Science for Education Today, 2019, Т. 9, № 5, С. 176–204
УДК: 
612+371

Особенности адаптации сердечно-сосудистой системы, автономной нервной регуляции сердечного ритма и эндокринной системы к нагрузкам разного характера у школьников 10–15 лет

Ермакова И. В. 1 (Москва, Россия), Догадкина С. Б. 1 (Москва, Россия), Рублева Л. В. 1 (Москва, Россия), Кмить Г. В. 1 (Москва, Россия), Безобразова В. Н. 1 (Москва, Россия), Шарапов А. Н. 1 (Москва, Россия)
1 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт возрастной физиологии Российской академии образования"
Аннотация: 

Проблема и цель. Адаптация организма подростков к изменяющимся условиям окружающей среды представляет один из важнейших вопросов возрастной физиологии. С целью выявления особенностей адаптации организма подростков проведено исследование реакции системы кровообращения, автономной нервной и эндокринной систем на нагрузки различного характера.
Методология. Методами спектрального анализа вариабельности сердечного ритма, электрокардиографии, поликардиографии, биполярной реоэнцефалографии и иммуноферментного определения кортизола в слюне обследовано 200 детей 10–15-летнего возраста.
Результаты. У всех детей 10–15 лет отмечается увеличение симпатической и существенное снижение парасимпатической активности в регуляции сердечного ритма в ответ на ортопробу. Показано, что основными критериями успешности адаптации организма являются: ваго- или нормотонический тип автономной нервной регуляции сердечного ритма, высокая вариабельность сердечного ритма с преобладанием высокочастотного компонента, адекватная реакция вариабельности сердечного ритма на ортостатическое воздействие.
Физическая нагрузка динамического характера вызывает у детей 10–15 лет укорочение общей длительности сердечного цикла и электрической систолы, уменьшение времени предсердно-желудочковой проводимости. Изменения биоэлектрической активности миокарда свидетельствуют об адекватном адаптационном ответе у детей данного возраста на физическую нагрузку.
Выявлено два варианта краткосрочной адаптации сократительной функции миокарда к физической нагрузке. Первый вариант наблюдался у большинства подростков 10–15 лет и свидетельствовал о благоприятной реакции сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку. При втором варианте наблюдалась более напряженная реакция сократительной функции миокарда на физическую нагрузку, которая отмечена у девочек 11, 12 и 13 лет и мальчиков 12–13 лет.
Срочная адаптация кровообращения головного мозга к умственной нагрузке у большинства подростков 10–15 лет не сопровождалась напряжением механизмов регуляции мозгового кровообращения и носила благоприятный характер, тогда как у части подростков 10–15 лет (22–34 % испытуемых) отмечено напряжение механизмов регуляции.
Выявлено два типа реакции эндокринной системы на умственную нагрузку: первый тип – повышение уровня кортизола в слюне, второй тип – понижение его концентрации.
Заключение. Полученные результаты показали, что физическая нагрузка у всех детей вызывает адекватную реакцию параметров биоэлектрической активности миокарда, два варианта адаптации сократительной функции миокарда: благоприятная и протекающая с напряжением сократительной функции, наблюдаемая в возрасте 11–13 лет. Умственная нагрузка вызывает два типа реакции кровообращения головного мозга: первый тип не сопровождается напряжением регуляции кровообращения головного мозга и носит благоприятный характер, второй тип сопровождается напряжением механизмов регуляции. Со стороны эндокринной системы также отмечено два типа реакции на умственную нагрузку: с повышением и снижением уровня кортизола в слюне. Ортостатическое воздействие приводит к сдвигу вегетативной нервной активности в сторону усиления симпатических влияний. На основании реакции ВСР на ортостатическое воздействие выявлены критерии успешной адаптации.

Ключевые слова: 

адаптация; подростки; вариабельность сердечного ритма; электрокардиография; сократительная функция миокарда; тонус мозговых артерий; кортизол; ортостатическое воздействие; физическая нагрузка; умственная нагрузка

https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85074652109&origin=...

Features of the adaptation of cardiovascular system, autonomous nervous regulation of heart rhythm and endocrine system to the loads of different character in 10-15 years-old schoolchildren

Библиографическая ссылка:
Ермакова И. В., Догадкина С. Б., Рублева Л. В., Кмить Г. В., Безобразова В. Н., Шарапов А. Н. Особенности адаптации сердечно-сосудистой системы, автономной нервной регуляции сердечного ритма и эндокринной системы к нагрузкам разного характера у школьников 10–15 лет // Science for Education Today. – 2019. – № 5. – С. 176–204. DOI: http://dx.doi.org/10.15293/2658-6762.1905.11
Список литературы: 
  1. Берестнева О. Г., Марухина О. В., Шаропин К. А. Применение информационно-энтропийного подхода для исследования особенностей адаптации студентов к обучению в вузе // Интернет-журнал Науковедение. – 2013. – № 3 (16). – С. 51. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=20194709
  2. Димитриев Д. А., Саперова Е. В. Вариабельность сердечного ритма и артельное давление при ментальном стрессе // Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова. – 2015. – Т. 101, № 1. – С. 98–107. URL: http://elibrary.ru/item.asp?id=22831763
  3. Иванов Г. Г., Эльгаили А. А., Ахмед М. Некоторые особенности стандартной ЭКГ (этнические, расовые и половозрастные) // Функциональная диагностика. – 2010. – № 2. – С. 68–78. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=16406947
  4. Максимов А. Л., Лоскутова А. Д. Возрастные изменения вариабельности сердечного ритма и гемодинамики в зависимости от преобладающего типа вегетативной нервной регуляции // Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова. – 2014. – Т. 100, № 5. – С. 634–647. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=21530986
  5. Прокофьева В. Н., Кузнецов В. И., Кореневская А. А. Зависимость продолжительности фаз и периодов сердечного цикла у спортсменов от направленности тренировочного процесса // Физиология человека. – 2007. – Т. 33, № 6. – С. 71–78.URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=9562641
  6. Тарасова О. Л., Казин Э. М., Фёдоров А. И., Игишева Л. Н., Четверик О. Н. Комплексная оценка нейродинамических и вегетативных показателей у подростков: возрастные, гендерные и типологические особенности // Физиология человека. – 2017. – Т. 43, № 1. – С. 45–54. URL: http://elibrary.ru/item.asp?id=28172458
  7. Шарапов А. Н., Безобразова В. Н., Догадкина С. Б., Кмить Г. В., Рублева Л. В., Ермакова И. В. Адаптация сердечно-сосудистой и нейроэндокринной систем к нагрузкам разного вида у подростков 12–14 лет // Новые исследования. – 2016. – № 4 (49). – С. 21–43. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=32323240
  8. Шарапов А. Н., Сельверова Н. Б., Рублева Л. В., Кмить Г. В., Догадкина С. Б., Безобразова В. Н., Ермакова И. В. Функциональное состояние сердечно-сосудистой и нейроэндокринной систем у подростков 14–15-летнего возраста // Новые исследования. – 2017. – № 4 (53). – С. 88–110. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=34993986
  9. Шарапов А. Н., Сельверова Н. Б., Догадкина С. Б., Кмить Г. В., Рублева Л. В., Безобразова В. Н., Ермакова И. В. Возрастное развитие сердечно-сосудистой системы, автономной нервной регуляции сердечного ритма и эндокринной системы у школьников 10–15 лет // Новые исследования. – 2018. – № 2 (55). – С. 39–56. URL: http://elibrary.ru/item.asp?id=36448149
  10. Шлык Н. И. Сердечный ритм и тип регуляции у детей, подростков и спортсменов: монография. – Ижевск: Удмуртский государственный университет, 2009. – 254 с. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=19551410
  11. Astakhov S., Nenasheva A., Astakhov A., Ragozin A. Heart rate variability and photoplethysmogram indicators in assessment of adaptation levels in students experiencing examination loads // Gazzetta Medica Italiana Archivio per le Scienze Mediche. – 2018. – Vol. 177 (3 Suppl 1). – P. 1–8. DOI: https://doi.org/10.23736/S0393-3660.17.03722-6
  12. Doom J. R., Doyle C. M., Gunnar M. R. Social stress buffering by friends in childhood and adolescence: Effects on HPA and oxytocin activity // Social Neuroscience. – 2016. – Vol. 12, Issue 1. – P. 8–21.DOI: https://doi.org/10.1080/17470919.2016.1149095
  13. Gunnar M. R. Wewerka S. Frenn K., Long J. D., Griggs C. Developmental changes in hypothalamus-pituitary-adrenal activity over the transition to adolescence: normative changes and
    associations with puberty // Development and Psychopathology. – 2009. – Vol. 21, Issue 1. – Р. 69–85. DOI: https://doi.org/10.1017/S0954579409000054
  14. Herzig D., Eser P., Radtke T., Wenger A., Rusterholz T., Wilhelm M., Achermann P., Arhab  A., Jenni O. G., Kakebeeke T. H., Leeger-Aschmann C. S., Messerli-Bürgy N., Meyer  A.  H., Munich S., Puder J. J., Schmutz E. A., Stülb K., Zysset A. E., Kriemler S. Relation of Heart Rate and its Variability during Sleep with Age, Physical Activity, and Body Composition in Young Children // Frontiers in Physiology. – 2017. – Vol. 8. – P. 109. DOI: https://doi.org/10.3389/fphys.2017.00109
  15. Koenig J., Thayer J. F. Sex differences in healthy human heart rate variability: A meta-analysis // Neuroscience and Biobehavioral Reviews. – 2016. – Vol. 64. – P. 288–310. DOI: https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2016.03.007
  16. Longin E., Dimitriadis C., Shazi S., Genstner T., Lenz T., Könight S. Autonomicnervous system function in infants and adolescents: impact of autonomic tests on heart rate variability // Pediatric Cardiology. – 2009 – Vol. 30. – P. 311.  DOI: https://doi.org/10.1007/s00246-008-9327-8
  17. Monaco A., Cattaneo R., Ortu E., Constantinescu M. V., Pietropaoli D. Sensory trigeminal ULF-TENS stimulation reduces HRV response to experimentally induced arithmetic stress: A randomized clinical trial // Physiology and Behavior. – 2017. – Vol. 173. – P. 209–215. DOI: https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2017.02.014
  18. Pagani M., Lombardi F., Guzzetti S., Rimoldi O., Furlan R., Pizzinelli P., Sandrone G., Malfatto G., Dell’Orto S., Picaluga E. Power spectral analysis of heart rate and arterial pressure variabilities as a marker of sympatho–vagal interaction in man and conscious dog // Circulation Research. – 1986. – Vol. 59, № 2. – P. 178–193. DOI: https://doi.org/10.1161/01.res.59.2.178
  19. Topcu B., Akalin F. The autonomic nervous system dysregulation in response to orthostatic stress in children with neurocardiogenic syncope // Cardiology in the Young. – 2010. – Vol. 20, Issue 2. – P. 165–172. DOI: https://doi.org/10.1017/S1047951109991211
  20. Trico D., Fanfani A., Varocchi F., Bernini G. Endocrine and haemodynamic stress responses to an arithmetic cognitive challenge // Neuro Endocrinology Letters. – 2017. – Vol. 38, № 3. – P. 182–186. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28759186
  21. Urfer-Maurer N., Ludyga S., Stalder T., Brand S., Holsboer-Trachsler E., Gerber M., Grob  A., Weber P., Lemola S. Heart rate variability // Psychoneuroendocrinology. – 2018. – Vol.  87. – P. 27–34. DOI: https://doi.org/10.1016/j.psyneuen.2017.10.004
  22. van den Berg M., Rijnbeek P. R., Niemeijer M. N., Hofman A., van Herpen G., Bots M. L., Hillege H., Swenne C. A., Eijgelsheim M., Stricker B. H., Kors J. A. Normal Values of Corrected Heart-Rate Variability in 10-Second Electrocardiograms for All Ages // Frontiers in Physiology. – 2018. – Vol. 9. – P. 424. DOI: https://doi.org/10.3389/fphys.2018.00424
  23. Vazquez L., Blood J. D., Wu J., Chaplin T. M., Hommer R. E., Rutherford H. J., Potenza  M.  N., Mayes L. C., Crowley M. J. High frequency heart-rate variability predicts adolescent depressive symptoms, particularly anhedonia, across one year // Journal of Affective Disorders. – 2016. – Vol. 196. – P. 243–247. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jad.2016.02.040
  24. Wang X., Liu B., Xie L., Yu X., Li M., Zhang J. Cerebral and neural regulation of cardiovascular activity during mental stress // BioMedical Engineering OnLine. – 2016. – Vol. 15 (Suppl 2). – P.  160. DOI: https://doi.org/10.1186/s12938-016-0255-1
  25. Zaidi S. N., Collins S. M. Orthostatic Stress Induced Changes in Heart Rate Variability, Pulse Transit Time and QRS Duration // Journal of Bioengineering and Biomedical Science. – 2016. – Vol. 6. – P. 194. DOI: https://doi.org/10.4172/2155-9538.1000194
Дата публикации 31.10.2019