В настоящее время всестороннему изучению состояния здоровья детей и подростков уделяется большое внимание со стороны исследователей самого разного профиля: врачей-педиатров различных специализаций, физиологов, морфологов, психологов, экологов и гигиенистов. Одним из приоритетных направлений является комплексная оценка состояния здоровья, в которой должна содержаться характеристика уровня физического и полового развития, психической адаптации и функциональных резервов организма, обеспечивающих адаптивно-приспособительные возможности организма ребенка к комплексу природно-климатических, экологических и социально-гигиенических факторов внешней среды на разных этапах онтогенеза [1, 2, 12].
Известно, что наиболее чувствительным периодом развития человека является пубертатный период онтогенеза, когда происходят интенсивное физическое развитие, формирование функций и механизмов регуляции физиологических систем, половое созревание, становление психики и характера. Результаты научных исследований, проводимых в разных регионах России, свидетельствуют об ухудшении физического развития подростков и значительном увеличении распространенности функциональных отклонений и хронических болезней, неблагоприятно протекающих процессах адаптации детей к увеличивающимся учебным нагрузкам [5-7, 11, 18].
Мониторинг функциональных резервов, донозологическая диагностика на ранних стадиях развития адаптационного синдрома и своевременная коррекция функционального состояния рассматриваются, в соответствии со стратегией ВОЗ, в качестве наиболее оптимальной методологии охраны здоровья [15]. Исследования состояния здоровья популяции свидетельствуют о наличии региональных особенностей, определяемых взаимоотношением человека и экологии среды обитания [16, 19]. В исследованиях ряда авторов показано, что особенно чувствительна к воздействию самых разнообразных неблагоприятных факторов внешней среды сердечно-сосудистая система в подростковый период онтогенеза [8, 10, 13, 17].
Одним из информативных донозологических интегральных показателей, отражающих особенности адаптивно-приспособительных реакций организма в здоровой популяции людей, является тип саморегуляции кровообращения (ТСК). На основании интегральной оценки сердечно-сосудистой системы, анализа соотношения сердечного и сосудистого компонентов центральной гемодинамики Н.И. Аринчиным и соавт. в 60-х годах прошлого века было установлено существование в норме у здоровых людей трех типов саморегуляции кровообращения: сердечного, сосудистого и сердечно-сосудистого [3, 4]. Определение ТСК дает возможность оценивать уровень напряжения в регуляции сердечно-сосудистой системы Изменение саморегуляции кровообращения в сторону преобладания сосудистого компонента свидетельствует об ее экономизации и повышении функциональных резервов сердечно-сосудистой системы для обеспечения долговременной адаптации, а в сторону сердечного - о напряженности функционирования и обеспечения адаптации к неожиданным, кратковременным воздействиям возмущающих факторов внешней среды. Сердечно-сосудистый ТСК отражает наиболее оптимально сбалансированную саморегуляцию системы кровообращения [14].
В настоящее время на северо-востоке России формируется устойчивая популяция уроженцев из числа пришлых восточных славян. Детский контингент Магаданской области представлен в основном их потомками в первом-третьем поколении, что позволяет отнести их к укорененным жителям этого региона. Природно-климатические и экологические условия северо-востока России, признанные как экстремальные для проживания человека, оказывают выраженное влияние на физическое развитие детей, состояние и развитие его физиологических систем в процессе онтогенеза. В связи с этим актуальным является выяснение особенностей механизмов формирования функции сердечно-сосудистой системы у детей - уроженцев северо-востока России в 1-3-м поколениях, предки которых приехали в этот регион в прошлом веке из более благоприятных климато-географических зон страны.
Задача наших исследований заключалась в изучении функциональных показателей гемодинамики у мальчиков-подростков в возрасте 13-16 лет - уроженцев г. Магадана с различным типом саморегуляции кровообращения.
Материал и методы
Исследования проводились в медицинских кабинетах 3 школ г. Магадана в первой половине дня. Всего было обследовано 424 школьника в возрасте 13-16 лет. В процессе исследования у каждого школьника регистрировали длину (ДТ, см) и массу тела (МТ, кг) общепринятыми методами. Показатели кардиогемодинамики определяли в состоянии покоя (сидя) методом объемной компрессионной осциллометрии с использованием комплекса аппаратно-программного неинвазивного исследования центральной гемодинамики (КАП ЦГосм "Глобус", г. Белгород). Оценка уровней артериального давления у подростков проводилась с учетом пола, возрастной группы и 7 ростовых перцентильных категорий в соответствии с рекомендациями экспертов ВНОК и Ассоциации детских кардиологов РФ (второй пересмотр, 2003 г.) [10]. Регистрировались прямые и расчетные показатели центральной и периферической гемодинамики: систолическое (САД) и диастолическое (ДАД) артериальное давление (мм рт. ст.), частота сердечных сокращений (ЧСС, уд./мин), сердечный выброс (СВ, л/мин), ударный объем (УО, мл), мощность сокращения левого желудочка (МСЛЖ, Вт), общее периферическое сопротивление сосудов (ОПСС, дин.×с×см-5), тип саморегуляции кровообращения (ТСК, усл. ед.). ТСК от 90 до 110 отражает сердечно-сосудистый тип саморегуляции кровообращения, если ТСК более 110 - сосудистый, если менее 90 - сердечный [4]. На основании полученных данных рассчитывали вегетативный индекс Кердо (ВИК, усл. ед.) по формуле: ВИК= (1-ДАД/ЧСС) ×100.
Статистическая обработка данных была проведена при помощи прикладных программ Microsoft Excel 2000. Вычислялись средние значения показателей и их стандартные ошибки при нормальном распределении. Достоверность различий оценивали по t-критерию Стьюдента. Статистически значимым принимали уровень различий при p≤0,05.
Результаты и обсуждение
В результате исследований было выявлено, что среди всех обследованных подростков 54,9% имели сердечный тип саморегуляции кровообращения, 33,8% - сердечно-сосудистый, а 11,3% - сосудистый. Средние значения ТСК в возрастных группах свидетельствуют о том, что в возрасте 13-15 лет для подростков характерен сердечный тип саморегуляции кровообращения, а у 16-летних мальчиков - сердечно-сосудистый. Однако средневозрастные данные не позволяют оценить вариабельность индивидуальных показателей ТСК внутри возрастных групп.
Результаты анализа распределения подростков по типу саморегуляции кровообращения в каждой возрастной группе представлены на рисунке.
Как видно на рисунке, преобладающим типом саморегуляции кровообращения у подростков в каждой возрастной группе является сердечный. Но при учете возрастных особенностей выявлена тенденция к перераспределению ТСК в сторону уменьшения доли сердечного типа и увеличения сердечно-сосудистого и сосудистого типов саморегуляции кровообращения. Однако эти изменения ТСК носят волнообразный характер. Некоторое увеличение доли лиц с сердечным ТСК в группе 15-летних подростков, по сравнению с 14-летними, при снижении частоты выявления сердечно-сосудистого типа саморегуляции можно объяснить интенсивными процессами полового созревания, протекающими в организме мальчиков, и несовершенством механизмов регуляции кровообращения в этот период.
В нашей предыдущей работе были представлены средневозрастные показатели гемодинамики у мальчиков-подростков г. Магадана [9]. С целью выяснения особенностей функционирования сердечно-сосудистой системы у подростков с разным типом саморегуляции кровообращения был проведен анализ распределения гемодинамических показателей по ТСК в каждой возрастной группе (см. таблицу).
Антропометрические и гемодинамические показатели у мальчиков-подростков г. Магадана с разным типом саморегуляции кровообращения (M±m)
| Показа- тели | 13 лет (n=121) | 14 лет (n=107 ) | 15 лет (n=107 ) | 16 лет (n=89) |
| 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 |
| n =95 | n =19 | n =7 | n =63 | n =36 | n =8 | n =71 | n =24 | n =12 | n =41 | n =35 | n =13 |
| ДТ, см | 162,9 ±0,8 | 161,0 ±2,2 | 165,3 ±2,3 | 171,1 ±0,9 | 169,2 ±1,5 | 171,6 ±1,5 | 173,7 ±0,8 | 175,0 ±1,4 | 176,8 ±2,6 | 177,0 ±1,1 | 178,4 ±1,0 | 175,4 ±2,7 |
| МТ, кг | 50,7 ±1,1 | 50,7 ±2,7 | 57,6 ±4,9 | 57,0 ±1,4 | 56,7 ±1,9 | 70,3 ±5,9 1-3; 2-3 | 60,2 ±1,2 | 65,5 ±2,3 1-2 | 65,3 ±2,3 1-3 | 64,3 ±1,5 | 67,3 ±1,6 | 65,4 ±3,0 |
| САД, мм рт.ст. | 110,3 ±1,3 | 111,3 ±2,5 | 121,3 ±2,8 | 115,5 ± 1,4 | 118,6 ±1,5 | 124,5 ±4,8 | 116,4 ± 1,4 | 123,0 ±1,9 1-2 | 127,3 ±3,1 1-3 | 122,5 ± 2,0 | 129,1 ±2,3 1-2 | 130,8 ±2.4 1-3 |
| ДАД, мм рт.ст. | 61,4 ±0,7 | 68,1 ±1,5 1-2 | 67,0 ±3,0 1-3 | 62,8 ±1,0 | 67,6 ±1,3 1-2 | 71,0 ±2,3 1-3 | 62,0 ±0,9 | 69,0 ±1,4 1-2 | 66,8 ±2,2 | 62,9 ±1,0 | 69,7 ±1,2 1-2 | 71,8 ±2,2 1-3 |
| ЧСС, уд./мин | 80,6 ±1,1 | 68,8 ±1,3 1-2 | 58,1 ±3,3 1-3; 2-3 | 81,6 ±1,1 | 69,6 ±1,3 1-2 | 59,8 ±1,6 1-3; 2-3 | 81,4 ±1,7 | 69,7 ±1,6 1-2 | 57,4 ±1,9 1-3; 2-3 | 80,6 ±1,4 | 70,6 ±1,2 1-2 | 59,7 ±1,7 1-3; 2-3 |
| СВ, л/мин | 5,00 ±0,11 | 4,81 ±0,23 | 5,54 ±0,19 1-3; 2-3 | 5,54 ±0,13 | 5,48 ±0,13 | 6,03 ±0,39 | 5,82 ±0,12 | 6,13 ±0,133 1-2 | 6,39 ±0,34 | 6,20 ±0,13 | 6,47 ±0,13 | 6,16 ±0,29 |
| УО, мл | 62,9 ±1,5 | 70,3 ±3,7 1-2 | 97,1 ±6,3 1-3; 2-3 | 68,7 ±1,8 | 79,8 ±2,4 1-2 | 101,8 ±7,4 1-3; 2-3 | 73,2 ±1,9 | 89,2 ±2,7 1-2 | 113,5 ±8,3 1-3; 2-3 | 77,5 ±1,7 | 92,5 ±2,4 1-2 | 104,9 ±6,7 1-3 |
| МСЛЖ, Вт | 2,24 ±0,07 | 2,57 ±0,12 1-2 | 3,40 ±0,21 1-3; 2-3 | 2,44 ±0,07 | 2,91 ±0,08 1-2 | 3,83 ±0,43 1-3; 2-3 | 2,62 ±0,08 | 3,24 ±0,10 1-2 | 4,01 ±0,33 1-3; 2-3 | 2,84 ±0,09 | 3,61 ±0,13 1-2 | 4,06 ±0,25 1-3 |
| ОПСС, дин.×с×см-5 | 1273 ±21 | 1334 ±57 | 1124 ±45 | 1136 ±20 | 1175 ±27 | 1126 ±43 | 1076 ±17 | 1082 ±24 | 1039 ±32 | 1028 ±16 | 1053 ±17 | 1143 ±67 |
| ВИК, усл. ед. | 23,1 ±0,9 | 1,1 ±1,3 1-2 | -15,7 ±2,0 1-3; 2-3 | 22,7 ±0,9 | 2,8 ±0,9 1-2 | -18,9 ±2,4 1-3; 2-3 | 22,6 ±1,2 | 0,7 ±1,1 1-2 | -16,4 ±1,8 1-3; 2-3 | 21,5 ±1,2 | 1,1 ±1,0 1-2 | -20,5 ±2,4 1-3; 2-3 |
| ТСК, усл. ед. | 76,9 ±0,9 | 99,0 ±1,3 1-2 | 115,7 ±2,0 1-3; 2-3 | 77,3 ±0,9 | 97,2 ±0,9 1-2 | 118,9 ±2,4 1-3; 2-3 | 77,4 ±1,2 | 99,3 ±1,1 1-2 | 116,4 ±1,8 1-3; 2-3 | 78,5 ±1,2 | 98,9 ±1,0 1-2 | 120,5 ±2,4 1-3; 2-3 |
Примечание. 1 - сердечный ТСК; 2 - сердечно-сосудистый ТСК; 3 - сосудистый ТСК; 1-2; 1-3; 2-3 - значимые различия между одновозрастными группами с разным типом саморегуляции кровообращения - p<0,05.
Сравнение основных показателей физического развития показало, что по длине тела подростки с разным ТСК не различались, а по массе тела установлены статистически значимые различия в возрастных группах 14-летних и 15-летних мальчиков.
В результате проведенного анализа были выявлены существенные различия значений исследуемых гемодинамических показателей у подростков с разным типом саморегуляции кровообращения внутри возрастных групп. Как видно из таблицы, наибольшие значения САД, ДАД, УО и МСЛЖ характерны для лиц с сосудистым ТСК, наименьшие - для лиц с сердечным ТСК, а значения показателей у подростков с сердечно-сосудистым ТСК занимают промежуточное положение. По показателю ЧСС наблюдается обратная картина: наиболее высокие его значения оказались у лиц с сердечным ТСК, а самые низкие - у лиц с сосудистым ТСК. Статистически значимые различия исследуемых показателей между подростками с различным ТСК внутри каждой возрастной группы отмечены в таблице. По показателю ОПСС достоверных различий между группами с разным ТСК не выявлено ни в одной возрастной группе. У подростков с сердечным ТСК отмечены высокие положительные значения ВИК. Напротив, для подростков с сосудистым ТСК характерны высокие отрицательные значения ВИК в каждой возрастной группе. Подростки с сердечно-сосудистым ТСК имеют показатели ВИК, близкие к нулю. Это свидетельствует о том, что у подростков с сердечным ТСК преобладают симпатические регуляторные влияния на сердечную деятельность, а у подростков с сосудистым ТСК - парасимпатические. Наиболее сбалансированная вегетативная регуляция сердечной деятельности сформирована у подростков с сердечно-сосудистым ТСК.
Таким образом, на основании проведенных исследований можно сделать вывод, что у мальчиков-уроженцев г. Магадана в период онтогенеза с 13 до 16 лет происходит формирование механизмов саморегуляции кровообращения всех трех типов в зависимости от соотношения сердечного и сосудистого компонентов, что отражает неравномерность и гетерохронность функционального развития сердечно-сосудистой системы в каждой возрастной группе подростков. С возрастом происходят перераспределение этого соотношения в сторону уменьшения доли сердечного компонента в регуляции кровообращения и увеличение влияния сосудистого компонента, что вполне закономерно в процессе морфофункционального развития в данном периоде онтогенеза. Установлено, что показатели САД, ДАД и УО выше у лиц с сердечно-сосудистым и сосудистым типом саморегуляции кровообращения по сравнению с сердечным ТСК. При этом наиболее высокие значения этих показателей характерны для подростков с сосудистым ТСК. В то же время показатели ЧСС оказались наиболее высокими во всех возрастных группах у подростков с сердечным и наиболее низкими - у подростков с сосудистым типом ТСК. Минимальные значения МСЛЖ отмечены у лиц с сердечным типом саморегуляции, а максимальные - у лиц с сосудистым ТСК. Подростки с сердечно-сосудистым ТСК по значению показателя занимают промежуточное положение. По показателям сердечного выброса отмечается тенденция к увеличению значений от сердечного ТСК к сосудистому ТСК.
На основании полученных результатов можно сделать вывод, что артериальное давление и сердечный выброс, характеризующие эффективность тканевого кровообращения, у подростков с крайними типами саморегуляции гемодинамики поддерживаются при помощи различных регуляторных механизмов: у сердечного типа - за счет увеличения ЧСС и преобладания симпатического влияния на функциональную активность сердечно-сосудистой системы, а у сосудистого - за счет усиления сократительной мощности миокарда и преобладания парасимпатического влияния. У подростков с сердечно-сосудистым типом система саморегуляции кровообращения наиболее сбалансированная. Подростки с сердечно-сосудистым и сосудистым ТСК имеют более высокие адаптивно-приспособительные возможности сердечно-сосудистой системы по сравнению с подростками с сердечным ТСК, у которых даже в состоянии покоя наблюдается высокий уровень ЧСС, что требует от организма постоянного расхода энергетических ресурсов.
Особую актуальность приобретает эта проблема в северном регионе при физических нагрузках. Известно, что в школах в соответствии с программой проведения занятий по физической культуре к детям предъявляются стандартные требования к выполнению тех или иных физических нагрузок с последующей оценкой результатов. Однако не все дети способны выполнять эти требования в связи с неоднородностью морфофункционального развития в каждой возрастной группе. Особенно важно это учитывать в подростковом периоде онтогенеза, чтобы исключить негативные последствия высоко интенсивных физических нагрузок для здоровья подростков. Полагаем, что необходим дифференцированный подход к детям и подросткам при проведении занятий по физической культуре, учитывающий тип саморегуляции кровообращения и способность сердечно-сосудистой системы адекватно реагировать на предъявляемую физическую нагрузку. Определение ТСК необходимо включить в программу обязательной ежегодной диспансеризации школьников.
Преобладание сердечного типа саморегуляции кровообращения у мальчиков-уроженцев Магадана в пубертатном периоде онтогенеза свидетельствует о значительном напряжении в функционировании сердечно-сосудистой системы и снижении ее адаптивных возможностей при длительных воздействиях неблагоприятных факторов внешней среды, каковыми являются природно-климатические условия северо-востока России.
Для корреспонденции
Гречкина Людмила Ивановна - кандидат биологических наук, доцент, ведущий научный сотрудник Научно-исследовательского центра "Арктика" ДВО РАН
Адрес: 685000, г. Магадан, ул. К. Маркса, д. 24
Телефон: (4132) 62-45-82
E-mail: ludmila-50@mail.ru