наиболее выраженное снижение мощности спектра (на 70 %) обнаружено при сдаче экзамена по математике, что свидетельствует о перенапряжении систем регуляции. Подтверждением тому служит изменение индекса напряжения в зависимости от уровня сложности экзамена. Так, при сдаче ГИА по русскому языку у мальчиков ИН на 131 % выше, чем у контрольной группы. При сдаче математики у этих же ребят ИН превышает контрольный уровень на 278 %. ИН явился чувствительным индикатором общей активации симпатической системы организма [1, 8].

Симпатовагальный индекс статистически достоверно превышает контрольный уровень до сдачи математики на 67 %, это свидетельствует о нарушении вегетативных механизмов регуляции сердечно-сосудистой системы, обусловленных стрессовым напряжением при сдаче математики.

Предэкзаменационный период при сдаче всех экзаменов у мальчиков 9 класса характеризуется выраженным снижением парасимпатического звена вегетативной регуляции (русский язык ‒ на 83 %, английский язык на 83 %, математика ‒ на 78 %). После экзаменационного тестирования наблюдается постепенное восстановление парасимпатической активности (табл. 1). Аналогичные закономерности наблюдаются при исследовании RMSSD, отражающего активность парасимпатической нервной системы.

Таблица 1

Показатели временного и спектрального анализов ВРС у мальчиков 9 класса в обычный день (контроль), до экзамена и после экзамена

Исследование симпатического звена вегетативной регуляции у мальчиков выявил еще более значительные изменения. Так, при тестировании по русскому языку симпатическая активность регуляции снижалась на 73 %, по английскому языку ‒ на 43 %, а при сдаче математики ‒ на 76 %. Все это свидетельствует о значительном напряжении регуляторных механизмов при сдаче государственной итоговой аттестации у мальчиков в 9 классе.

Значительная активация симпатической нервной системы при сдаче экзаменов ГИА наблюдается у девочек. Причем реактивность симпатовагального звена у девочек оказалась значительно выше и при сдаче менее сложных экзаменов. Восстановление симпатовагального индекса шло быстрее. Однако при сдаче математики преобладание симпатического звена вегетативной регуляции сердца сохранялось значительно дольше, чем у мальчиков (табл. 2).

Таблица 2

Показатели временного и спектрального анализа ВРС у девочек 9 класса в обычный день (контроль), до экзамена и после экзамена

Тестовые испытания при сдаче единого государственного экзамена (ЕГЭ) у мальчиков приводили к максимальному напряжению функциональных систем регуляции сердца, при этом не было обнаружено существенных различий вариабельности сердечного ритма при сдаче русского языка и математики. Перенапряжение систем регуляции у мальчиков 11 класса сопровождалося выраженным снижением мощности спектра до сдачи экзамена: по русскому языку ‒ на 63 %, а по математике ‒ на 62 %. Так, при сдаче русского языка показатель SDNN снижался на 40 %, а при сдаче математики ‒ на 41 % (табл. 3).

Таблица 3

Показатели временного и спектрального анализов ВРС у мальчиков 11 класса в обычный день (контроль), до экзамена и после экзамена

Значительное снижение обнаружено при исследовании парасимпатического звена вегетативной регуляции. При сдаче ЕГЭ по русскому языку показатель HF снизился на 66 %, а по математике ‒ на 80 %.

Сниженной оказалось и активность симпатической нервной системы, это приводит к менее значительному снижению симпатической нервной системы. Поэтому результаты исследования показали высокий симпатовагальный индекс в предэкзаменационный период при сдаче русского языка, который превышал контрольный уровень на 319 %. Аналогичные изменения наблюдались и при сдаче ЕГЭ по математике. Подобный характер изменений свидетельствует о значительном напряжении регуляторных механизмов. Подтверждением тому служат изменения ИН ‒ до сдачи ЕГЭ по русскому языку и математике этот показатель был превышен на 240 % по сравнению с контрольным уровнем (табл. 3). Аналогичные изменения обнаружены и у девочек. Однако ИН регуляторных систем у них меньше, чем у мальчиков (табл. 4).

Таблица 4

Показатели временного и спектрального анализов ВРС у девочек 11 класса в обычный день (контроль), до экзамена и после экзамена

Выводы

Экзаменационный стресс приводит к существенным перестройкам в процессе функционирования вегетативной нервной системы, увеличивая активность симпатического отдела вегетативной нервной системы и уменьшая активность парасимпатического отдела. Одновременно изменяется управляющая функция нервных центров, координирующих работу сердечно-сосудистой системы. При этом снижается не только абсолютная мощность всего спектра сердечного ритма, но и соотношения отдельных спектральных составляющих.

Сравнительный анализ динамики исследованных параметров выявил особенности ВСР в зависимости от формата экзамена, ГИА или ЕГЭ. Полученные результаты в 9 классе показали, что при сдаче государственной итоговой аттестации изменение ВСР зависит от уровня сложности экзамена. Установлено, что при сдаче математики напряжение регуляторных механизмов максимально в отличие с экзаменом по русскому и английскому языкам.

Установлено, что у мальчиков 11 класса в предэкзаменационный период значительно преобладает уровень симпатической нервной системы независимо от сложности экзамена, тогда как у девочек данная закономерность не обнаружена. Подобный характер может свидетельствовать о более высоком риске возникновения донозологического состояния у мальчиков. В связи с этим при организации тестовых испытаний следует разработать систему, которая носила бы здоровьесберегающий характер и не угрожала здоровью учащихся.

Рецензенты:

Агасаров Л.Г., д.м.н., профессор, заведующий отделом рефлексотерапии и традиционной медицины, ФГБУ «Российский научный центр медицинской реабилитации и курортологии Минздрава России», г. Москва;

Рабичев И.Э., д.б.н., профессор, кафедра анатомии и физиологии человека и животных, ФГБОУ ВПО «Московский педагогический государственный университет»,г. Москва.

Работа поступила в редакцию 15.07.2013.