Динамика параметров сердечно-сосудистой и дыхательной систем человека под влиянием спелеоклимата

Полный текст

Спелеотерапия использует условия соляных шахт и пещер для лечения заболеваний кожных и респираторных систем, для восстановления пациентов после перенесенных заболеваний, для поддержания здоровья, стимуляции иммунитета [1, 2, 3, 4, 5]. Метод общедоступен и применяется в санаторно-курортных и стационарных медицинских учреждениях.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Исследовать динамику параметров сердечно-сосудистой и дыхательной систем человека под влиянием спелеоклимата.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

В исследовании приняли участие студенты-добровольцы 1–2-го курса ВГМУ им. Н.Н. Бурденко (40 человек, 12 юношей и 28 девушек). Участники исследования разделены на 2 группы: экспериментальная (10 дней спелеотерапии, 27 человек) и группа сравнения (10 дней отдыха, 13 человек). Критерии включения в экспериментальную и контрольную группы: состояние здоровья, отсутствие острого периода инфекционных заболеваний, периода обострения хронических заболеваний, дефектов верхних дыхательных путей.

Исследование соответствовало этическим стандартам, разработанным в соответствии с Хельсинкской декларацией Всемирной медицинской ассоциации «Этические принципы проведения научных медицинских исследований с участием человека» с поправками 2000 г. и «Правилами клинической практики в Российской Федерации», утвержденными Приказом Минздрава РФ от 19.06.2003 г. № 266. Каждый участник был информирован о цели исследования, подписав согласие на участие в эксперименте.

Артериальное давление (АДс, АДд) и пульс (ЧСС) измерены с помощью тонометра Omron M2 Basic, сатурация кислорода (Ро2) определена с помощью пульсоксиметра CS Medica MD300C2, подсчитана частота дыхания (ЧД), жизненная емкость легких (ЖЕЛ) определена при помощи портативного сухого спирометра ССП в состоянии покоя до посещения спелеокамеры и ежедневно в течение 10 дней после часового сеанса спелеоклимата. Вегетативный индекс Кердо рассчитан по формуле: (1-АДд/ЧСС) × 100 %. Те же параметры зарегистрированы у студентов контрольной группы ежедневно в течение 10 дней после часового отдыха.

Исследования проведены в условиях наземной стационарной спелеокамеры, помещение 14 м², при температуре 18–22 °С, относительной влажности воздуха 65 %, соотношении отрицательных аэроионов 987 е/см³, положительных аэроионов – 834 е/см³, радиационный фон составлял 17 мкР/ч (спелеокамера от ООО «Климат Черноземья»), вне сессионного периода [6].

Анализ полученных данных проведен с помощью программ Excel и StatPlus Pro. Нормальность распределения признаков определена с использованием критерия Шапиро – Уилка. Расчет достоверности отличий проведен с использованием непараметрического критерия Уилкоксона для зависимых переменных.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Динамика параметров сердечно-сосудистой системы под влиянием часового отдыха разнонаправленно изменяется в течение 10-дневного часового отдыха. При этом пульсовое давление плавно снижается в 10-му дню исследования (табл. 1, р = 0,05, z = –1,99). Другие параметры сердечно-сосудистой системы и дыхания изменялись незначимо.

Динамика параметров сердечно-сосудистой системы под влиянием спелеоклимата, на первый взгляд, кажется также неоднозначной. Систолическое артериальное давление (АДс) снижается после двух процедур спелеотерапии и увеличивается после четвертой процедуры, затем снова снижается и к десятой процедуре выходит на постоянный уровень, несколько ниже относительно исходного состояния. Диастолическое давление участников исследования повышается от первой к пятой процедуре (после пятой процедуры максимально) и снижается затем к 10-й процедуре. Частота сердечных сокращений (ЧСС) снижается от исходного состояния к 10-й процедуре. Сатурация кислорода (РО₂) у студентов остается на достаточно высоком уровне весь курс спелеотерапии.

Таким образом, адаптация человека к спелеоклимату происходит как за счет частоты, так и силы сокращения сердца, что подтверждает наши данные по динамике основных параметров сердечно-сосудистой системы и кровотока под влиянием спелеотерапии у человека [6, 7].

Следует отметить, что сатурация кислорода, несмотря на высокий средний уровень в течение всех процедур спелеотерапии, имела свою динамику: у пациентов со сниженной сатурацией кислорода относительно остальных она увеличивалась к десятому дню спелеотерапии, размах Q1-Q3 стал меньше. Минимальные значения сатурации кислорода наблюдались после третьей и пятой процедур. Подобных изменений в группе сравнения не выявлено.

Динамика параметров дыхательной системы под влиянием спелеоклимата отражает адаптацию участников исследования к спелеоклимату главным образом за счет глубины дыхания (ЖЕЛ снижается к четвертому дню спелеотерапии, затем на восьмой день наблюдается второе снижение, и к десятому дню спелеотерапии ЖЕЛ остается сниженной относительно исходного состояния), в меньшей степени – за счет частоты дыхания (наблюдается подъем ЧД после второй процедуры, затем снижение к пятому дню, после шестой процедуры ЧД повышается и возвращается к исходному к 10-му дню спелеотерапии).

Отметим, что систолическое давление и жизненная емкость легких на четвертый день спелеотерапии достоверно выше у участников исследования относительно исходного уровня (табл.), что отражает мобилизацию адаптационных ресурсов и состояние напряженности сердечно-сосудистой и дыхательной систем при развитии стадии тревоги под влиянием спелеоклимата.

После десятого сеанса спелеотерапии выявлено достоверное уменьшение частоты сердечных сокращений у участников исследования относительно исходного уровня. Остальные зарегистрированные параметры работы сердечно-сосудистой и дыхательной систем после десятой спелеопроцедуры достоверно не отличались от исходного уровня.

 

Параметры сердечно-сосудистой и дыхательной систем человека под воздействием спелеоклимата

	M	δ	Min	Max	Q1	Me	Q3	Параметры	z	p
1АДс	118.05	12.03	96.00	144.00	110.25	117.50	125.50	4АДс – ١АДс	–2.111b	0.035
1АДд	70.86	9.46	54.00	92.00	62.75	70.50	77.25	10АДс – ١АДс	–.991b	0.322
1ЧСС	82.91	8.80	69.00	102.00	75.50	83.50	89.00	5АДд – ١АДд	–.710b	0.478
1Сат	97.81	1.95	93.00	100.00	97.00	98.50	99.00	10АДд – ١АДд	–.195b	0.845
1ЧД	18.82	5.66	13.00	36.00	15.00	17.50	19.25	4ЧСС – ١ЧСС	–1.326c	0.185
1ЖЕЛ	2.94	0.73	2.00	5.50	2.48	2.80	3.13	10ЧСС – ١ЧСС	–1.925c	0.054
4АДс	122.82	9.65	104.00	139.00	115.25	123.00	131.00	10Сат – ١Сат	–1.445b	0.148
10АДс	120.23	14.60	94.00	153.00	109.50	117.50	130.50	6ЧД – ١ЧД	.000d	1.000
5АДд	73.00	12.12	49.00	98.00	63.00	76.50	79.75	10ЧД – ١ЧД	–.387b	0.699
10АДд	71.45	10.70	55.00	93.00	63.50	69.50	80.00	4ЖЕЛ – ١ЖЕЛ	–2.276c	0.023
4ЧСС	80.59	12.74	66.00	123.00	70.75	77.50	87.50	5ЖЕЛ – ١ЖЕЛ	–1.622c	0.105
10ЧСС	79.50	11.58	62.00	98.00	70.50	79.00	88.75	10ЖЕЛ – ١ЖЕЛ	–1.729c	0.084
10Сат	98.45	1.10	95.00	99.00	98.00	99.00	99.00	–	–	–
6ЧД	19.18	5.88	14.00	36.00	16.00	18.00	19.00	–	–	–
10ЧД	19.55	5.75	14.00	35.00	16.00	17.50	20.00	–	–	–
4ЖЕЛ	2.80	0.73	2.00	5.10	2.30	2.50	3.23	–	–	–
5ЖЕЛ	2.84	0.70	2.00	5.20	2.38	2.75	3.25	–	–	–
10ЖЕЛ	2.84	0.70	2.10	5.10	2.40	2.60	3.10	–	–	–

Примечание: в первой колонке перед названием признака указан день измерения (1-10).

 

На основании вегетативного индекса Кердо испытуемые были разделены на три группы: симпатотоники, нормотоники и парасимпатотоники. Выявлено, что под влиянием спелеотерапии вегетативный баланс стремится к нормотонии, ВИК после 10-й процедуры значимо отличается от ВИК исходного (z = -2,058^b, р = 0,04). Подобных значимых изменений в группе сравнения не выявлено, хотя и в группе сравнения наблюдались изменения вегетативного баланса в сторону нормотонии. Следовательно, спелеоклимат обладает свойством восстанавливать вегетативный статус человека.

Проведенный корреляционный анализ (по Спирмену) результатов экспериментальной группы показал, что в исходном состоянии покоя до воздействия спелеклимата наблюдалась всего одна значимая корреляционная связь – между систолическим и диастолическим давлением (рис.), что физиологически обоснованно.

В дни наибольшего дисбаланса параметров сердечно-сосудистой и дыхательной системы выявлена значимая корреляционная связь между частотой дыхания и частотой сердечных сокращений (межсистемная корреляционная связь). Отметим, что именно эти признаки – ЧСС и ЧД – оказались наиболее чувствительны к воздействию спелеоклимата.

После десятого сеанса спелеотерапии выявлены значимые корреляционные связи между систолическим и диастолическим давлением и между диастолическим давлением и частотой сердечных сокращений (внутрисистемные связи).

Поскольку корреляционный анализ отражает уровень напряженности в биологической системе [6, 7], то можно сделать вывод, что наблюдаемая значимая межсистемная связь ЧСС–ЧД отражает мобилизацию адаптационных ресурсов и состояние напряженности сердечно-сосудистой и дыхательной систем при развитии стадии тревоги под влиянием спелеоклимата за счет межсистемных механизмов. При этом напряженность в сердечно-сосудистой системе сохраняется после 10-й спелеопроцедуры.

Рис. Значимые корреляционные связи между зарегистрированными признаками

 

Анализ половых различий динамики исследуемых параметров показал, что у девушек значимо отличаются под влиянием спелеоклимата параметры ВИК 1–10 (z = -2.120^c, р = 0.034), АДс 1–3 (z = -2,095^b, р = 0.036), ЖЕЛ 1–3 (z = -2,064^c, р = 0.039); у юношей – ЧД 1-3 (z = -2,060^b, р = 0.039). При этом динамика параметров дыхания (ЖЕЛ и ЧД) у девушек и юношей изменяется разнонаправлено под действием спелеоклимата.

У юношей происходит увеличение параметров дыхания в ответ на действие аэроионов. У девушек – уменьшение параметров дыхания. Возможно, это связано с особенностями регуляции дыхания у мужчин и женщин. Так, Марковой К.Б. (2012) показано, что при стимуляции хеморецепторов мужчины не способны произвольно сдерживать дыхание, в то время как у женщин присутствует сдерживающий компонент (большее участие коры больших полушарий в регуляции дыхания).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Адаптация человека к спелеоклимату происходит как за счет частоты, так и силы сокращения сердца.

Динамика параметров дыхательной системы под влиянием спелеоклимата отражает адаптацию участников исследования к спелеоклимату главным образом за счет глубины дыхания, в меньшей степени – за счет частоты дыхания.

Мобилизация адаптационных ресурсов и состояние напряженности сердечно-сосудистой и дыхательной систем под влиянием спелеоклимата формируется в основном за счет межсистемных механизмов.

Спелеоклимат обладает свойством восстанавливать вегетативный статус человека.

Некоторая напряженность в сердечно-сосудистой системе сохраняется после 10-й спелеопроцедуры.

Выявлены различия в динамике параметров дыхания у девушек и юношей под действием спелеоклимата.

Об авторах

Вера Алексеевна Семилетова

Воронежский государственный медицинский университет имени Н.Н. Бурденко

Автор, ответственный за переписку.
Email: vera2307@mail.ru

кандидат биологических наук, доцент

Россия, Воронеж

Егор Алексеевич Кардашов

Воронежский государственный медицинский университет имени Н.Н. Бурденко

Email: kardasovegor13@gmail.com

студент

Россия, Воронеж

Список литературы

Дополнительные файлы