Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,441

ВАРИАЦИОННАЯ КАРДИОИНТЕРВАЛОМЕТРИЯ КАК МЕТОД ЭКСПРЕСС-ОЦЕНКИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ СТУДЕНТОВ С РАЗНЫМ УРОВНЕМ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ

Хренкова В.В. 1 Абакумова Л.В. 1 Лысенко А.В. 1 Баршай В.М. 1 Рогинская А.А. 1 Карсакова А.А. 1 Журавлева М.В. 1
1 ФГАОУ ВО «Южный федеральный университет»
Целью работы было выявление наиболее эффективных показателей вариабельности сердечного ритма для экспресс-оценки функционального состояния человека. Были проанализированы статистические, геометрические и спектральные характеристики вариабельности сердечного ритма у студентов с разным уровнем двигательной активности. В обследовании приняло участие 273 студента (153 юноши, 120 девушек) в возрасте от 19 до 22 лет, составившие 3 группы: студенты неспортивных факультетов, имеющие минимальное количество физической нагрузки, студенты отделения безопасности жизнедеятельности (БЖ) Академии физической культуры и спорта, имеющие среднее количество регулярной физической нагрузки, студенты отделения физкультуры Академии физической культуры и спорта, имеющие наибольшее количество регулярной физической нагрузки. Показано, что из всех проанализированных показателей для экспресс-оценки и прогноза текущего функционального состояния могут быть использованы статистические и геометрические показатели вариабельности сердечного ритма.
двигательная активность
функциональное состояние
диагностика
вариационная кардиоинтервалометрия
1. Бабаев М.А., Лысенко А.В., Ивко О.М., Петрова О.А., Трофимова С.В. Особенности профессиональной спортивной деятельности и риск развития ускоренного старения // Успехи геронтологии. – 2010. – Т.23, № 4. – С. 652–656.
2. Баевский Р.М. Вариабельность сердечного ритма. Медико-физиологические аспекты. – 2011 URL: http://clubkit.ru/varicard_statya.php (дата обращения 14.07.2014).
3. Гаврилова Е.Г., Чурганов О.А. Прогнозирование аэробных способностей высококвалифицированных лыжников по данным вариационной пульсометрии // Вестник спортивной науки. – 2012. – № 4. – С. 3–5.
4. Зайцев В.К., Киселев В.А., Наумов С.С., Подливаев Б.А. Диагностика функционального состояния спортсменов на основе применения метода вариационной пульсометрии // Сборник трудов ученых РГАФК. – 2000. – С. 158–165.
5. Игошева Н.Б., Павлов А.Н., Анищенко Т.Г. Методы анализа сердечного ритма. – Саратов: Колледж, 2001. – 120 с.
6. Методический справочник: Устройство психофизиологическое тестирования УПФТ – 1/30 – «Психофизиолог». – Таганрог: Медиком МТД, 2004. – 78 с.
7. Михайлов В.М. Вариабельность ритма сердца: Опыт практического применения метода. – Иваново, 2000. – 200 с.
8. Попова М.А., Щербакова А.Э., Говорухин А.А., Сафин Р.М. Изменение сердечного ритма у студентов при смене уровня учебных нагрузок в условиях внедрения инновационной образовательной системы на территории ХМАО-Югры // Вестник Сургутского государственного педагогического университета. – 2009. – № 1(4). – С. 5–17.
9. Флейшман А.Н. Медленные колебания гемодинамики. – Новосибирск, 1999. – С. 264.
10. Хренкова В.В., Абакумова Л.В., Айдаркина М.Е., Карсакова А.А., Карчава Ш.К. Комплексная оценка функционального состояния организма школьников, обучающихся по разным учебным программам // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2014. – № 1. – С. 31.
11. Хренкова В.В., Абакумова Л.В., Карсакова А.А., Журавлева М.В. Оценка адаптационных возможностей студентов различных факультетов Южного федерального университета методом вариационной кардиоинтервалометрии // Образование, спорт, здоровье в современных условиях экологической среды: Вторая Международная научно-практическая конференция (1–3 ноября 1013 г.). – Ростов н/Д.: Южный федеральный университет, 2013. – С. 326–332.
12. Шлык Н.И. Сердечный ритм и тип регуляции у детей, подростков и спортсменов. – Изд-во «Удмуртский университет», 2009. – 259 с.
13. Heart Rate Variability. Standarts of measurement // European Heart Journal. – 1996. – № 17. – P. 354–381.
14. Malik M., Bigger J.Th., Camm A.J., Kleiger R.E., Malliani A., Moss A.J., Schwartz P.J. ВСР. Стандарты измерения, физиологической интерпретации и клинического применения // Вестник аритмологии. – 1999. – № 11. – C. 52–78.

Обучение в высших учебных заведениях является сложным и длительным процессом. Многие исследователи отмечают, что изменившиеся социально-экономические условия учебы, быт студентов и избыточное напряжение создают проблемы, которые выливаются в интеллектуальное, эмоциональное и психическое напряжение, приобретающее застойный характер, усугубляемое снижением физической активности (Елизарова, 2010; Айзман, Герасёв, 2012; Хренкова и др., 2013). Перечисленные факторы и ухудшающиеся экологические условия (техногенные аварии и катастрофы, повсеместное загрязнение почвы, воздуха и воды) приводят к предельному напряжению компенсаторно-приспособительных механизмов с развитием обратимых и необратимых явлений дезадаптации (Бабаев и др., 2010).

Исходя из этого, необходимы своевременное распознавание и коррекция развивающихся дисфункций систем организма студентов путем мониторинга их здоровья в динамике обучения и занятий спортом.

Одним из информативных методов изучения функционального состояния организма является метод вариационной кардиоинтервалометрии (ВКМ), достоинствами которого являются неинвазивность, высокие оперативность и информативность, простота и доступность получения исходной информации. Данный метод широко применяется в практике возрастной и спортивной физиологии, поскольку позволяет исследовать и количественно оценивать динамику функциональных изменений в учебно-тренировочном процессе, осуществлять срочный контроль за процессом физической тренировки, раннюю диагностику тренированности, дезадаптации, перетренированности и прогнозировать аэробные способности спортсменов (Зайцев и др., 2000; Михайлов, 2000; Попова и др., 2009; Шлык, 2009; Гаврилова, Чурганов, 2012). Однако, по данным ряда исследователей (Игошева и др., 2001; Шлык, 2009; Хренкова и др., 2013, 2014), природа и интерпретация некоторых спектральных характеристик сердечного ритма неоднозначны.

Целью работы было выявление наиболее эффективных показателей вариабельности сердечного ритма для экспресс-оценки функционального состояния студентов с различным уровнем двигательной активности в условиях учебно-тренировочного процесса.

В обследовании приняло участие 273 студента (153 юноши, 120 девушек) в возрасте от 19 до 22 лет, обучающихся в разных структурных подразделениях Южного федерального университета (факультетах биологических наук, филологическом, математическом и Академии физической культуры и спорта). Все обследованные были разделены на 3 группы:

1) студенты неспортивных факультетов, имеющие минимальное количество физической нагрузки – (I группа, неспортсмены);

2) студенты отделения безопасности жизнедеятельности (БЖ) Академии физической культуры и спорта, имеющие среднее количество регулярной физической нагрузки – (II группа, студенты ОБЖ);

3) студенты отделения физкультуры Академии физической культуры и спорта, имеющие наибольшее количество регулярной физической нагрузки – (III группа, спортсмены).

Обследования проводились с помощью аппаратно-программного комплекса психофизиологического тестирования УПФТ-1/30 – «Психофизиолог» (Медиком МТД, г. Таганрог). У всех испытуемых была выполнена пятиминутная запись ЭКГ в условиях относительного покоя. Расчет показателей основывался на массивах R-R интервалов, не содержащих артефактов и экстрасистол, с их последующей математической обработкой в программе Statistica 9. Состояние вегетативной нервной системы и механизмов регуляции сердечного ритма оценивались по ряду статистических (ЧСС, уровень ЧСС (УрЧСС), стандартное отклонение R-R-интервалов (СКО)), геометрических (вариационный размах (ВР), мода (МО), амплитуда моды (АМО), индекс напряжения Р.М. Баевского (ИН)) и спектральных характеристик (общая мощность спектра (TP), высокочастотные колебания (HF), низкочастотные колебания (LF), очень низкочастотные колебания (VLF), мощность в диапазоне высоких частот, выраженная в нормализованных единицах (HFnorm), мощность в диапазоне низких и очень низких частот, выраженная в нормализованных единицах (LFnorm, VLFnorm), баланс симпатических и парасимпатических влияний (LF/HF), индекс централизации (IC)) (Методический справочник, 2004; Баевский, 2011).

Анализ ЧСС, R-R интервалов и уровня ЧСС свидетельствовал о нормокардии у студентов всех групп без значимых гендерных различий. Однако студенты группы III имели большую длительность R-R-интервалов, в среднем на 90 мс, по сравнению со студентами групп I и II (p < 0,05), более низкий уровень ЧСС (ниже на 0,8 усл.ед.) и большие значения СКО и ВР, что явилось показателем более высокой активности автономных механизмов регуляции и больших функциональных резервов их сердечно-сосудистой системы. Вегетативный статус организма, выявленный по значениям ИН, соответствовал нормотонии (эйтонии) лишь у спортсменов (III группа). У студентов остальных групп, в большей степени у юношей группы I и девушек группы II, выявлена симпатикотония, отражающая напряжение регуляторных систем – включение центральных и подавление автономных механизмов (таблица).

Во всех обследованных группах значения общей мощности спектра (TP) превышали нормативную величину для взрослых (методический справочник, 2004; Шлык, 2009), что является показателем высокого уровня нейрогуморальных влияний на сердечный ритм и адаптационного потенциала организма. По показателям абсолютной и относительной мощности высокочастотных волн (HF, HFnorm) и относительной мощности LF волн, которые оценивались в соответствии с данными Михайлова В.М. (2000) и Шлык Н.И. (2009), выявлена более высокая активность парасимпатического отдела вегетативной нервной системы и, следовательно, преобладание автономных механизмов регуляции сердечного ритма у студентов с высоким уровнем двигательной активности, по сравнению со студентами со средним и низким уровнем двигательной активности (p < 0,05). Величина абсолютной и относительной мощности LF во всех группах не различалась, при этом абсолютная мощность LF значительно (в 3–5 раз) превышала нормативные значения, относительная же мощность LF соответствовала им. По мнению Шлык Н.И. (2009), увеличение абсолютной мощности LF волн означает, что поддержание гемодинамического гомеостаза обеспечивается подключением неспецифических механизмов.

Статистические, геометрические и спектральные и характеристики вариабельности сердечного ритма

Показатели

I юноши

 

I девушки

 

II юноши

 

II девушки

 

III юноши

 

III девушки

 

М ± m

N

М ± m

N

М ± m

N

М ± m

N

М ± m

N

М ± m

N

R-R

746,05 ± 27,8

19

774,4 ± 13,9

61

786,1 ± 22,8

33

761,5 ± 24,2

10

856,1 ± 12,4

101

852,9 ± 16,2

49

СКО

71,48 ± 8,9

21

69,26 ± 4,1

62

78,8 ± 6,5

33

60,8 ± 11,8

10

79,3 ± 3,4

103

82,8 ± 5,3

49

УрЧСС

3,5 ± 0,3

21

3,35 ± 0,1

62

3,4 ± 0,2

33

3,5 ± 0,1

10

2,68 ± 0,1

103

2,69 ± 0,1

49

ЧСС

81,52 ± 3

21

78,95 ± 1,4

62

78,3 ± 2,2

33

79,5 ± 2,4

10

77,1 ± 5,2

103

71,65 ± 1,4

49

ВР

386,1 ± 57,8

20

360,2 ± 20,8

61

423,5 ± 34,3

33

308,3 ± 64,5

10

427,5 ± 18,4

101

440,5 ± 25,6

49

Мода

748,8 ± 26,8

21

780,7 ± 16,8

62

802,3 ± 26,9

33

765 ± 26,6

10

864,4 ± 14,1

103

864,8 ± 19,2

49

АМО

37,2 ± 3,5

20

34,5 ± 1,5

61

32,4 ± 2,2

33

39,9 ± 5,7

10

31,5 ± 1,1

101

32,4 ± 1,3

49

ИН

153,8 ± 55,4

21

103,6 ± 20

62

97,3 ± 31,7

33

152,8 ± 53,1

10

68,2 ± 7,2

103

59,7 ± 7,6

49

TP, мс2

11131,5 ± 2730

20

11144,1 ± 1673

61

16702,2 ± 3701

33

9267,8 ± 3572

10

14323,6 ± 1455

101

15940 ± 3009

49

VLF, мс2

2448,6 ± 689

20

3083,7 ± 518

61

4193,5 ± 1118

33

2803,8 ± 1113

10

4495,9 ± 609

101

3643,2 ± 656

49

LF, мс2

4554,5 ± 1034

20

4311,1 ± 572

61

5445,9 ± 1114

33

3552,8 ± 1402

10

5141,5 ± 474

101

5609,8 ± 899

49

HF, мс2

4128,8 ± 1499

20

5572,4 ± 1757

61

5062,9 ± 1152

33

2911,2 ± 1261

10

4995,14 ± 682

101

6687,2 ± 1626

49

VLF norm

25,8 ± 3,3

20

26,5 ± 1,7

61

26,3 ± 2,3

33

32,3 ± 3,2

10

30,5 ± 1,5

101

25,47 ± 1,9

49

LF norm

46,95 ± 3,5

20

43,5 ± 2

61

41,9 ± 2,1

33

41,7 ± 3,1

10

38,9 ± 1,2

101

39,26 ± 1,9

49

HF norm

25,95 ± 4

19

30,2 ± 1,85

61

31,9 ± 2,4

33

26,2 ± 3,7

10

31,15 ± 1,5

101

35,28 ± 2,2

49

LF/HF

2,77 ± 0,49

19

2,37 ± 0,36

61

1,81 ± 0,26

32

1,99 ± 0,3

10

1,89 ± 0,24

101

1,53 ± 0,17

48

ИЦ

4,32 ± 0,67

19

3,67 ± 0,45

61

3,25 ± 0,69

32

3,62 ± 0,6

10

3,61 ± 0,49

101

2,61 ± 0,31

48

ИАП

0,89 ± 0,31

18

0,77 ± 0,08

52

0,72 ± 0,08

33

0,85 ± 0,1

10

1,93 ± 0,08

100

0,78 ± 0,09

49

В обследованных группах доля VLF волн, мощность которых характеризует активность симпатического отдела вегетативной нервной системы, а также отражает активность межсистемного уровня управления (Malik et al., 1999), значительно превышала нормативы (в 2–3 раза) и составила 22–30 % TP. Высокий уровень абсолютной мощности VLF и их доли в ТР, по данным Флейшман А.Н. (1999) и Шлык Н.И. (2009), является отражением гиперадаптивного состояния, характеризующегося напряжением механизмов адаптации.

Одним из показателей, характеризующих соотношение симпатических и парасимпатических влияний, является индекс вагосимпатического взаимодействия LF/HF (Шлык, 2009). Сбалансированный тонус симпатических и парасимпатических центров (1.5 ≤ LF/HF < 2.5) выявлен у юношей и девушек группы II и III. В группе I – умеренное преобладание симпатических влияний, свидетельствующее о централизации управления ритмом сердца и о более высокой физиологической цене адаптации к текущим нагрузкам. Это подтверждено и величиной индекса централизации (IC), который у юношей и девушек группы I свидетельствовал о более выраженной активности центрального контура регуляции сердечного ритма по отношению к автономному.

Таким образом, из результатов исследования следует, что статистические и геометрические показатели и некоторые спектральные характеристики (HF, HFnorm, LFnorm) вариабельности сердечного ритма однозначно отражали соотношение автономных и центральных механизмов регуляции у студентов с различным уровнем двигательной активности: в группе спортсменов адаптация сердечной деятельности к текущим нагрузкам осуществлялась преимущественно за счет автономных механизмов, в группах неспортсменов и ОБЖ – за счет центральных. Другие же спектральные характеристики (TP, LF, VLF, LF/HF, IC) однозначно трактовать не представлялось возможным: выявленная величина TP указывала на высокий уровень адаптационного потенциала студентов всех групп, а значения абсолютной мощности VLF волн и VLFnorm – на напряжение механизмов регуляции; индексы LF/HF и IC, в отличие от И.Н. Баевского, свидетельствовали о централизации регулирующих влияний только у студентов группы I.

Следовательно, из всех проанализированных показателей вариабельности сердечного ритма в экспресс-оценке и прогнозе текущего функционального состояния, по нашему мнению, могут быть использованы статистические и геометрические показатели. Трактовка же спектральных характеристик требует дополнительных исследований.

Рецензенты:

Алейникова Т.В., д.б.н., профессор, Южно-Российский гуманитарный институт, г. Ростов-на-Дону;

Сухов А.Г., д.б.н., профессор, зав. отделом, Южный федеральный университет, г. Ростов-на-Дону.

Работа поступила в редакцию 23.10.2014.


Библиографическая ссылка

Хренкова В.В., Абакумова Л.В., Лысенко А.В., Баршай В.М., Рогинская А.А., Карсакова А.А., Журавлева М.В. ВАРИАЦИОННАЯ КАРДИОИНТЕРВАЛОМЕТРИЯ КАК МЕТОД ЭКСПРЕСС-ОЦЕНКИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ СТУДЕНТОВ С РАЗНЫМ УРОВНЕМ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 11-5. – С. 1090-1093;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=35683 (дата обращения: 01.10.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074