Study of regulation and adaptive capabilities of the cardiovascular system of young people with different levels of physical activity

Full Text

Состояние сердечно-сосудистой системы, регулируемое вегетативной нервной системой (ВНС), отражает развитие приспособительных реакций организма к действию различных факторов [1]. Так, известно, что вариабельность сердечного ритма зависит от типа конституции, психологического состояния человека, возраста [2, 3]. Оптимальная физическая нагрузка в сочетании с рациональными рекреационными составляющими здорового образа жизни является наиболее эффективной формой увеличения функциональных резервов [4]. В то же время чередование физической и умственной нагрузки должно быть адекватным, поскольку чрезмерная физическая активность может являться дезадаптивным фактором [5].

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Выявить половые особенности регуляции и функционального состояния сердечно-сосудистой системы студентов с разным уровнем физической активности.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектом исследования явились студенты 3–4-х курсов ВГСПУ, имеющие разную интенсивность физических нагрузок. В обследовании принимали участие 35 юношей и 25 девушек профиля подготовки «Физическая культура и безопасность жизнедеятельности» (ФББ), которые имеют достаточно высокий уровень физической нагрузки, и 25 юношей и 45 девушек профилей подготовки «Биология/Химия» и «Биология/География» (БХБ, БГБ) с низким уровнем физической активности.

Оценка вариабельности сердечного ритма осуществлялась аппаратно-программным комплексом пуль- совой диагностики «Веда-Пульс». Исследовались: частота сердечных сокращений (ЧСС); АМо – амплитуда моды; SDNN – стандартное отклонение NN интервалов, которое характеризует суммарный эффект вегетативной регуляции кровообращения; RMSSD – среднеквадратичное отклонение R-R-интервала; спектральные показатели ВСР: HF, LF; интегральные показатели ВСР, такие как ПАПР – показатель адекватности процессов регуляции, ИН – индекс напряжения регуляторных систем (Si – стресс-индекс); индекс вегетативного равновесия (ИВР/ІВТ).

Оценка функционального состояния сердечно-сосудистой системы проводилась с помощью нагрузочной пробы Летунова и расчетных показателей, таких как систолический объем крови (СОК), минутный объема крови (МОК), тип реакции сердечно-сосудистой системы на нагрузку.

Статистический анализ полученных данных осуществляли в программе «Статистика 10». Достоверность отличий между показателями групп оценивали по критерию Манна – Уитни. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез в данном исследовании принимали равным 0,05 (* Р ≤ 0,05; ** Р ≤ 0,01).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты исследования вариабельности сердечного ритма у студентов профилей подготовки «БХБ, «ГББ» представлены в табл. 1.

 

Таблица 1 Средние значения вариабельности сердечного ритма юношей и девушек профилей подготовки «БХБ, «ГББ»

Показатель (М ± m)	Юноши	Девушки
ЧСС, уд./мин	76,6 ± 5,7	85,0 ± 8,5 ⃰
АМо, %	36,2 ± 3,8	42,6 ± 2,5
ИН, у. е.	108,6 ± 35,8	144,6 ± 26,4 ⃰
ИВР, у. е.	159,5 ± 24,2	197,8 ± 46,5 ⃰
SDNN, мс	59,5 ± 8,3	49,6 ± 12,9 ⃰
HF, %	40,6 ± 3,1	33,3 ± 4.8*
LF, %	30,6 ± 5,0	41,5 ± 3,6 ⃰
RMSSD, мс	38,8 ± 1,6	34,0 ± 3,7
ПАПР, у. е.	49,7 ± 7,7	60,3 ± 5,5 ⃰

 

У юношей этой группы ЧСС находится в пределах нормы и составляет (76,6 ± 5,7) уд./мин, у девушек выявлена умеренная тахикардия – (85 ± 8,5 ) уд./мин. Индекс напряжения и индекс вегетативного равновесия у девушек достоверно выше, чем у юношей, что указывает на преобладание у девушек симпатических влияний, достоверные отличия также имеет показатель ПАПР, увеличение которого указывает на преимущество адренергических воздействий. У юношей преобладают высокочастотные колебания (HF), отражающие вклад парасимпатической системы. Кроме того, у них достоверно ниже показатель SDNN, что также указывает на вагусное воздействие, которое является более благоприятным для работы сердца, обеспечивая автономный контур регуляции.

Анализ индивидуальных показателей (табл. 2) свидетельствует о том, что у большинства юношей профилей «БХБ», «БГБ» по таким интегральным показателям ВСР, как ИН, ИВР, ПАПР, имеется вегетативное равновесие.

 

Таблица 2  Соотношение юношей и девушек профилей подготовки «БХБ, «ГББ» с различным типом вегетативной регуляции по интегральным показателям ВСР, %

Группа	Тип регуляции	ИН	ИВР	ПАПР
Юноши	Нормотония	65	67	50
	Симпатотония	23	10	25
	Ваготония	17	23	25
Девушки	Нормотония	43	40	29
	Симпатотония	57	67	51
	Ваготония	13	20	10

 

Среди девушек данного профиля подготовки преобладают симпатотоники, меньшее количество девушек с вегетативным равновесием и лишь небольшое число студенток имеют преимущественные ваготонические влияния.

При обследовании студентов профиля подготовки «ФББ» (табл. 3) установлено, что ЧСС, как у юношей, так и у девушек, соответствует нормокардии.

 

Таблица 3 Средние значения вариабельности сердечного ритма юношей и девушек профиля подготовки «ФББ»

Показатель (М ± m)	Юноши	Девушки
ЧСС, уд/мин	74,0 ± 5,6	78,8 ± 7,9
АМо, %	36,3 ± 4,7	38,5 ± 6,0
ИН, у. е.	100,7 ± 15,2	134,6 ± 26,4 ⃰
ИВР, у. е.	150,5 ± 24,2	168,3 ± 35,1
SDNN, мс	59,6 ± 8,0	50,5 ± 20,1
HF, %	34,2 ± 4,1	30,2 ± 9,5
LF, %	41,6 ± 5,1	44,8 ± 7,5
RMSSD, мс	44,0 ± 8,5	30,5 ± 4,5 ⃰
ПАПР, у. е.	46,3 ± 6,0	55,6 ± 4,5 ⃰

 

Индекс напряжения у девушек достоверно выше, чем у юношей. ИВР в обеих группах соответствует вегетативному балансу, хотя у девушек несколько сдвинут в сторону симпатической регуляции. Величина SDNN у юношей равна (9,96 ± 18,0), что характерно для умеренного преобладания холинэргических влияний, у девушек (50,0 ± 20,0), что соответствует вегетативному равновесию. На это же указывает показатель RMSSD, который у юношей достоверно выше, чем у девушек. Спектральные показатели ВСР (HF, LF) свидетельствуют об оптимальном влиянии высших вегетативных центров на сердечно-сосудистый подкорковый центр, хороший уровень сегментарный регуляции и состояния сосудистого тонуса. Достоверных отличий между девушками и юношами в этой группе меньше, чем у студентов, имеющих низкую физическую нагрузку.

Анализ индивидуальных данных (табл. 4) показывает, что по интегральным показателям у преобладающего числа юношей данной группы имеется вегетативное равновесие или ваготония. У большинства девушек профиля подготовки «ФББ» отмечается вегетативное равновесие, несколько меньше симпатотоников и небольшое число девушек с холинергическим типом регуляции.

Сравнение ВСР студентов обоих факультетов свидетельствует о том, что, несмотря на различие в уровне физической активности, юноши имели более благоприятный тип регуляции работы сердца. Тем не менее, у студентов с высоким уровнем физической активности эти отличия менее выражены, а количество девушек и юношей, имеющих вегетативное равновесие или преобладание вагусной активности, значительно больше.

Проведение нагрузочного теста с помощью пробы Летунова показало, что у юношей профилей подготовки «БХБ», «БГБ» в покое наблюдается умеренная брадикардия, у девушек показатели ЧСС находятся в пределах нормы.

 

Таблица 4 Соотношение юношей и девушек профиля подготовки «ФББ» с различным типом вегетативной регуляции по интегральным показателям ВСР, %

Группа	Тип регуляции	ИН	ИВР	ПАПР
Юноши	Нормотония	50	55	60
	Симпатотония	15	0	0
	Ваготония	35	45	40
Девушки	Нормотония	50	47	57
	Симпатотония	33	33	23
	Ваготония	17	20	20

 

Таблица 5  Показатели пробы Летунова у юношей и девушек профилей подготовки «БХБ», «БГБ»

Группа	Показатели сердечно-сосудистой системы
	покой		восстановительный период
	ЧСС, уд./мин	АД, мм рт. ст.	1 мин		2 мин		3 мин
			ЧСС, уд./мин	АД, мм рт. ст.	ЧСС, уд/мин	АД, мм рт. ст.	ЧСС, уд./мин	АД, мм рт. ст.
Юноши	67,5	111/63	83	126/67,5	79	122/67,5	75	118,5/65
Девушки	76	108/66	90 ⃰	125,5/74	85 ⃰⃰	120/74	81	115/70

 

После нагрузки наблюдается увеличение ЧСС в обеих группах, у девушек пульс достоверно выше, чем у юношей. В покое для той и другой группы характерна гипотония, а после нагрузки в большей степени повышается систолическое давление. На третьей минуте после нагрузки пульс восстановился только у 40 % юношей и 20 % девушек, артериальное давление у 37 % юношей и 17 % девушек.

Увеличение показателей систолического объема кровотока у юношей и, особенно, у девушек после нагрузки незначительно, что указывает на неблагоприятную реакцию, так как повышение МОК произошло преимущественно за счет увеличения ЧСС.

В покое показатели ЧСС у юношей и девушек профиля подготовки «ФББ» находятся в пределах нормы и равны 69 уд./мин у юношей и 74 уд./мин у девушек. После нагрузки ЧСС в обеих группах изменилась незначительно. Показатели артериального давления в покое у девушек достоверно ниже, чем у юношей. После физической нагрузки более значительное увеличение АД произошло у девушек. На третьей минуте после нагрузки ЧСС восстановилась у 85 % юношей и 80 % девушек, артериальное давление у 100 % юношей и 50 % девушек.

 

Таблица 6 Расчетные показатели оценки функционального состояния сердечно-сосудистой системы у юношей и девушек профилей «БХБ», «БГБ»

Группа	В покое		После нагрузки
	СОК, мл	МОК, мл/мин	СОК, мл	МОК, мл/мин
Юноши	75,4	5,1	77,45	6,4
Девушки	70,6	5,4	70,8	6,3

 

Таблица 7 Показатели пробы Летунова у юношей и девушек профиля подготовки «ФББ»

Группа	Показатели сердечно-сосудистой системы
	в покое		восстановительный период
	ЧСС, у д/мин	АД, мм рт. ст.	1 мин		2 мин		3 мин
			ЧСС, уд./мин	АД, мм рт. ст.	ЧСС, уд./мин	АД, мм рт. ст.	ЧСС, уд./мин	АД, мм рт. ст.
Юноши	68,5	120/68	77	126/66	69,5	121/65	69,5	119/67
Девушки	74	107/66 ⃰	79	122/69	76 ⃰	113/67 ⃰	74	110/66 ⃰

 

Таблица 8 Расчетные показатели оценки функционального состояния сердечно-сосудистой системы у юношей и девушек профиля подготовки «ФББ»

Группа	В покое		После нагрузки
	СОК, мл	МОК, мл/мин	СОК, мл	МОК, мл/мин
Юноши	75,6	6,07	79,6	7,1
Девушки	70,6	5,2	74,1	6,8

 

Показатели минутного и систолического объема кровотока как в покое, так и после нагрузки соответствуют возрастной норме, и увеличение МОК у тех и у других происходит в основном за счет увеличения силы сокращения сердца.

Среди студентов профиля подготовки «ФББ» 40 % юношей и 33 % девушек имеют высокие адаптационные способности, 55 % юношей и 17 % девушек – низкие. У студентов профилей «БХБ» и «ГББ» – высокие адаптационные резервы имеют лишь 23 % юношей и 13 % девушек, средние – 60 и 46 %, а неудовлетворительные выявлены у 27 % юношей и 41 % девушек.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сравнение ВСР студентов различных профилей подготовки свидетельствует о том, что независимо от уровня физической активности, юноши имеют более благоприятный тип регуляции работы сердца и более высокие резервные возможности организма по сравнению с девушками. Тем не менее, у студентов с высоким уровнем физической активности эти различия менее выражены и преобладают девушки и юноши, имеющие вегетативное равновесие или преимущественную вагусную активность в регуляции работы сердца.

Студенты с низкой физической активностью, особенно девушки, имеют неблагоприятный тип реакции сердечно-сосудистой системы на дозированную физическую нагрузку, что выражается в увеличении МОК за счет учащения числа сердечных сокращений и длительном периоде восстановления. У девушек этой группы преобладает гипотонический тип реакции на физическую нагрузку и низкие адаптационные возможности организма.

About the authors

Margarita V. Muzhichenko

Volgograd State Socio-Pedagogical University

Author for correspondence.
Email: rita31@mail.ru

Candidate of Medical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Ecological and Biological Education and Medical and Pedagogical Disciplines

Russian Federation, Volgograd

Denis S. Novikov

Volgograd State Medical University

Email: dennov89@mail.ru

Senior Lecturer at the Department of General Hygiene and Ecology

Russian Federation, Volgograd

Elena Yu. Nadezhkina

Volgograd State Socio-Pedagogical University; Volgograd State Medical University

Email: gurinae@mail.ru

Candidate of Biological Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Ecological and Biological Education and Medical and Pedagogical Disciplines, Assistant of the Department of Fundamental Medicine and Biology

Russian Federation, Volgograd; Volgograd

Maria G. Marinina

Volgograd State Socio-Pedagogical University

Email: mashamarinin@yandex.ru

Candidate of Pedagogical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Ecological and Biological Human Education and Medical and Pedagogical Disciplines

Russian Federation, Volgograd

References

Supplementary files