Scientific journal

Fundamental research

ISSN 1812-7339

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,674

Вегетативная неустойчивость, проявляющаяся в преобладании тонуса симпатического или парасимпатического отделов вегетативной нервной системы (ВНС) свойственна подавляющему большинству современных детей [13], которых относят в группу условно здоровых, имеющих исчерпанный лимит адаптации [4]. Избыточное функционирование одного из отделов ВНС, так называемая вегетативная лабильность, наблюдается, как правило, при отсутствии активных жалоб и способна при неблагоприятных условиях трансформироваться в ту или иную форму вегетативного расстройства [15]. Несомненно, что более важное значение в предупреждении заболевания имеет выявление ранних функциональных изменений и пограничных состояний организма. Симпато-адреналовая система (САС), являясь составной частью ВНС, играет исключительную роль в поддержании нейро-вегетативного равновесия [13] и регуляции приспособительных реакций растущего организма [11]. При этом дисбаланс ВНС может быть связан как с гиперфункцией САС, так и с повышенной чувствительностью к катехоламинам (КА) α и β-адренорецепторов сосудов и сердца [7]. Определение биологически активных веществ – симпато- парасимпатических метаболитов в крови и выделениях человека дает представление о тонусе и реактивности ВНС [5], позволяет судить о нервных и гуморальных взаимосвязях в механизме регуляции физиологических функций, нарушения которых предшествуют патологическим реакциям организма [15]. Изучение функционального состояния САС с учетом особенностей вегетативной регуляции сердечного ритма у здоровых детей, по нашему мнению, позволит регистрировать ранние функциональные сдвиги в состоянии нейро-гуморальной регуляции вегетативных функций. Известно, что учебная деятельность оказывает комплексное влияние на нервные и эндокринные механизмы регуляции физиологических функций школьников [14] и, в частности, статические мышечные нагрузки, которые преобладают в их повседневной жизни [3] и рассматриваются в качестве внешнего фактора, повышающего риск развития вегетативных нарушений и сердечно-сосудистой патологии у детей [2, 10]. Специфика статических усилий, связанных с поддержанием длительного сокращения малых групп мышц и периферической вазоконстрикцией [9], заключается в непрерывной стимуляции центральных адренорецепторов, быстронаступающем утомлении [10] и выраженной активации САС [12]. Однако, исследований, посвященных изучению реакций САС на локальную статическую нагрузку у детей с учетом исходного вегетативного тонуса (ИВТ) в литературе нами не обнаружено. Изучение экскреции КА и их предшественников в постизометрическом периоде у детей с различным тонусом ВНС позволит расширить представления о нейро-гуморальном механизме регуляции локальной мышечной деятельности, судить об уровне адаптационных возможностей школьников в зависимости от ИВТ. В связи с вышеизложенным была определена цель исследования, направленная на выявление особенностей функционального состояния САС у детей младшего школьного возраста с различным ИВТ в покое и после локальной статической нагрузки.

Материал и методика исследования

В исследовании приняли участие мальчики 7, 8 и 9 лет, обучающиеся в общеобразовательной средней школе № 1 г. Казани, относящиеся к I и II группам здоровья. Всего было отобрано 60 человек, наблюдение за которыми вели в течение трех лет. Исследование особенностей вегетативной регуляции сердечного ритма проводили по методу вариационной пульсометрии [1] с использованием автоматизированного кардиопульмонологического комплекса REACARD (Россия). Ритм сердца регистрировали в течение 3 минут в положении лежа, анализировали значения моды (Мо), амплитуды моды (АМо), вариационного размаха (Δх) и индекса напряжения (ИН = АМо/2Мо×∆х). ИВТ оценивали на основании значений ИН с учетом его возрастной градации [1,6]: к симпатотоникам относили детей с ИН более 95.0 усл.ед., к нормотоникам – с ИН в пределах от 46.0 до 68.0 усл.ед., к ваготоникам – с ИН менее 46.0 усл.ед. О состоянии САС судили по содержанию адреналина (А), норадреналина (НА), дофамина (ДА) и ДОФА в порционной моче на основании флюорометрического метода [8] с использованием прибора БИАН-130 (М-800) и стандартов КА фирмы Sigma. Дополнительно определяли отношение НА/А, увеличение которого свидетельствует о повышении активности медиаторного, а снижение – гормонального звена САС [14]. Сбор мочи у детей с различным ИВТ проводился в состоянии относительного покоя до тестирующей функциональной пробы и через час после нее в ходе восстановительного периода. Пробу с локальной статической нагрузкой проводили в положении испытуемого сидя, путем сжатия левой рукой ручного динамометра с усилием, равным 50 % от максимального произвольного усилия в течение 1 мин [2], [10]. Статистическую обработку полученных данных осуществляли общепринятыми методами вариационной статистики, с применением пакета программ Microsoft Exel Windows 2007. Для оценки достоверности различий вычислялись значения t-критерия Стьюдента.

Результаты исследования и их обсуждения

Анализ вариабельности сердечного ритма показал, что для мальчиков-симпатотоников характерны относительно низкие значения Мо и Δх (табл. 1), составляющие в 7 лет 636,00 ± 11,24 и 182,12 ± 3,09 мс по сравнению с ваготониками, у которых эти показатели на 52,00 мс (р < 0,01) и 124,24 мс (р < 0,01) больше, чем в состоянии симпатикотонии.

При этом в группе мальчиков с симпатикотоническим вариантом ИВТ преобладают значения АМо и ИН, составляющие 30,01 ± 0,65 % и 131,29 ± 2,15 усл.ед., что на 4,01 % (р < 0,05) и 66,56 усл.ед (р < 0,01), а также на 8,83 % и 84,79 усл.ед (р < 0,01) превосходит показатели нормо- и ваготоников. В 8 и 9 лет соотношения между характеристиками различных вариантов ИВТ аналогичны, что подтверждает данные литературы, согласно которым симпатикотония характеризуется уменьшением Мо, Δх и возрастанием АМо, при ваготонии первые два показателя кардиоинтервалографии увеличиваются, а третий снижается [1, 6]. Далее показано, что среди мальчиков 7 лет преобладают дети-симпатотоники, составляющие 67,50 % (рис. 1), тогда как состояния эйтонии встречаются у них лишь в 16,50 % случаев. В 8 лет также превалируют школьники с симпатикотоническим вариантом ИВТ (56,50 %), при этом количество мальчиков-ваготоников увеличивается на 9,50 %. К 9-летнему возрасту группа детей в состоянии нормотонии возрастает на 11,00 %, однако количество мальчиков с симпатикотоническим вариантом ИВТ остается преобладающим (47,70 %). По данным литературы, вегетативная неустойчивость у младших школьников может быть связана с целым рядом причинных и провоцирующих факторов: возрастной гетерохронией функционального созревания отделов ВНС [4], воздействием стрессовых факторов учебной деятельности [3], конституционально-генетическим дисбалансом механизмов регуляции вегетативных функций [13].

Таблица 1

Характеристики различных вариантов исходного вегетативного тонуса у мальчиков 7–9 лет (М ± m)

Примечания: различия достоверны между группами ИВТ: «*» – р < 0,05; «**» – р < 0,01 и выше.

ИВТ – исходный вегетативный тонус, С – симпатикотония, Н – нормотония, В – ваготония.

Мо – мода, АМо – амплитуда моды, ∆х – вариационный размах.

При этом в группе мальчиков с симпатикотоническим вариантом ИВТ преобладают значения АМо и ИН, составляющие 30,01 ± 0,65 % и 131,29 ± 2,15 усл.ед., что на 4,01 % (р < 0,05) и 66,56 усл.ед (р < 0,01), а также на 8,83 % и 84,79 усл.ед (р < 0,01) превосходит показатели нормо- и ваготоников. В 8 и 9 лет соотношения между характеристиками различных вариантов ИВТ аналогичны, что подтверждает данные литературы, согласно которым симпатикотония характеризуется уменьшением Мо, Δх и возрастанием АМо, при ваготонии первые два показателя кардиоинтервалографии увеличиваются, а третий снижается [1, 6]. Далее показано, что среди мальчиков 7 лет преобладают дети-симпатотоники, составляющие 67,50 % (рис. 1), тогда как состояния эйтонии встречаются у них лишь в 16,50 % случаев. В 8 лет также превалируют школьники с симпатикотоническим вариантом ИВТ (56,50 %), при этом количество мальчиков-ваготоников увеличивается на 9,50 %. К 9-летнему возрасту группа детей в состоянии нормотонии возрастает на 11,00 %, однако количество мальчиков с симпатикотоническим вариантом ИВТ остается преобладающим (47,70 %). По данным литературы, вегетативная неустойчивость у младших школьников может быть связана с целым рядом причинных и провоцирующих факторов: возрастной гетерохронией функционального созревания отделов ВНС [4], воздействием стрессовых факторов учебной деятельности [3], конституционально-генетическим дисбалансом механизмов регуляции вегетативных функций [13].

Анализ функционального состояния САС у мальчиков 7–9 лет показал, что экскреция КА зависит от ИВТ, имеет различия в возрастных группах. Так, у мальчиков 7 лет с симпатикотоническим вариантом ИВТ отмечается более высокий уровень экскреции НА – 20,66 ± 1,35 нг/мин, который на 3,38 нг/мин (р < 0,05) и 4,63 нг/мин выше (р < 0,05), чем в состоянии нормо- и ваготонии (табл. 2), наблюдается возрастание отношения НА/А, составляющее у них 2,43, а у нормо- и ваготоников – 1,86 и 1,08 соответственно. В экскреции А различия отсутствуют, за исключением ваготоников, у которых её уровень в 1,5 раза выше, чем у остальных. Необходимо отметить, что у детей 7 лет с симпатикотоническим вариантом ИВТ, имеет место значительно более низкий уровень экскреции ДА, который на 33,07 нг/мин (р < 0,01), и 32,94 нг/мин (р < 0,01) меньше, чем в состоянии нормо- и ваготонии. Вероятно, высокая потребность в НА у мальчиков-симпатотоников не обеспечивается достаточным восполнением его предшественника [5]. Дальнейший анализ показал, что у школьников 8 и 9 лет, в отличие от 7-летних, статистически значимых различий в экскреции НА не обнаруживается. О повышении активности медиаторного звена САС в группе школьников с симпатикотоническим вариантом ИВТ свидетельствует отношение НА/А [14], которое у них выше и составляет 3,00 и 2,72, тогда как у нормо- и ваготоников – 2,05; 2,04 и 1,72; 1,96 в том и другом возрасте соответственно. Так же, как и у 7-летних, отмечается относительное снижение экскреции ДА, уровень которой не превышает 115,07 ± 3,37 нг/мин и 136,29 ± 5,04 нг/мин, что существенно ниже, чем у нормо- и ваготоников (р < 0,01) и может свидетельствовать о напряжении САС, снижении ее функциональных резервов [11]. На это указывает и более низкий уровень экскреции ДОФА, который у симпатотников в 8 лет на 6,27 нг/мин меньше, чем в состоянии нормотонии (р < 0,05), а в 9 лет – на 8,89 нг/мин ниже (р < 0,05), чем у ваготоников.

Рис. 1. Соотношение различных вариантов исходного вегетативного тонуса у мальчиков 7–9-летнего возраста (%) Симпатикотония – ■, Нормотония – , Ваготония – ▫

Таблица 2

Экскреция катехоламинов и ДОФА у мальчиков 7–9 лет с различным исходным вегетативным тонусом (М ± m)

Примечание: С – симпатикотония, Н – нормотония, В – ваготония; различия достоверны между группами ИВТ: «*» – р < 0,05; «**» – р < 0,01. ИВТ – исходный вегетативный тонус, А – адреналин, НА – норадреналин, ДА – дофамин.

Тестирующая функциональная проба в виде локальной статической нагрузки вызывает изменения в состоянии САС, которые имеют особенности в группах ИВТ. Так, у мальчиков 7 лет с преобладанием симпатикотонических влияний реакция САС сопровождается статистически значимым увеличением экскреции НА и ДА на 39,31 % (р < 0,05) и 31,25 % (р < 0,05) соответственно, при этом выделение ДОФА становится на 18,58 % ниже (р < 0,05). Особо выделяются мальчики в состоянии нормо- и ваготонии. Несмотря на достоверно более низкий фоновый уровень экскреции НА, его значения после нагрузки имеют отрицательную динамику, уменьшаясь по сравнению с покоем на 8,24 и 15,84 % (р < 0,05) в той и другой группе ИВТ. Наблюдается уменьшение и в экскреции ДА (р < 0,05), имеющее место компенсаторное увеличение ДОФА (ваготоники) не обеспечивает соответствующего прироста КА. Это указывает на низкие функциональные возможности САС, выявляющиеся после статического напряжения, и может быть связано с проявлением утомления и астенизации организма мальчиков в период адаптации к учебной деятельности [3]. Иная картина наблюдается у школьников 8 лет – более высокий уровень приспособительных реакций САС, характеризующийся увеличением экскреции КА, выявляется нами у мальчиков в группе нормо- и ваготоников, где происходит прирост НА на 56,42 % (р < 0,05) и 54,29 % (р < 0,05), ДА на 18,36 и 30,06 % (р < 0,05) при стабилизации уровня ДОФА. Тогда как, у мальчиков-симпатотоников адаптивные возможности изучаемой системы ниже – тестирующая нагрузка выявляет снижение экскреции А (на 10,05 %) и НА (на 13,44 %), незначительный прирост ДА, отсутствие существенного сдвига в экскреции ДОФА.

Рис. 2. Изменение (в % к покою) экскреции адреналина , норадреналина , дофамина , ДОФА в ответ на локальную статическую нагрузку у мальчиков 7-9 лет с различным исходным вегетативным тонусом (С – симпатикотония, Н – нормотония, В – ваготония)

У мальчиков 9-летнего возраста локальная статическая нагрузка сопровождается положительными сдвигами в экскреции КА во всех группах ИВТ, что в целом может указывать на повышение адаптационного резерва САС у школьников данного возраста. Обращают на себя внимание мальчики-ваготоники – выделение НА у них увеличивается на 50,00 % (р < 0,05), а ДА на 22,51 % (р < 0,05), что проявляется на фоне умеренной активности медиаторного звена САС в покое. Поэтому ваготонический вариант ИВТ у школьников 9 и 8 лет в отличие от 7-летних расценивается нами как наиболее сбалансированный вариант регуляции вегетативного гомеостаза, при котором повышенная вагусная активность в покое, вероятно, связана с компенсацией инициальной симпатикотонии, то есть наблюдается взаимодополняющее действие адренергических и холинергических систем, свойственное здоровым детям [13, 15], обеспечивающее адекватную гуморальную реакцию организма в ответ на тестирующую функциональную пробу.

Выводы

1. У мальчиков в возрасте 7–9 лет наблюдается неустойчивость вегетативной регуляции сердечного ритма, проявляющаяся в преобладании симпатико- или парасимпатикотонических влияний (АМо, Δх), при этом подавляющему большинству младших школьников свойственен симпатикотонический вариант ИВТ (47,60–67,00 %).

2. У детей с преобладанием симпатических влияний на сердечный ритм в отличие от нормо- и ваготоников отмечается более высокий уровень экскреции НА, снижение ДА, возрастание соотношения НА/А.

3. Локальная статическая нагрузка вызывает сдвиги в функциональном состоянии САС, характер которых зависит от ИВТ и возраста детей: у мальчиков-симпатотоников 7 лет наблюдается увеличение экскреции НА и снижение ДОФА, в отличие от ваготоников 8, 9 лет, у которых на фоне более низких донагрузочных значений имеет место одновременное повышение экскреции КА и их предшественников.

Рецензенты:

Зиятдинова А.И., д.б.н., доцент кафедры медико-биологических основ физической культуры Института физической культуры, спорта и восстановительной медицины, г. Казань;

Валеева Э.Р., д.м.н., профессор кафедры безопасности жизнедеятельности Института физической культуры, спорта и восстановительной медицины, г. Казань.

Работа поступила в редакцию 18.02.2014.