Влияние фаз полового цикла на когнитивные способности и физическую выносливость

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ

Привлечение женщин к службе в Вооруженных силах Российской Федерации в настоящее время увеличивается, в связи с этим исследование особенностей функционирования женского организма является актуальной задачей. Однако известно, что функциональное состояние женщин нестабильно и модулируется влиянием половых стероидов в течение полового цикла [1–7]. Отмечены колебания познавательных процессов — внимания, памяти, мышления и др. — в течение цикла [1, 2, 6, 7]. При этом прослеживается неоднородность, а иногда и противоречивость сведений, в особенности это касается предменструального и менструального периода цикла. Так, лучшие показатели внимания и вербальной памяти были обнаружены в менструальный период цикла (1-й день), а их снижение отмечено в период овуляции [5, 6, 10, 11]. Н.В. Вольф, О.М. Разумникова [8] и др. [2] указывают, что высокий уровень половых гормонов в начале лютеальной фазы способствует выполнению вербальных тестов и снижает пространственные способности. Отмечено снижение умственной работоспособности и общего функционального состояния в овуляторную фазу цикла [3]. В лютеиновую фазу цикла по сравнению с фолликулярной возрастают индекс, амплитуда и частота альфа-, тета- и дельта-ритма и снижается мощность бета1-ритма, что указывает на избирательное влияние прогестерона и эстрогенов на функциональное состояние нейронов коры больших полушарий, изменяются параметры вызванных потенциалов [9, 10].

Важной характеристикой нервно-психической деятельности субъекта является функциональная асимметрия больших полушарий мозга, которая проявляется в соматических, сенсорных, когнитивных и других функциях. Функциональная асимметрия характеризуется также половыми различиями, в частности, наблюдаются различия в анатомии височных областей коры, связанных с речевой функцией, а также в предпочтении руки, моторных функциях и когнитивных способностях [6, 8, 11–13]. Считается, что предпочтение левой руки или амбидекстрия чаще наблюдаются у взрослых мужчин, тогда как женщины отличаются бо´льшим предпочтением правой руки [12, 15]. Увеличение функциональной асимметрии мозга коррелирует с повышением работоспособности человека [3, 5]. Установлено, что адаптация организма к внешней среде связана с функциональной асимметрией мозга и различается у левшей и правшей [5, 14].

Цель исследования — выявить существование зависимости когнитивных способностей, связанных преимущественно с функциями левого и правого полушария, и физической выносливости женщин от фаз полового цикла.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Функциональная асимметрия когнитивных способностей исследовалась с использованием тестов Айзенка. Учитывалось количество правильно решенных зрительно-пространственных и вербально-логических задач. Тестирование осуществлялось в первый день цикла и в день предполагаемой овуляции. Последовательность тестирования была равновероятной. Физическая выносливость женщин исследовалась при работе на велоэргометре с увеличивающейся нагрузкой: 1; 1,5; 2 и 2,5 Вт на кг массы тела; частота вращения педалей составляла 60 об/мин. Каждая нагрузка выполнялась в течение 5 мин, между нагрузками предлагался отдых в течение 1 мин. Вращение педалей при нагрузке 2,5 Вт/кг осуществлялось до отказа, при этом регистрировалась частота сердечных сокращений (ЧСС) и предельное время выполнения работы. Испытуемыми были женщины в возрасте 18–20 лет с устойчивым половым циклом. У 5 из них физическая выносливость исследовалась в первый раз в овариальную фазу цикла, второй — в лютеальную, у остальных испытуемых последовательность исследования была обратной.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В первый день цикла число решенных «правополушарных» задач составляло 13 ± 1,2, в середине цикла — 8 ± 1,6. Число «левополушарных» задач равнялось 7,1 ± 1,6 в начале цикла и 8 ± 1,1 в середине. При индивидуальном сравнении когнитивных способностей у каждой испытуемой оказалось, что в начале цикла, т. е. в фолликулярную фазу, все испытуемые без исключения решили больше «правополушарных» задач по сравнению с овариальной (р ≤ 0,05). В середине цикла 73% испытуемых решили больше «левополушарных» задач; у 20% испытуемых наблюдалась противоположная закономерность, у 7% испытуемых различий не наблюдалось.

Таким образом, низкий уровень половых стероидов в начале цикла способствует активации функций правого полушария, а увеличение их концентрации в середине цикла оказывает на них тормозное влияние. Сходные данные были получены С.М. Ситяевой [15]: перед менструацией наблюдалось ухудшение вербальных функций и вербально-логического мышления и улучшение показателей пространственного мышления. Автор объясняет это различиями уровня гормонов в активации левого и правого полушарий мозга. Предполагается, что при повышении уровня эстрогена, наблюдающегося к середине цикла, происходит активация левого полушария, обеспечивающего определенную стратегию переработки информации, поэтому возможны лучшие показатели выполнения вербально-логических задач. В следующей предменструальной фазе происходит снижение уровня эстрогена, при этом обнаруживаются активация правого полушария и повышение успешности выполнения пространственных операций. Разноречивость сведений об изменениях характеристик познавательных процессов в течение полового цикла, по мнению того же автора, возможно, связана с индивидуальными различиями реагирования на колебания гормонального фона. Указанные различия, в свою очередь, определяются индивидуально-типологическими особенностями, важной составляющей которых выступает межполушарная организация мозга, проявляющаяся в специфике функциональной асимметрии [3, 8, 12, 14, 15]. Полученные нами результаты указывают на тормозное влияние повышенного содержания половых стероидов на когнитивные способности правого полушария; влияния фаз полового цикла на те же способности левого полушария не наблюдалось.

Выявлено влияние фаз полового цикла на выносливость женщин при работе на велоэргометре. Так, средняя величина ЧСС при последовательно увеличивающейся нагрузке составляла в лютеальную фазу цикла 136 ± 2,8; 172 ± 2,5; 180 ± 1,8 и 185 ± 2,1 уд/мин, перед овуляцией — 131 ± 3,6; 158 ± 2,7; 128 ± 3,1 и 124 ± 2,9 уд/мин соответственно. То есть ЧСС при выполнении каждой нагрузки была выше в лютеальную фазу цикла, чем перед овуляцией (р < 0,05). С увеличением нагрузки перед овуляцией ЧСС уменьшалась, а в лютеальную — увеличивалась. Перед овуляцией только 27% испытуемых смогли выполнять нагрузку 2,5 Вт/кг: среднее время работы до отказа составляло 2 мин. В лютеальную фазу такую нагрузку выполнили 46% девушек; среднее время работы до отказа составляло 2,5 мин. Следовательно, повышенное содержание эстрогенов в овариальную фазу цикла способствует, по-видимому, снижению физической выносливости.

Полученные результаты согласуются с данными о влиянии половых гормонов на выполнение физической нагрузки [3, 5, 14]. Центральная нервная система является одной из мишеней половых гормонов, не связанных непосредственно с репродуктивной функцией. Рецепторы к половым стероидным гормонам обнаружены в миндалине, гиппокампе, коре, базальных ганглиях, мозжечке, ядрах шва мозгового ствола и голубого пятна, клетках глии и других структурах головного мозга, подтверждая участие половых стероидов в контроле психофизиологических, когнитивных и соматических функций [4, 5, 15–17].

При исследовании баланса отделов вегетативной нервной системы (ВНС) в разные фазы менструального цикла было установлено, что вегетативное равновесие увеличивается в середине цикла, а перед менструацией снижается за счет активации симпатического отдела ВНС, что выражается в тахикардии и увеличении индекса напряжения [5, 14].

При исследовании вариабельности сердечного ритма отмечены увеличение ЧСС, амплитуды моды (АМо), повышение соотношения низкочастотной части спектра сердечного ритма к низкочастотной (LF/HF), уменьшение LF и HF в лютеальную фазу менструального цикла по сравнению с фолликулярной. При этом в лютеальную фазу преобладает влияние симпатического отдела ВНС, в фолликулярную фазу — парасимпатического [5].

В исследовании Е.Н. Каревой и др. [4] при сопоставлении вариабельности сердечного ритма с уровнем стероидных гормонов в покое и после работы на велоэргометре в фолликулярную фазу цикла было установлено, что у ваготоников по сравнению с симпатотониками и нормотониками регистрировались самые низкие значения содержания фолликулостимулирующего гормона (ФСГ), тестостерона и кортизола. Низкие значения концентрации эстрадиола отмечены у нормотоников по сравнению с ваготониками и симпатотониками. Дозированная велоэргометрическая нагрузка вызывала достоверные изменения содержания этих гормонов у лиц с различными типологическими особенностями высшей нервной деятельности. И.В. Ефимовой, Е.В. Будыкой [3], А.П. Кузнецовым и др. [5] обнаружены корреляционные связи между содержанием ФСГ, лютеинизирующего гормона, эстрадиолом, кортизолом и психофизиологическими показателями. При преобладании парасимпатического или симпатического тонуса ВНС наблюдаются различия в содержании половых гормонов. Увеличение концентрации половых гормонов после выполнения мышечной нагрузки характерно для ваготоников.

Нами установлено, что ЧСС при выполнении каждой нагрузки была больше в лютеальную фазу цикла, чем перед овуляцией (р < 0,05), что согласуется с данными А.П. Кузнецова и др. [5], О.А. Цигулевой, Т.Н. Колесниковой [14]. С увеличением нагрузки перед овуляцией ЧСС уменьшалась, а в лютеальную фазу — увеличивалась. Время выполнения максимальной нагрузки в лютеальную фазу также увеличилось.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Функциональные различия, связанные с активностью левого и правого полушарий, модулируются, по-видимому, под влиянием половых стероидов. Такое влияние способствует активации функций, характеризующих своеобразие психического и физического статуса женского пола, в частности лучших вербальных способностей, относительно меньших зрительно-пространственных способностей и меньшей физической выносливости у женщин. Динамику функционального состояния женского организма следует учитывать при выполнении профессиональных обязанностей женщин-военнослужащих, в том числе при планировании заданий, основанных на зрительном анализе и значительной физической нагрузке.

Об авторах

Елена Борисовна Филиппова

Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова МО РФ

Автор, ответственный за переписку.
Email: vmeda-nio@mil.ru

кандидат биологических наук, доцент

Россия, Санкт-Петербург

Елена Михайловна Лесова

Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова МО РФ

Email: vmeda-nio@mil.ru

преподаватель

Россия, Санкт-Петербург

Наталья Васильевна Мургаева

Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова МО РФ

Email: vmeda-nio@mil.ru

старший преподаватель

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

Дополнительные файлы