ВЫЯВЛЕНИЕ ПРЕОБЛАДАНИЯ ОТДЕЛОВ ВЕГЕТАТИВНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ ШКОЛЬНИКОВ

ВЫЯВЛЕНИЕ ПРЕОБЛАДАНИЯ ОТДЕЛОВ ВЕГЕТАТИВНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ ШКОЛЬНИКОВ

Научная статья

Сибирякова Н.В.^1, * Леденева А.К.², Тюлегенова А.А.³

^{1, 2, 3} Астраханский государственный медицинский университет, Астрахань, Российская Федерация

* Корреспондирующий автор (galina_262[at]mail.ru)

Аннотация

Статья посвящена выявлению преобладания отделов вегетативной нервной системы среди школьников в возрасте 10-13 лет. Основным методом оценки соотношения симпатического и парасимпатического отделов послужила методика анализа вариабельности сердечного ритма. В качестве основного критерия оценки использовался спектральный анализ с выявлением преобладания высоко-, низко- и очень низкого частотного компонента. По результатам проведенного исследования сделан вывод о преобладании парасимпатического отдела вегетативной нервной системы, что соответствует успешной адаптации школьников к условиям образовательного учреждения.

Ключевые слова: вариабельность сердечного ритма, школьники, вегетативная нервная система, спектральный анализ ритма. 

IDENTIFICATION OF PREVALENCE OF SEGMENTS OF AUTONOMIC NERVOUS SYSTEM AMONG SCHOOLCHILDREN

Research article

Sibiryakova N.V.^1, *, Ledeneva A.K.², Tyulegenova A.A.³

^{1, 2, 3} Astrakhan State Medical University, Astrakhan, Russia

* Corresponding author (galina_262[at]mail.ru)

Abstract

The article is devoted to the topic of identifying the predominance of the segments of autonomic nervous system among schoolchildren in the age from 10 to 13 years old. The main method for assessing the ratio of sympathetic and parasympathetic segments is the method of analyzing heart rate variability. Spectral analysis was used as the main evaluation criterion that can reveal the predominance of the high, low, and very low frequency components. Based on the results of the study, it was concluded that the parasympathetic segment of the autonomic nervous system predominates, which corresponds to the successful adaptation of students to the conditions of an educational institution.

Keywords: heart rate variability, schoolchildren, autonomic nervous system, spectral analysis of rhythm. 

Актуальность

Жизнедеятельность человека и его адаптация к постоянно меняющимся условиям внешней и внутренней среды связаны с функциональной активностью соматических и вегетативных систем организма. [1]. Существенную роль в процессах адаптации организма играет вегетативная нервная система (далее - ВНС). ВНС включает в себя два основных отдела: симпатический – отвечает за катаболические процессы в организме и приобретает большее значение в стрессовых ситуациях; парасимпатический отвечает за восстановление резервов организма и анаболические процессы [2]. Отделы ВНС совместно с гормонами желез внутренней секреции регулируют деятельность практически всех органов, координируя их работу с целью обеспечения оптимальных условий существования организма в данный момент времени.

Баланс симпатических и парасимпатических влияний, присущий индивидууму, рассматривается как индивидуальная особенность и определяет в некоторой степени модель реагирования организма на условия внешней среды [3].

Анализ вариабельности сердечного ритма (далее - ВСР) является методом оценки соотношения активности между отделами вегетативной нервной системы. Так как система кровообращения одна из первых реагирует на влияние внешних факторов, напряжение деятельности регуляторных систем отражается на вариабельности ритма сердца. Выявление преобладания центрального или автономного контура регуляции наглядно демонстрирует состояние адаптационных механизмов. Выявление уровня адаптационных возможностей используется на современном этапе с целью донозологической диагностики.

Объектом нашего исследования явились дети школьного возраста, поскольку в этот период жизни на ребенка воздействует комплекс разнообразных факторов внешней среды, требующий значительных затрат резервов организма. Выявление преобладающего типа вегетативной нервной системы позволит проводить донозологическую диагностику функциональных и соматических нарушений.

Цель

Выявить преобладание отделов вегетативной нервной системы детей школьного возраста с использованием показателей вариабельности сердечного ритма.

Материалы и принципы исследования

Исследование проводилось при наличии информированного согласия родителей учащихся на медицинское обследование. Было обследовано 80 детей в возрасте 10-13 лет. Из них 15 человек – 1 группы здоровья, 47 – 2 группа здоровья и 18 – 3 группы. В работе был использован аппаратно-программный комплекс «Здоровье-Экспресс» с изучением параметров вариабельности ритма сердца и показателей активности регуляторных систем (далее – ПАРС). Исследование проводилось перед началом уроков в утренние часы, в положении лежа в медицинском пункте школы. При этом до начала исследования дети находились в горизонтальном положении в течение 4-5 минут. Длительность записи сердечного ритма составляла пять минут.

При обработке результатов учитывались такие показатели как:

Индекс централизации – степень централизации управления ритмом сердца (преобладание активности центрального контура регуляции над автономным).

HF% - мощность спектра высокочастотного компонента вариабельности в % от суммарной мощности колебаний. Отражает активность парасимпатического центра продолговатого мозга. Преобладание показателей высокочастотного компонента наблюдается у здоровых людей и спортсменов, в состоянии покоя и успешной адаптации. Снижение - при чрезмерной физической нагрузке, стрессе, некоторых заболеваниях сердечно-сосудистой системы (далее - ССС).

LF/HF (коэффициент вагосимпатического баланса) - отношение мощности волн низкой частоты (LF) к мощности волн высокой частоты (HF). Повышение - при активизации симпатического отдела вегетативной нервной системы, снижение - парасимпатической.

LF% (относительное значение мощности волн низкой частоты, %) отражает активность кардиостимулирующего и вазоконстрикторного центров продолговатого мозга.

VLF% (относительное значение мощности волн очень низкой частоты, %) – уровень активности симпатического звена вегетативной регуляции (преимущественно надсегментарных отделов), демонстрирует активность гуморально-метаболических и эрготропных механизмов регуляции сердечного ритма. Коррелирует с тревогой, физической нагрузкой, стрессом.

SI – стресс индекс (индекс напряжения регуляторных систем) характеризует степень напряжения регуляторных систем.

Методом оценки адаптационных реакций является вычисление ПАРС. Для оценки степени напряжения регуляторных систем использовалась 10-балльная шкала. Диагностировались четыре функциональных состояния: физиологическая норма (1-3 балла), умеренное напряжение регуляторных механизмов (4-5 балла), выраженное напряжение регуляторных механизмов (6-7 баллов), срыв адаптации (8-10).

Основные результаты

У всех испытуемых, находящихся в условиях относительного функционального покоя показатели анализа вариабельности сердечного ритма соответствовали возрастной норме. Результаты проведенного исследования отражены в таблице 1.

 

Таблица 1 – Результаты анализа вариабельности сердечного ритма школьников

Исследуемые показатели	Средние значения среди школьников, M±m	Средние значения показателей
Индекс централизации	2,2±0,28	0,67–2,26
HF, %	42,9±6,1	35,79±14,74%.
LF, %	39,2±6,05	33,68±9,04%
VLF, %	17,8±4,7	28,65±11,24
LF/HF	1,2±0,13	0,7-1,5
SI, %	69,3±4,7	41 - 357

 

Анализ полученных значений позволяет сделать вывод о преобладании парасимпатического отдела ВНС среди школьников. Об этом свидетельствуют следующие результаты:

• Преобладание высокочастотного компонента (HF) у 60% обследуемых (48 человек);
• По индексу LF/HF – у 52,5% (42 человека) обучающихся преобладание парасимпатического отдела нервной системы;
• SI – 53,8% (43 человека) учащихся находятся в гармоничном соотношении между центральными механизмами регуляции и автономными.
• ИЦ – по данным у 67,5% (54 человека) обследуемых индекс централизации ниже нормы. Это свидетельствует о преобладании автономного контура регуляции.

Достоверных различий в спектральных показателях среди детей, относящихся к разным группа здоровья выявлено не было (p = 0,3, по критерию Вилкоксона).

Преобладание автономного контура регуляции сердечного ритма свидетельствует об оптимальных условиях для функционирования организма. Влияние центрального контура регуляции на ритм сердца не выражено и основную функцию контроля сердечной деятельности выполняет автономный контур – парасимпатический отдел периферической вегетативной нервной системы.

Оценка ПАРС подтверждает успешную адаптацию детей к школьным условиям. У большинства обучающихся 52,5% (44 человека) отмечается состояние умеренного напряжения регуляторных систем и у 31,2% (25 человек) – состояние физиологической нормы. У 11,3 (9 человек) отмечена активная мобилизация защитных механизмов – выраженное напряжение регуляторных механизмов и лишь у 2,5% (2 человека) – срыв адаптационных механизмов.

Выводы

Среди учащихся в возрасте 10-13 лет выявлено преобладание активности парасимпатической нервной системы.

Парасимпатический отдел ВНС представляет собой систему, ответственную за текущую регуляцию физиологических процессов. Он предназначен для того, чтобы восстанавливать и сохранять гомеостаз, а также непрерывно корригировать сдвиги, вызванные влиянием симпатического отдела. Кроме того, исследование ПАРС демонстрирует успешную адаптацию большинства детей к условиям обучения.

Конфликт интересов Не указан

Conflict of Interest None declared

Список литературы / References

1. Мансур Т.И. Состояние вегетативной нервной системы у студентов в период адаптации в вузе / Т.И. Мансур, В.С. Гирич, Н. Мансур, // Вестник РУДН. Серия: Медицина. 2016. 3. c. 41-45.
2. Шлык Н.И. Сердечный ритм и тип регуляции у детей, подростков и спортсменов. — Ижевск: Изд-во «Удмуртский университет», 2009. — 259 с.
3. Догадкина С.Б. Особенности вегетативной нервной регуляции сердечного ритма у школьников 11-13 лет / С.Б. Догадкина // Новые исследования. 2 (43). c. 21-26.
4. Яманова Г.А. Гигиеническая оценка эффективности физического воспитания школьников / Г.А. Яманова, Д.В. Давыденко, А.А. Антонова // В сборнике: Неделя науки - 2016. Материалы Всероссийского молодежного форума с международным участием. – Ставрополь, 2016. - c. 460-463.
5. Яманова Г.А. Физическое развитие кадетов казачьих корпусов / Г.А. Яманова, В.Г. Сердюков, Л.А. Милюченкова // В сборнике: Материалы XXIII съезда Физиологического общества им. И. П. Павлова с международным участием. – Воронеж, 2017. - c. 2287-2288.
6. Антонова А.А. Динамика антропометрических показателей у школьников 11 лет / А.А. Антонова, В.Г. Сердюков, Г.А. Яманова // Морфология. 153. 3. С. 22.
7. Безруких М. М. Здоровье школьников, проблемы, пути решения. / М. М. Безруких // Сибирский педагогический журнал. – 2012. - №9. с.11-16.
8. Сердюков В.Г. Социально-гигиенические особенности условий жизни, как факторы риска для здоровья детей / В.Г. Сердюков, А.А. Антонова, Г.А. Яманова и др. // В сборнике: Актуальные вопросы обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения. Сборник материалов межрегиональной научно-практической конференции ученых и специалистов Роспотребнадзора. - 2019. – с. 71-76.
9. Елизарова И.С. Динамика состояния здоровья детей и подростков Астрахани / И.С. Елизарова, А.А. Антонова, Т.В. Сердюкова и др. // Аллергология и иммунология. - 2012. Т. 13. - №1. - с. 101.
10. Айзман Р. И. Проблемы и задачи здоровьесберегающей деятельности в системе образования на современном этапе / Р. И. Айзман, Э. М. Казин, А. И. Федоров // Вестник Новосибирского государственного педагогического университета. - 2014. - №1 (17). – с. 9-17.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Mansur T.I. Sostoyanie vegetativnoy nervnoy sistemy u studentov v period adaptatsii v vuze [State of the autonomic nervous system in students during adaptation at the University] / T.I. Mansur, V.S. Girich, N. Mansur and others // Vestnik RUDN. Seriya: Meditsina. 2016. 3. p. 41-45. [in Russian].
2. Shlyk N.I. Serdechnyy ritm i tip regulyatsii u detey, podrostkov i sportsmenov. [Heart rate and type of regulation in children, adolescents and athletes] / Shlyk N.I. // Izhevsk: Izd-vo «Udmurtskiy universitet» - 2009. - 259 p. [in Russian].
3. Dogadkina S.B. Osobennosti vegetativnoy nervnoy regulyatsii serdechnogo ritma u shkol'nikov 11-13 let [Features of autonomic nervous regulation of heart rate in schoolchildren aged 11-13 years] / S.B. Dogadkina // Novye issledovaniya. 2015. 2 (43). p. 21-26. [in Russian].
4. Yamanova G.A. Gigienicheskaya otsenka effektivnosti fizicheskogo vospitaniya shkol'nikov [Hygienic assessment of the effectiveness of physical education of schoolchildren] / G.A. Yamanova, D.V. Davydenko, A.A. Antonova // V sbornike: Nedelya nauki - 2016. Materialy Vserossiyskogo molodezhnogo foruma s mezhdunarodnym uchastiem [In the collection: science Week-2016. Materials of the all-Russian youth forum with international participation]. - Stavropol, 2016. p. 460-463. [in Russian].
5. Yamanova G.A. Fizicheskoe razvitie kadetov kazach'ikh korpusov [The physical development of the Cossack cadet corps] / G.A. Yamanova, V.G. Serdyukov, L.A. Milyuchenkova // V sbornike: Materialy XXIII s"ezda Fiziologicheskogo obshchestva im. I. P. Pavlova s mezhdunarodnym uchastiem [In the collection: Materials of the XXIII Congress of the Physiological society. I. P. Pavlova with international participation]. Voronezh, 2017. p. 2287-2288. [in Russian].
6. Yamanova G.A. Vliyanie fizicheskoy nagruzki na sostoyanie oporno-dvigatel'nogo apparata kadetov. [Influence of physical activity on the state of the musculoskeletal system of cadets] // G.A. Yamanova, V.G. Serdyukov, A.A. Antonova and others // V sbornike: Strukturnye preobrazovaniya organov i tkaney v norme i pri vozdeystvii antropogennykh faktorov. [In the collection: Structural transformations of organs and tissues in the norm and under the influence of anthropogenic factors]. Sbornik materialov mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsii, posvyashchennoy 80-letiyu so dnya rozhdeniya professora Asfandiyarova Rastyama Izmaylovicha. Pod redaktsiey L.A. Udochkinoy, B.T. Kurtusunova [Collection of materials of the international scientific conference dedicated to the 80th anniversary of the birth of Asfandiyarova Rastyama Izmaylovicha edited by L.A. Udochkina, B.T. Kurtusunov]. Astrakhan, 2017. p. 183-184. [in Russian].
7. Serdyukov V.G. Sotsial'no-gigienicheskie osobennosti usloviy zhizni, kak faktory riska dlya zdorov'ya detey [Socio-hygienic characteristics of the conditions of life as risk factors for children's health] / V.G. Serdyukov, A.A. Antonova, G.A. Yamanova and others // V sbornike: Aktual'nye voprosy obespecheniya sanitarno-epidemiologicheskogo blagopoluchiya naseleniya Sbornik materialov mezhregional'noy nauchno-prakticheskoy konferentsii uchenykh i spetsialistov Rospotrebnadzora [In the collection: Current issues of ensuring sanitary and epidemiological well-being of the population Collection of materials of the interregional scientific and practical conference of scientists and specialists of Rospotrebnadzor]. – Astrakhan, 2019 – p. 71-76. [in Russian].
8. Chernenkov Yu. V. Monitoring sostoyaniya zdorov'ya shkol'nikov, obuchayushchikhsya v profil'nykh klassakh. Chernenkov [Monitoring of the state of health of the school children trained in profile classes] / Yu. V. Chernenkov A. Yu. Serdyukov, Saratovskiy A. Yu. Nauchno-meditsinskiy zhurnal [Saratov scientific and medical journal]. – 2010. - №6 (1). – p. 130-133. [in Russian].
9. Elizarova I.S. Dinamika sostoyaniya zdorov'ya detey i podrostkov Astrakhani [Dynamics of the state of health of children and adolescents in Astrakhan] / I. S. Elizarova, A. A. Antonova, T. V. Serdyukova and others // Allergologiya i immunologiya [Allergology and immunology]. - 2012. Vol. 13. - №. 1. - p. 101. [in Russian].
10. Ayzman R. I. Problems and tasks of health-saving activity in the education system at the present stage. / R. I. Ayzman, E. M. Kazin, A. I. Fedorov and others // Vestnik Novosibirskogo gosudarstvennogo pedagogicheskogo universiteta [Bulletin of Novosibirsk state pedagogical University]. – 2014. - 1 (17). – p. 9-17. [in Russian].