Оценка адаптационных возможностей организма детей с разным уровнем двигательной активности

Более низкая амплитуда зубца Р в предстартовом состоянии у тренирующихся подростков свидетельствует о преобладании тонуса блуждающего нерва в регуляции СР у данных подростков по сравнению с обычными школьниками. Действительно при анализе вегетативной регуляции сердечной деятельности выявлено, что в группе тренирующихся подростков перед стартом 73,7% исследуемых имели сбалансированную автономную регуляцию, 10,5% выявили преобладание парасимпатических влияний и 15,8%-симпатических влияний. Среди школьников, находящихся в обычном двигательном режиме, сбалансированную автономную регуляцию имели 30%, преобладание симпатических влияний 70%, из них 10% с выраженной симпатикотонией. Преобладание парасимпатических влияний у данной группы обследуемых не отмечалось. Высота зубца Т у подростков с высокой двигательной активностью намного превышает высоту данного зубца у обычных школьников. Так как зубец Т отражает фазу восстановления энергетических запасов сердца, фазу ресинтеза макроэргических фосфорных соединений, он рассматривается как один из важнейших показателей функциональной способности миокарда. Однако результаты изменения этого зубца при усиленном воздействии на сердце различных отделов вегетативной нервной системы довольно разноречивы[ Соколов1980,Панкова 2010 ].

Наши исследования показали, что при нагрузке амплитуда зубца Т у подвижных детей возрастает в 53% случаев, остается на прежнем уровне у 16% исследуемых. 31% исследуемых данной группы показывает уменьшение амплитуды зубца Т в процессе нагрузки. У подростков с обычным двигательным режимом  уменьшение амплитуды зубца Т в процессе нагрузки отмечается у 40% исследуемых. Таким образом, лучшую адаптацию к нагрузке имеют подростки с высокой двигательной активностью. Что касается неврогенных влияний, то снижение высоты Т у тренированных школьников произошло не с преобладанием тонуса симпатической или парасимпатической системы, а у школьников со сбалансированной регуляцией ВНД. У обычных школьников снижение зубца Т отмечается как у эйтоников , так и у симпатикотоников. Анализ  «интегрального показателя»( Р/Т,%) показал резкое повышение активности симпатического отдела нервной системы у подростков с симпатотонусом в предстартовом состоянии с обычным двигательным режимом на фоне нагрузки по сравнению с тренирующимися подростками, почти в 4,5 раза. В предстартовом состоянии выраженность симпатотонии  у подростков этой группы  превышала таковую у подвижных школьников всего в 2раза. У школьников имеющих изначально уравновешенный тип вегетативной регуляции адренергическое влияние на ЭКГ более выражено у детей с обычным двигательным режимом. Выявленная большая длительность интервала RR у тренированных подростков указывает на преобладание ваготонического влияния в предстартовом состоянии (табл.5).

Однако учитывая, что в процессе дозированной физической нагрузки данный интервал укорачивается, что сопровождается подъемом интервала ST и увеличением амплитуды зубца Т, можно предположить, что у наших тренирующихся подростков, имеет место бета-пансимпатикотонический электрокардиографический синдром, связанный с гиперфункцией не только ускоряющего, но и усиливающего нерва.

Максимальное  потребление кислорода в процессе нагрузки, которое коррелирует с  объемом выполненной  физической работы у тренирующихся подростков составил 16,8ед., у обычных школьников только 11,8ед. Наибольшее потребление  кислорода надо отметить у тренирующихся подростков с уравновешенным типом вегетативной регуляции и парасимпатикотоников -17,3ед.  и  17,2 ед. соответственно. У обычных школьников потребление кислорода при физической нагрузке ниже тренирующихся подростков на 30%(29,76%) и практически не зависит от типа вегетативной регуляции (табл.6).

Анализ гемодинамических показателей, включающий хронотропный и инотропный резервы сердца, индекс Робинсона показал лучшую физическую работоспособность тренированных  подростков. У обычных школьников в процессе физической нагрузки отмечается неэкономное расходование хронотропного резерва. Темп прироста ЧСС по мере увеличения нагрузки у них намного выше подростков имеющих регулярные физические нагрузки. Особенно выражена разница хронотропного резерва у подростков с уравновешенным типом вегетативной регуляции: у тренированных он составил 92,6 ударов, у обычных школьников 67,8уд. У симпатикотоников группы обычных школьников величина хронотропного резерва хоть и приближается к величине симпатотоников тренирующихся подростков, однако объем выполненной работы (по max met) и продолжительность выдерживаемой стандартной нагрузки по протоколу Брюса значительно снижены по сравнению с активными подростками. Инотропный индекс в количественном плане практически одинаков ,если его рассматривать по группам вегетативной регуляции. У подвижных подростков со сбалансированным типом регуляции он равен 30,8мм.рт.ст, у обычных школьников он соответствует с данным типом регуляции 30,5мм.рт.ст.. У симпатотоников инотропный резерв соответствует 22мм.рт.ст. (у тренирующихся школьников) и 23 мм.рт.ст.(у обычных школьников). Индекс Робинсона показывает лучшую экономичность работы сердца тренирующихся подростков со сбалансированным типом регуляции сердечной деятельности (табл. 6).

Таблица 6   

Гемодинамические показатели подростков с разным уровнем двигательной активности

При анализе  вариабельности сердечного ритма снижение  активности автономного контура  на фоне усиления симпатической регуляции у школьников, не имеющих регулярных физических нагрузок, показывают как статистические( SDNN, RMSSD), так и вариационные показатели ВСР( АМо, MxDMn). У подростков второй группы выявлена более выраженная активность парасимпатической регуляции сердечной деятельности, которая способствует удовлетворительной мобилизации функциональных резервов при различных стрессовых факторах (табл. 7).

Анализ значений индекса напряжения (ИН) показал  снижение функциональных возможностей организма подростков, находящихся в обычном двигательном режиме. Среднее значение индекса напряжения  подростков, данной группы выше в 3,5 раза по сравнению со второй группой и составляет  319,66±65,63 у. ед. (табл. 7). В группе подростков регулярно занимающихся в спортивных секциях функциональное состояние регуляторных систем находится в относительно удовлетворительном состоянии

    Однако, анализ вегетативного показателя выявил, что удовлетворительное  текущее состояние функциональных систем  у 83% исследуемых подростков II группы поддерживается уравновешиванием влияния парасимпатической нервной системы другими механизмами управления ритмом сердца.  При этом у 67% исследуемых подростков данной группы удовлетворительное состояние обеспечивается выраженным напряжением регуляторных систем, которое связано с мобилизацией защитных механизмов, в том числе повышением активности симпатико-адреналовой системы по оценке ПАРС.

Таблица 7

Статистические, вариационные параметры, производные показатели ВСР подростков с разным уровнем двигательной активности

Примечание: достоверные  различия показателей по сравнению с I группой

                     ( * - р < 0.05 , ** - р < 0.01). 

Хорошее  функциональное состояние 17% исследуемых подростков II группы характеризуется умеренным преобладанием парасимпатической нервной системы в управлении ритмом сердца и обеспечивается умеренным напряжением регуляторных систем, при котором организму требуются дополнительные функциональные резервы для адаптации. Только 8% подростков, регулярно занимающихся физической нагрузкой, обладают оптимальным напряжением регуляторных систем, достаточным для поддержания активного равновесия организма со средой.

В группе подростков, находящихся в обычном двигательном режиме у 75%  исследуемых, отмечается снижение функционального состояния  регуляторных систем, которое сопровождается перенапряжением ( у 37%) и истощением (у38%) регуляторных систем. Таким образом, анализ производных ВСР( ПАРС , ВП) позволил дать более детальную характеристику адаптационных возможностей организма учащихся, позволил дифференцировать степень напряжения регуляторных систем подростков в зависимости от уровня двигательной активности.

На основании проведенного исследования функционального состояния мозговой гемодинамики, ССС, биоэлектрической активности миокарда, типов регуляции ВНС выявлены прогностические критерии неудовлетворительной адаптации организма к физической нагрузке: преобладание симпатикотонии в исходном состоянии, равное значению 25 и >>, выраженная симпатикотония до 60 и более на высшей ступени дозированной физической нагрузки, достижение максимальной ЧСС до истечения 10мин ступенчатой нагрузки, понижение амплитуды зубца Т в процессе физической нагрузки на фоне заостренного высокого зубца Р, низкий коэффициент max.Met. -менее 5,неадекватно высокий подъем артериального давления до 180/90 мм рт.ст, выраженный подъем сегмента ST в отведении V5 более 1,0 мм, резкое падение ДАД на первой минуте реституции, появление экстрасистолии, наличие синдрома преждевременной реполяризации желудочков, удлинение времени полного раскрытия сосудов бассейна сонной артерии до 0,124сек, уменьшение амплитуды реографической волны до 0,120 Ом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные исследования показали, что пульсовое кровенаполнение мозговых сосудов у нетренированных по сравнению с тренированными подростками значительно снижено. Время быстрого кровенаполнения, в большей степени зависящее от сердечной деятельности, заметно снижено у школьников, не имеющих регулярную физическую нагрузку. У подростков, не имеющих регулярной физической нагрузки, эти показатели соответствовали  норме только в 30% случаев. Электрокардиографический анализ выявил более низкую амплитуду зубца Р в предстартовом состоянии и меньший его прирост в процессе возрастающей физической нагрузки у тренирующихся подростков по отношению к обычным школьникам. Однонаправленность изменений высоты  зубцов Р и Т в сторону прироста  на нагрузку отмечалась в группе активных подростков с исходным преобладанием тонуса симпатической и парасимпатической ВНС; более низкий зубец Р на фоне повышенного зубца Т и удлиненного интервала QT отмечен у подростков эйтоников. Анализ динамики продолжительности основных интервалов PQ, QRS, QT,RR и зубца Р в процессе нагрузки выявил зависимость от исходного тонуса вегетативной регуляции. Более длительное прохождение импульсов отмечалось в основном у активных эйтоников. Максимальное потребление кислорода в процессе нагрузки, коррелирующее с объемом выполненной физической работы у тренирующихся подростков было выше на 30%, в большей степени у ваго- и нормотоников. Таким образом, более экономная работа сердца и лучшая физическая работоспособность отмечалась у тренированных подростков.

У подростков второй группы выявлена более выраженная активность парасимпатической регуляции сердечной  деятельности, которая способствует удовлетворительной мобилизации функциональных резервов при различных стрессовых факторах. Анализ значений индекса напряжения (ИН)   и показателя активности регуляторных систем (ПАРС) указывают на выраженное снижение функциональных возможностей организма подростков, находящихся в обычном двигательном режиме. Среднее значение ИН у подростков первой группы в три раза превышает ИН подростков второй группы, при этом 37 % подростков первой группы находятся в состоянии перенапряжения и 38 % на грани истощения регуляторных систем. Индекс напряжения подростков второй группы составляет 90,3±10,62 условных единиц, однако анализ показателя активности регуляторных систем  выявил  их умеренное напряжение в 25% случаев и выраженное напряжение в 67%.  При детальном анализе полученных данных выяснилось, что подростки второй группы,  находящиеся в состоянии выраженного напряжения регуляторных систем, имеют SI ниже 40 у.е. на фоне выраженного преобладания парасимпатического отдела ВНС над симпатическим. По результатам анализа вегетативного показателя такого выраженного снижения функционального состояния у подростков второй группы не выявлено, как не выявлено и  стабильного хорошего состояния соответствующего наивысшему значению данного показателя (16 единиц и выше).

Результаты  наших исследований показали, что  регулярные физические нагрузки корригируют генетически сформированный тип регуляции функциональных систем путем уменьшения напряжения центрального типа регуляции и увеличения активности автономного контура регуляции сердечной деятельности. Оптимальным типом регуляции для успешной адаптации развивающегося организма учащихся  в условиях постоянного воздействия различных стрессовых факторов на фоне снижающейся двигательной активности является уравновешенный тип ВНС.

ВЫВОДЫ

1. Подростки с высокой двигательной активностью имеют хорошую  эластичность артериальных сосудов головного мозга. Скорость кровенаполнения сосудов мозга у тренированных подростков выше на 50%.  Эластичность периферических артериальных сосудов головного мозга, тонус вен, венозный отток тренированных подростков, соответствуют возрастной норме. У подростков, не имеющих регулярной физической нагрузки, данные показатели соответствуют норме лишь в 30% случаев.

2. Подростки, имеющие регулярные физические нагрузки имеют более совершенный механизм регуляции сердечно-сосудистой системы, о чем свидетельствуют выявленные высокая толерантность, выносливость и высокая работоспособность при проведении дозированной непрерывной ступенчатой нагрузки на тредмиле.