Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Морфологические и функциональные особенности организма детей младшего школьного возраста в процессе адаптации к систематическому обучению в школе 12
1.1 Особенности адаптации детского организма к умственной работе . 12
1.2 Современные тенденции морфофункционального развития детей в период второго детства 21
1.3. Конституциональные особенности детского организма . 27
Глава 2. Организация и методы исследования 36
2.1. Организация и контингент исследования . 36
2.2. Методы исследования 37
2.3. Статистическая обработка данных 47
Глава 3. Результаты исследования и обсуждение 49
3.1. Соматотипологические особенности морфологического развития детей . 49
3.2. Функциональное состояние системы кровообращения у детей с различным телосложением 62
3.3. Компонентная структура взаимодействий антропометри-ческих и функциональных параметров у детей 8-10 лет с различными вариантами соматической конституции 73
3.4. Вариабельность ритма сердца у детей 8-10 лет с различными вариантами соматической конституции в процессе когнитивной деятельности 79
3.5. Кластерный анализ параметров ВСР в процессе выполне-ния когнитивной задачи 90
Заключение 100
Выводы 106
Список литературы . 108
Приложение . 131
- Современные тенденции морфофункционального развития детей в период второго детства
- Конституциональные особенности детского организма
- Функциональное состояние системы кровообращения у детей с различным телосложением
- Вариабельность ритма сердца у детей 8-10 лет с различными вариантами соматической конституции в процессе когнитивной деятельности
Введение к работе
Актуальность исследования. Важнейшим этапом онтогенеза человека является период второго детства, характеризующийся многочисленными перестройками в функциональных системах организма (Волокитина Т.В., Грибанов А.В., 2004; Безобразова В.Н., 2006; Мекешкин Е.А., 2010; Дмитриев Д.А., 2011). На этот возрастной период приходится поступление детей в школу, где появляется новый стрессорный фактор – систематическое обучение. Комплексные исследования, проведённые отечественными физиологами, отмечают несоответствие функциональных возможностей организма ребёнка возрастающим школьным требованиям (Дегтева Г.Н., Зубов Л.А., 2003; Гришин А.В., Речапов Д.С., 2005; Статуева Л.М. и др., 2007; Jurg M.E. et. al., 2006). В условиях Европейского Севера России морфофункциональный статус ребенка испытывает сочетанное воздействие комплекса специфических экологических и климатических условий окружающей среды и школьных «стрессовых» факторов.
Многообразие возможных вариантов реакции физиологических систем на различного рода воздействия связано с конституциональной неоднородностью популяции человека (Герасимова И.Н. и др., 2010). Сформировавшийся в возрастной физиологии конституционный подход подразумевает однотипность ответных реакций организма на нагрузки различного характера у детей в зависимости от соматотипологических характеристик. На протяжении всего XX и начала XXI века наблюдался повышенный интерес отечественных и зарубежных авторов к исследованию адаптации в зависимости от типа соматической конституции (Кузьмин А.Г., 2004; Копосова Т.С. и др., 2008; Герасимова И.Н и др., 2011; Heath B.H., Carter J.E., 1991; Harrison G.A. et. al., 1992; Wang Y. et. al.,1992; Williams S.R.P. et. al., 1997). Сформировалось представление об «адаптивном типе» (Хрисанфова Е.Н., 2005), при этом по данным одних авторов наибольшей степенью адаптивности обладает мышечный соматотип (Цатурян Л.Д., 2004; Щанкин А.А., Кошелева О.А., 2011), по другим данным – торакальный тип конституции (Лукина С.Ф. и др., 2006). Результаты исследования С.Г. Кривощёкова и Н.В. Мозолевской (2007) показывают значительное напряжение кардиореспираторной системы у эндоморфов по сравнению с другими типами конституции. В то же время, анализ вегетативной регуляции на соматотипологической основе, проведённый Л.Д. Цатурян (2004), выявил состояние «критического напряжения» у 30% здоровых мальчиков торакального соматотипа.
Параметры физического развития являются надёжными маркерами успешности адаптации. Имеются данные литературы о наличии связи антропометрических параметров новорожденных детей и степени риска гипертонии и низкой устойчивости к нагрузкам в периоде второго детства (Whincup P. et. al., 1995; Jones A. et. al., 2008). Исследования С.Г. Кривощёкова (2007) демонстрируют усиление напряжения вегетативных механизмов регуляции сердечно-сосудистой деятельности, которое проявляется в периоды наибольшего расхождения приростов морфометрических и функциональных показателей.
Поступление ребёнка в начальную школу сопряжено с незаконченностью
становления регуляторных механизмов контроля над висцеральными
функциями, под влиянием которых осуществляются приспособительные
реакции к факторам среды. Известно, что значительной лабильностью и
реактивностью в таких условиях является вегетативная нервная система (Pagani
M. et. al., 1988; Wood R. et. al., 2003). Изучению адаптации к умственной нагрузке
посвящено большое число научных работ (Бойко Н.П., 2005; Малых Т.В., 2005;
Быков Е.В., Рязанцев А.В., 2008; Maes M. et. al., 1998; Wood R.H. et. al., 2002;
Lovallo W.R. et. al., 2006). Именно когнитивная деятельность, особенно в
условиях лимита времени, является наиболее сильно действующим
«стрессогенным» фактором школьной среды. Так, установлено, что одним из
указателей напряжения физиологической системы на нерациональную
школьную нагрузку является повышенный симпатический тонус и усиление
централизации сердечного ритма (Крысюк О.Н., 2007). Определение
вариабельности кардиоритма представляет собой удобный и информативный
инструмент оценки напряжения вегетативного обеспечения функций.
Исследований, направленных на выявление индивидуально-типологических
реакций вегетативного гомеостаза в динамике учебного года у детей, имеющих
разные соматотипы, недостаточно. Дефицит исследований наблюдается в
изучении комплексного взаимодействия компонентной структуры соматотипов
и функционирования висцеральных систем в обеспечении адаптивных
механизмов. Исследование особенностей реакции вегетативной нервной
системы организма на когнитивное напряжение у детей с различными
вариантами соматической конституции представляет особый интерес
возрастной физиологии, указывающий на необходимость внедрения
индивидуально-типологического подхода образовательных технологий в начальной школе.
Цель и задачи исследования. Цель работы – выявить особенности вегетативной регуляции сердечного ритма в процессе адаптации к когнитивной нагрузке у детей 8-10 лет с различными вариантами соматической конституции.
Для реализации цели работы поставлены следующие задачи:
1) Оценить особенности морфофункциональных взаимодействий,
обусловленных конституциональной типологией, у детей 8-10 лет.
2) Установить динамику параметров вариабельности ритма сердца у
детей 8-10 лет с различными вариантами соматической конституции за годовой
период в состоянии спокойного бодрствования.
3) Определить реактивность параметров вегетативного обеспечения
сердечного ритма у детей 8-10 лет с различными вариантами соматической
конституции в процессе когнитивной деятельности и в периоде восстановления.
4) Выявить особенности динамики параметров вариабельности ритма
сердца у детей 8-10 лет с различными вариантами соматической конституции за
годовой период в процессе когнитивной деятельности.
Научная новизна исследования. Впервые установлена неоднородность в реакциях вегетативного обеспечения ритма сердца на умственную нагрузку у детей в зависимости от пола, возраста и типа конституции. Выявлена
разнонаправленность вегетативных реакций регуляции сердечного ритма в восстановительном периоде после выполнения когнитивной деятельности в зависимости от соматотипа. Определены стратегии реализации адаптивных механизмов вегетативных реакций в процессе когнитивной деятельности: одна связана с вовлечением в функциональную систему гемодинамических параметров и характерна для астенического и торакального соматотипов, другая – опосредована влиянием гармоничности морфологического развития и степени автономности вегетативных влияний и наблюдается у детей мышечного и дигестивного соматотипов. Наибольшее влияние когнитивной деятельности на регуляторные механизмы кардиоритма характерно для детей астенического и торакального соматотипов. Установлены отсроченные реакции вегетативного обеспечения сердечного ритма на когнитивную деятельность, которые в большей степени проявляются в группе детей дигестивного соматотипа.
Теоретическая и практическая значимость. Полученные результаты
антропометрического и кардиоритмографического исследования детей позволят
расширить имеющиеся представления в возрастной физиологии об
индивидуально-типологической неоднородности ответных реакций детского
организма на когнитивную нагрузку. Выявлено, что реактивность ВНС по
спектральным характеристикам ритма в процессе решения умственных задач
определяется фоновым значением степени централизации хронотропной
функции сердца, независимо от половозрастных и соматотипологических
особенностей организма. Факторный анализ позволил установить специфику
морфофункциональных взаимодействий в периоде второго детства,
обусловленную конституциональной типологией.
Диссертационное исследование поддержано проектами №№ 2.2.3.3/4704 и 2.2.3.3/9834 аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2012)»; государственным заданием Министерства образования и науки РФ проект № 4.5918.2011 «Системная организация когнитивной деятельности человека».
Результаты исследования используются при планировании и организации учебной деятельности и коррекционной работы с учащимися МОУ СОШ № 50 города Архангельска (акт внедрения от 23.05.2014), в преподавании курсов «Возрастная психофизиология», «Биология человека», «Экология человека», «Человек» для студентов биологических и психолого-педагогических специальностей в институте естественных наук и биомедицины САФУ имени М.В. Ломоносова (акт внедрения от 23.05.2014).
Полученные результаты могут быть использованы для планирования занятий начальной школы, групп продлённого дня, а также для организации профилактических и оздоровительных мероприятий с детьми. Выводы работы могут быть использованы при подготовке методических рекомендаций и пособий для педагогов, психологов и медицинских работников.
Положения, выносимые на защиту:
1. Компонентная структура взаимодействий антропометрических, гемодинамических характеристик и показателей вегетативного обеспечения сердечного ритма взаимосвязана с типом конституции.
2. Тип реакции вегетативного обеспечения сердечного ритма в состоянии
когнитивного напряжения у детей определяется функциональными
параметрами, а реакции вегетативного обеспечения сердечного ритма в
восстановительный период после когнитивной деятельности взаимосвязаны с
антропометрическими характеристиками морфофункционального статуса.
3. Распределение вариантов реактивности регуляторных механизмов в
процессе когнитивной нагрузки и в восстановительном периоде неоднородно в
группах соматотипов.
Апробация результатов работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на Всероссийской научно-практической конференции «Здоровая образовательная среда – здоровое поколение» (Тюмень, 2009); XXI Съезде Физиологического общества имени И.П. Павлова (Калуга, 2010); on-line на форуме II Всероссийской научной конференции «Научное творчество XXI века» (Краснодар, 2010); I Региональной молодёжной научно-практической конференции «Актуальные проблемы физиологии человека на Севере» (Архангельск, 2010); X и XI Всероссийской молодёжной научной конференции Института физиологии Коми научного центра Уральского отделения РАН «Физиология человека и животных: от эксперимента к клинической практике» (Сыктывкар, 2011, 2012); Ломоносовских научных чтениях студентов, аспирантов и молодых учёных (Архангельск, 2011-2014); Всероссийской научно-практической конференции «Вариабельность ритма сердца» (Чебоксары, 2011); Всероссийской научно-практической конференции «Формирование культуры здоровья как основы развития здоровой личности в условиях инновационного образовательного процесса» (Тюмень, 2012); V международной конференции по когнитивной науке (Калининград, 2012); заседании Архангельского Физиологического общества имени И.П. Павлова (Архангельск, 2012, 2014), XXII Съезде Физиологического общества имени И.П. Павлова (Волгоград, 2013), заседаниях кафедры физиологии и морфологии человека САФУ имени М.В. Ломоносова (2011-2014). По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ, из них 3 статьи в рецензируемых научных журналах.
Объём и структура диссертации. Диссертация изложена на 132 страницах машинописного текста; состоит из введения, трех глав, заключения, выводов, приложения. Работа содержит 17 рисунков и 14 таблиц. Библиографический список включает 220 источников (из них 156 отечественных и 64 зарубежных авторов).
Современные тенденции морфофункционального развития детей в период второго детства
Рост и развитие организма детерминированы генетическими факторами, однако, известно, что значимую роль в процессе формирования организма играют факторы окружающей среды. Взаимодействие организма и среды в процессе онтогенеза представляет интерес возрастной физиологии. Общеизвестно, что физическое развитие тесным образом взаимодействует с процессами адаптации к различным средовым факторам, которые оказывают неодинаковое влияние на различных этапах индивидуального развития. Исследования зарубежных авторов показывают связь антропометрических характеристик новорождённых детей и степени риска развития артериальной гипертензии и низкой толерантности к нагрузкам уже в младшем школьном возрасте [175, 165, 207, 178]. Исследования E.S. Puffer et al. (2010) демонстрируют связь длины тела и возможных когнитивных дисфункций у детей с серповидно-клеточной анемией [205]. Уровень морфологического и функционального развития современных детей и подростков будет определять в будущем репродуктивный потенциал популяции. Развитие в период роста характеризует черты здоровья старшего поколения, качество жизни и потенциальное долголетие [155]. Что становится особенно актуальным в условиях Архангельской области, где демографическая ситуация отражает общероссийские тенденции: снижение рождаемости, увеличение смертности, высокой детской заболеваемости и инвалидизации и что ещё более угрожающе – неуклонное снижение доли детского населения [82]. Доля детского населения (до 16 лет), согласно данным переписи населения 2010 года, уменьшилась с 18% (2002 г.) до 16,2%. По данным Федерального статистического ведомства Германии (2011 г.) в странах Евросоюза самая низкая доля детского населения в ФРГ – 16,5% [198].
Значительное количество научных работ, посвящённых физическому развитию, подтверждают изменения морфологических параметров во времени, т.е. факт цикличного секулярного тренда. Тенденции тренда физического развития, характеризующиеся акселерацией в 70-80х годах XX века, сменились гетерохронией и относительной ретардацией в конце 80х – 90х годах, продолжающейся в настоящее время [154, 135, 145]. Динамика морфологического развития у современных детей характеризуется дефицитом массы тела, снижением широтных и обхватных параметров, а также силовых показателей морфофункционального статуса [95]. Децелерация сопровождается не только уменьшением антропометрических показателей, но и снижением функциональных возможностей. Так, за последние 20 лет у московских школьников сила кисти уменьшилась на 18% [10]. Установлено, что динамика некоторых антропометрических параметров (длина тела, нижней конечности, обхват и сагиттальный диаметр грудной клетки) не имеет половых особенностей, тогда как для других показателей (масса тела, ширина плеч и таза) выражена разнонаправленная динамика у мальчиков и девочек [43, 9]. Анализ антропометрических характеристик современных школьников показывает, что дети младшего школьного возраста за 30 лет не превышали своих сверстников ни по абсолютным показателям, ни по темпам прироста. Некоторые прогрессивные изменения наблюдаются у детей при переходе к препубертату и пубертату [78]. Вариабельность в длине тела может являться следствием реакции организма на комплекс специфических факторов среды. При этом установлено, что развитие длины тела на 72-97% детерминировано влиянием наследственных факторов [142]. Наследственные влияния усиливаются с возрастом, что было установлено в исследованиях Б.А. Никитюка в 1978 году [4], при этом длина тела остаётся стабильной у детей в динамике последнего десятилетия. Подтверждаются данные об астенизации поколения [125]. Дисгармонизация физического развития у детей младшего школьного возраста продолжается в пубертатном периоде, что выражается в тенденции более слабого развития грудной клетки и снижения крепости телосложения. У девочек-подростков отмечается тенденция уменьшения поперечных и прямых размеров костного таза, что может в будущем рассматриваться как неблагоприятный прогноз благополучия первых родов, особенно на фоне растущей доли детей с нарушением осанки [78]. Рассогласования в формировании мофрофункционального статуса в младшем школьном возрасте связаны с мобилизацией функциональных резервов и перестройкой регуляторных эндокринных влияний при переходе к препубертатному и пубертатному периоду онтогенеза [81]. Динамика линейных размеров и массы тела устойчиво, но разнонаправленно коррелирует с изменением гемодинамических параметров [166]. В частности с величиной сердечного выброса длина, масса и площадь поверхности тела коррелирует положительно, при этом ЧСС показывает обратную корреляционную зависимость с данными показателями физического развития [214]. Однако, в некоторых исследованиях отмечается факт продолжающейся акселерации у школьников 8-10 лет по длине тела, наиболее выраженной в пубертатный период. У детей 8-14 лет темпы морфологического развития невысоки, особенно у девочек, что рассматривается как доказательство астенизации [93]. В целом отмечается отсутствие ярко выраженной тенденции астенизации в популяции [90, 31]. Динамика и особенности взаимодействия генетических и средовых факторов в формировании морфофункционального статуса детей изучены слабо. Темпы роста и развития ребёнка коррелируют с процессами адаптации к школьной среде, в связи с чем физическое развитие и адаптационные возможности можно рассматривать как критерии соматического здоровья [3]. Важной характеристикой морфофункционального развития являются приросты антропометрических параметров относительно функциональных показателей в динамике роста. Скорость приростов антропометрических параметров более интенсивная от 5 к 6 классу (21-24% прибавка в массе тела), чем в младшем школьном возрасте (13,5-17%). Темпы роста гемодинамических показателей составляют 2-3% ежегодно и относительно стабильны. Так, систолическое артериальное давление положительно коррелирует с приростами длины и массы тела [206]. Морфофункциональное развитие детского организма от 7 к 10 годам характеризуется прогрессивными изменениями в вегетативном обеспечении хронотропной функции сердца, что проявляется в постепенном усилении модуляции ритма и смещением вегетативного баланса в сторону преобладания парасимпатонических влияний [62]. Установлена гетерохронность морфофункционального развития детей младшего школьного возраста, характеризующаяся нелинейной динамикой антропометрических характеристик [68]. Динамика некоторых антропометрических параметров прослеживает чёткую связь с изменением физиологических параметров, в частности показателей внешнего дыхания. Сила этой корреляции зависит от периодов онтогенеза, а также возрастно-половых особенностей выборки. На основании результатов исследования ряда авторов предполагается, что в специфических эколого-климатических условиях формируется собственная региональная реакция функциональных систем [90, 125, 71, 102]. Во многих работах установлено, что в период 7-12 лет происходят существенные изменения морфометрических параметров, обусловленные возрастно-половыми, индивидуально-типологическими и др. особенностями [125, 104, 118 и др.].
Конституциональные особенности детского организма
Тип морфологической конституции является одной из интегративных характеристик физического развития. Учение о конституции представляет собой перспективное направление современной возрастной физиологии, ауксологии и педиатрии. Недостаточно разработанной, по мнению многих учёных, является проблема комплексного анализа межсистемных корреляций в процессе становления морфофункционального статуса [65, 128]. Конституциональный тип представляет собой единый комплекс устойчивых морфологических, функциональных и психических особенностей. Соматотип окончательно формируется при сочетанном взаимодействии генетических факторов и экологических особенностей среды [187, 119]. Причём, результатом этого взаимодействия будет наиболее адаптивный (оптимальный) морфофункциональный и психофизиологический тип в данных условиях [139]. Тип физического развития представляет собой количественную характеристику человека, а конституциональный тип – качественную [112]. Формирующийся в возрастной физиологии конституциональный подход подразумевает однотипность ответных реакций на нагрузки различного характера у детей, в зависимости от абсолютных соматотипологических характеристик, темпов их прироста в соответствии с генетической программой [28]. В морфологии, физиологии и психологии сформировались различные подходы для описания типологических особенностей организма. В морфологической конституции учитываются костная, мышечная и жировая компоненты, количественное соотношение которых определяет соматотип. Одна из распространённых соматотипологических схем принадлежит Б. Хиту и Дж. Картеру, в основе которой лежат индивидуальные вариации формы и состава морфологических компонентов тела: эктоморфия, мезоморфия и эндоморфия [158, 186, 190, 68]. Эктоморфия отражает линейность телосложения, мезоморфия – степень костно-мышечного развития, эндоморфия – упитанность, характеристика жировой компоненты тела [172]. Согласно классификации М.В. Черноруцкого, используемой в клинической практике, в зависимости от характера телосложения, преобладания продольных и обхватных размеров тела выделяются нормостеники, гиперстеники и астеники. У индивидуумов с такими соматотипами чаще развиваются те или иные заболевания. Например, гипертония и аторосклероз – у гиперстеников, гипотензия и заболевания органов дыхания – у астеников [161, 94, 210, 191]. Однако, до сих пор в клинической медицине при проведении профилактических мероприятий используется не конституциональный, а среднестатистический подход [6].
Конституция рассматривалась Э. Кречмером как общебиологическое и психофизическое явление. Существуют различные схемы психосоматической конституции, в частности «Шкала направленности психической активности» - тест Айзенка, выделяющий интро-, центро- и экстраверсию. Исследования показывают значительную взаимосвязь подобной типологии с морфометрическими, вегетативными, моторными и психофизиологическими свойствами [164, 16]. В отечественной научной литературе часто используют схему Р.Н. Дорохова и И.И. Бахрара, в которой суммируются номера центильных интервалов, полученных при непараметрическом анализе распределения значений признака [10, 17]. В данной схеме выделяют: микросоматотип (сумма баллов – до 10), мезосоматотип (11-15 баллов) и макросоматотип (16-21 балл). В некоторых исследованиях для соматотипирования используют сочетание схемы Р.Н. Дорохова и определение индексов пропорциональных особенностей школьников [46, 96]. Для оценки типов телосложения отечественными и зарубежными авторами учитываются мофрофункциональные параметры физического развития: морфологические признаки (ширина костей поясов конечностей, эпигастральный угол и др.) и физиологические критерии (мышечная сила, объём лёгких, выносливость и т.д.) [188, 13]. Для проведения конституциональной диагностики используют метрическую схему Р.Н. Дорохова и В.Г. Петрухина (1984), в основе которой выделение трёх уровней варьирования: габаритного, компонентного и пропорционального [51, 72]. В оценке физического развития детей отечественные антропологи часто пользуются конституциональной типологической схемой В.Т. Штефко и А.Д. Островского [39]. Данная антропоскопическая типология выделяет четыре основных типа конституции, кроме них выделяются «переходные» и «неопределённый» типы. Равноценно эффективной схемы для диагностики соматотипа по количеству выделенных типов и чёткости их разграничения не существует ни в отечественной, ни в зарубежной антропологии [39]. Некоторые авторы отмечают недостаточное внимание исследователей к проблеме конституциональных особенностей детей и подростков в возрастно-половом аспекте и взаимосвязь с функциональными возможностями организма [73, 52, 118]. Вместе с этим, некоторые авторы отмечают недостаточную изученность детской типологии [6]. Ключевая проблема в конституционологии – соотношение морфологических и функциональных параметров физического созревания. Существуют различные соматофункциональные схемы, учитывающие поло-возрастные, популяционные, экологические и др. факторы. Перспективным направлением является дальнейшее совершенствование данных схем, с учётом вышеперечисленных особенностей. Одна из первых подобных схем принадлежит М.В. Черноруцкому (1925), в которой учитываются функциональные особенности системы кровообращения, пищеварения, особенностей обмена веществ у детей с разными типами телосложения. Исследования в данном направлении установили сопряжённость соматотипа и особенностей гемодинамики [104]. Профили эндокринограмм достоверно связаны с координатами пропорций тела, особенно в уровнях тестостерона и соматотропного гормона [138]. В исследованиях на группе студентов установлены сопряжённые сдвиги вегетативных механизмов регуляции ритма сердца, изменений концентраций гормонов стресс-группы (кортикостероидов) и уровня ситуативной тревожности, особенно у астеников [143].
Функциональное состояние системы кровообращения у детей с различным телосложением
Особенности вегетативной регуляции сердечного ритма в состоянии спокойного бодрствования. В исследованиях многих авторов показано, что в результате адаптации функциональной системы к когнитивным нагрузкам происходит перестройка элементов этой системы, с переходом на качественно новый уровень функционирования [53, 129, 99]. Ключевой системой, являющейся эффектором в данных приспособительных реакциях является сердечно-сосудистая, обладающая значительной лабильностью адаптивных реакций. Информативным критерием успешности выполнения разного рода деятельности является динамика хронотропной функции сердечной мышцы.
Проведённые нами исследования на группе детей 8-10-летнего возраста подтверждают литературные данные о прогрессивном совершенствовании регуляторных механизмов с возрастом и отсутствии половых различий в начале периода второго детства [26, 69]. Дисперсионный анализ демонстрирует отсутствие различий временных и спектральных характеристик у детей между группами соматотипов. Некоторые особенности вегетативной регуляции в зависимости от конституционального типа наблюдаются у детей в возрасте 9 лет. Эти различия связаны с низкими значениями временных и спектральных характеристик сердечного ритма у детей ДС, по сравнению с другими типами морфологической конституции. В частности SDNN у детей МС составляет 78,00 мс, а у ДС – 47,00 мс (p0,05), что отражает доминирование симпатических влияний над деятельностью миокарда. Общая мощность спектра у детей МС 8305,50 мс2, что в 3 раза больше мощности спектра у детей ДС (p0,01). Вклад в модуляцию спектра очень медленных волн у детей ДС оказывается сниженным (в 2 раза меньше, чем у МС, p0,001). Абсолютное количество быстрых волн в общей мощности спектра также снижено (в 2,4 раза p0,01 по сравнению с МС). Исследования С.Г. Кривощёкова и Н.В. Мозолевской подтверждают напряжение регуляторных механизмов кар 63 диореспираторной системы у детей ДС по сравнению с другими типами конституции [68]. Использование индекса напряжения (ИН) находит активное применение в физиологии, в связи с тем, что этот показатель является маркером психо-эмоционального напряжения, а также указателем степени централизации ритма сердца [26]. Для оценки сбалансированности влияний разных отделов ВНС на управление ритмом сердца использовали градацию ИН на основе центильного распределения относительно медиан поло-возрастных значений для групп без учёта соматотипов. Анализ распределения детей по типам регуляции ВНС демонстрирует, что во всех возрастных группах число детей с эйтонией было равным и составляло около 50%, за исключением мальчиков 10 лет, у которых данный вариант регуляции регистрировался в 64,9%.
Анализ медиан ИН во всех возрастных группах не обнаруживает различий между соматотипами, однако у детей ДС степень централизации ритма сердца несколько выше, чем у других соматотипов. Значения ИН в группах 8-и 9-летних мальчиков МС отличается от установленных медиан для воз-растно-половых групп. В частности, медианы ИН у мальчиков МС в 8 лет на 23,58%, в 9 лет на 10,56% (p0,05) выше установленных для данного возраста.
Статистически значимых различий рассматриваемых показателей между соматотипами у детей в возрасте 8 лет не установлено, что позволяет сделать вывод об отсутствии обусловленности функционирования вегетативных звеньев регуляции от типа соматической конституции на данном этапе онтогенеза.
В 9-летнем возрасте различия в функционировании вегетативного го-меостаза проявляются у детей МС и ДС (рис. 6). Нами установлено, что у девочек ДС, по сравнению с детьми МС сниженными оказываются такие временные и спектральные характеристики сердечного ритма как: SDNN (39,74%; p 0,05), TP (66,88%; p 0,01), HF (42,07%; p 0,05). Медиана ИН, характеризующего степень преобладания центрального вегетативного контура регуляции над автономным, у девочек ДС -127,44 усл. ед., что в два раза превышает значение у детей МС – 89,86 усл. ед. (p 0,05). Повышение активности симпатической системы у детей ДС может быть связано с гиперсекрецией лептина липоцитами жировой ткани, что приводит к увеличению сопротивления периферических сосудов [197].
В целом такие изменения носят дезадаптивный характер и позволяют отнести девочек ДС к группе потенциального риска развития нейровегета-тивных нарушений. Девятилетние школьники мышечного соматотипа характеризуются значительным числом половых различий, как по фоновым характеристикам сердечного ритма. Кардиоритм у мальчиков этой возрастной группы отличается напряжением регуляторных механизмов. Объективно это выражается в снижении вариативности интервалограммы (SDNN ниже на 36,5%, CV – на 34,5%, число пар интервалов, различающихся на 50 ms – в 1,6 раза меньше, чем у девочек). Спектральные различия выявляются и в суммарной мощности TP, которая у мальчиков значительно снижена — в 1,8 раза по отношению к девочкам. Распределение детей МС данной возрастно-половой группы по уровням адаптации показывает, что у 61,3% мальчиков наблюдается напряжение или срыв адаптационных механизмов, у девочек – около 30%. У детей других соматотипов половой диморфизм не установлен. Анализ показателей ВСР не установил различий между соматотипа-ми у детей в возрасте 10 лет. Половые различия внутри групп соматотипов также не выявлены, однако средневозрастные значения для данной выборки без учёта типа конституции демонстрируют снижение вариативности интервалограммы у мальчиков (CV=8,51%) по сравнению с девочками (CV=10,01%), а также низкую модуляцию спектра (TP составляет 4507,80 мс2 и 6032,45 мс2 соответственно), без достоверных изменений в структуре отдельных компонент.
Вариабельность ритма сердца у детей 8-10 лет с различными вариантами соматической конституции в процессе когнитивной деятельности
Исследования различных авторов указывают на наличие прямой зависимости адаптивных возможностей сердечно-сосудистой системы и успешности обучения в школе [109, 76 и др.]. Результаты нашего исследования показали, что в процессе когнитивной деятельности у детей сокращался высокочастотный компонент спектра и усиливались регуляторные влияния со стороны симпатического звена ВНС. Вероятно, этого механизма становится недостаточно для обеспечения растущих энергетических и эмоциональных затрат, поэтому происходит подключение более высоких уровней регуляции: гуморально-метаболического и центрального эрготропного [212, 89, 61, 69]. Однако, данные изменения – это лишь общая реакция, наблюдаемая у детей без учёта индивидуально-типологических особенностей морфологической конституции, что изучено ещё достаточно слабо. Нами установлено, что ре 80 акция на когнитивную нагрузку у детей, имеющих разные соматотипы, неодинакова и разнонаправлена.
В процессе выполнения математической задачи статистически достоверно выявлено уменьшение межинтервального расстояния R-R на 4,52-8,39% (соответственно у мальчиков АС и девочек ТС), количества интервалов, различающихся на 50 мс (45,33-36,89%), снижение доли высокочастотного компонента спектра составило 9,44-19,62%, ЧСС возросла на 4,82-8,52%, индекс централизации сердечного ритма увеличился на 44,75-68,26%. Данные изменения носят неблагоприятных характер и свидетельствуют о напряжении регуляторных механизмов. Однако, анализ временных и спектральных параметров кардиоритма в процессе восстановления после выполнения когнитивной задачи, демонстрирует некоторые специфические особенности. Так, при более выраженных изменениях ВСР у девочек ТС, по сравнению с мальчиками АС, в течение восстановительного периода продолжительностью 2 минуты все показатели достигают исходных значений. Различия в реактивности параметров ВСР в восстановительном периоде после выполнения когнитивной задачи у 8-летних мальчиков АС и девочек ТС. Примечание: показаны приросты (%) относительно исходного (фонового) состояния.
У детей мышечного типа телосложения кратковременная умственная нагрузка вызывает адекватную реакцию, восстановительного периода в течение 2 минут достаточно для стабилизации регуляторных механизмов. Тем не менее, при отсутствии статистически доказанных половых различий, девочки испытывают несколько большее напряжение функциональной системы, нежели мальчики, что вероятно связано с более высоким уровнем мотивации получения положительного результата.
Анализ реактивности параметров ВСР в процессе когнитивной нагрузки и восстановительного периода свидетельствует, что наименьшее воздействие на динамику хронотропной функции когнитивной деятельности наблюдается у детей ДС. В частности, сокращение расстояния R-R оказывается в 4 раза меньше, чем у детей ТС, изменение спектра ритма и степени его централизации статистически достоверно не установлены, прирост ЧСС в 4 раза меньше. Однако, при отсутствии эффектов когнитивной нагрузки на динамику временных и спектральных характеристик ритма сердца, восстановительный период у мальчиков ДС пролонгированный, а степень централизации кардиоритма усилилась с 4% в процессе выполнения когнитивной задачи до 24 % в восстановительный период (статистически не достоверно) (рис. 11).
Реактивность показателей ВСР в восстановительном периоде у девочек 8 лет ТС и ДС. Примечание: показаны изменения (%) относительно исходного (фонового) состояния, - обозначены различия между соматотипами в состоянии когнитивного напряжения.
Анализ реактивности временных и спектральных характеристик сердечного ритма в процессе выполнения умственной задачи у детей в возрасте 9 лет показывает отсутствие значимых соматотипологических и половых различий. Продолжительность R-R после выполнения нагрузки восстанавливается до исходных величин у девочек всех соматотипов, среди мальчиков только у детей ТС. В целом наблюдается тенденция более высокой устойчивости механизмов регуляции сердечного ритма у детей данной возрастной группы. Наибольшее напряжение при выполнении умственной работы характерно для детей ТС (независимо от пола) и мальчиков ДС. Статистически достоверных изменений степени централизации сердечного ритма не обнаружено.
Наибольшее количество достоверных соматотипологических и половых различий обнаружено при анализе рассматриваемых показателей в группе 10-летних детей, особенно по группам соматотипов АС-ТС-МС. Аналогично предыдущим возрастным периодам, повышенное напряжение регуля-торных механизмов сердца характерно для девочек ТС. В частности снижение вариативности ряда интервалов (pNN50, %) составляет 53,36% (p0,01), для сравнения: у девочек ДС – 32,56% (p0,001). У девочек ТС более чем в три раза снижается регуляторное воздействие со стороны парасимпатического отдела ВНС, по сравнению с девочками МС (p0,05). Примечание: показаны значения относительно фона (%), - обозначены половые различия.
Таким образом, в ходе анализа реактивности ВНС при выполнении когнитивной задачи в различных поло-возрастных и соматотипологических группах установлено, что адаптивные механизмы контроля над сердечнососудистой системой у девочек ТС не устанавливаются к 10 годам и такие дети испытывают наибольшее функциональное напряжение в процессе адаптации к школьной среде.
Результаты анализа реактивности показателей ВСР в восстановительном периоде после выполнения умственной работы показывают наличие «следовых» реакций, свидетельствующих о специфичности функциональных изменений в процессе выполнения когнитивной деятельности. Характер сдвигов параметров вегетативного обеспечения кардиоритма в восстановительном периоде разнонаправлен и отличается по выраженности изменений в зависимости соматотипологических особенностей. Половые различия ни в одной из рассматриваемых групп не выявлены. Какой-либо значимой тенденции данных изменений у детей 8 и 9 лет не наблюдается и реактивность вегетативного гомеостаза в восстановительном периоде связана с различиями реакций между крайними вариантами соматотипов. Степень централизации регуляторных механизмов сердечного ритма у 8-лених мальчиков разных соматотипов в периоде восстановления разнонаправлена: ИН у МС в течение двух минут достигает исходного значения, у ТС незначительно снижается по отношению к фону, а у представителей АС возрастает на 42,52% (p0,05). Значимых различий параметров ВСР в восстановительном периоде у 9-летних детей не наблюдалось, что при отсутствии соматотипологических и половых различий позволяет сделать вывод об однотипности вегетативных сдвигов в процессе адаптации к умственной нагрузке на данном этапе онтогенеза. Как уже отмечалось, в 10-летнем возрасте девочки ТС испытывают наибольшее напряжение в процессе выполнения когнитивной деятельности. Однако, анализ временных параметров ВСР в восстановительном периоде демонстрирует, что продолжительность кардиоциклов (RRNN) и вариативность рядов последовательных интервалов у мальчиков МС остаётся сниженной на 2,42-21,22% (RRNN и pNN50, % соответственно) по отношению к фону.
