Введение Современный учебный процесс предъявляет организму учащихся серьезные требования, связанные с необходимостью усваивать постоянно увеличивающийся объем воспринимаемой информации, получаемой при использовании компьютерных средств и телекоммуникационных сетей [1]. Проблема эмоционального напряжения особенно актуальна для высшей школы [2,3]. Это сопровождается нагрузкой на все функциональные системы, в том числе и сердечно-сосудистую [4]. Вегетативная нервная система играет важную роль в модуляционных состояниях сердечно-сосудистой системы [5]. Эмоциональное состояние человека находит отражение как на центральном уровне, так и в периферических показателях вегетативной нервной системы, в частности со 34 Вятский медицинский вестник, № 4(68), 2020 стороны регуляции сердечного ритма [6, 7]. Работа системы кровообращения определяется взаимодействием симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы (ВНС). Одним из объективных критериев оценки выраженности психоэмоционального напряжения является тип его вегетативного регулирования [8]. Для оценки функционального состояния организма студентов достаточно широко используются математические методы анализа вариабельности сердечного ритма (ВСР) [9]. Несмотря на многочисленные исследования, взаимодействие между функционированием сердечно-сосудистой системы, вегетативными механизмами регуляции и стрессовой нагрузкой требует дальнейшего изучения. Целью настоящего исследования явилась оценка влияния экзаменационной ситуации на изменения гемодинамики и вариабельности сердечного ритма в зависимости от доминирующего типа АНС. Материал и методы В исследовании приняли участие практически здоровые испытуемые в возрасте от 17 до 22 лет, девушки – студентки Кировского медицинского университета (n=52). На всех этапах работы соблюдены этические принципы проведения исследований с участием человека. Легитимность исследования подтверждена решениями Локального этического комитета Кировского ГМУ Минздрава России. Все испытуемые предварительно были ознакомлены с содержанием физиологического обследования, получено информированное согласие на него. Антропометрическое обследование включало измерение роста и массы тела. Систолическое и диастолическое артериальное (САД и ДАД соответственно) и частота сердечных сокращений (ЧСС) измерены с помощью автоматического тонометра Оmron 705IT (Япония). Традиционными расчетными методами определяли МОК, УОК, СИ, ОПСС. Среднее гемодинамическое артериальное давление (СрГД., мм рт. ст.) определяли по формуле СрГД =АДД + (ПД/3). СрГД отражает уровень централизации регуляторных механизмов системы кровообращения, все временные значения давления в период одного сердечного цикла. Значение удельного сосудистого сопротивления (УПСС) рассчитывали по формуле Пуазейля: [(АДД+1/3ПД) ×1330×60]/МО, где 1333 – коэффициент перевода в дины, 60 – число секунд в минуте. Величину удельного периферического сопротивления (УПС) рассчитывали по формуле: СрГД/СИ. Рассчитывали также вегетативный индекс Кердо по формуле: ВИ = (1-ДАД/ЧСС), где ВИ – вегетативный индекс. ДАД – диастолическое артериальное давление. Известно, что при значениях ВИК<0 вегетативная реактивность характеризуется как парасимпатикотония, при ВИК >0 – симпатикотония, при ВИК=0 как вегетативное равновесие [10]. Для оценки периферического кровотока и вариабельности сердечного ритма использовали пульсоксиметр «ЭЛОКС-01». Оценивали цифровой индекс перфузии,%, SDNN, мс – стандартное (среднеквадратичное) отклонение NN интервалов в выборке, HRV index – отношение общего числа NN-интервалов к количеству интервалов с наиболее часто встречающейся длительностью (амплитуда моды), СИМ – индекс активности симпатического звена вегетативной нервной системы, ПАР – индекс активности парасимпатического звена вегетативной нервной системы. Статистическая обработка полученных данных была проведена с использованием компьютерных пакетов Excel и Statistica Advanced 10 for Windows RU. Распределения количественных данных, отличных от нормального, описывались с указанием медианы и интерквартильного размаха в виде 25% и 75% процентилей, т. е. верхней границы 1-го и нижней границы 4-го квартилей. Разницу показателей в группах оценивали по критерию Манна – Уитни. Для установления связей между изучаемыми величинами применяли корреляционный анализ по Спирмену. Достоверность различий (р) во всех процедурах статистического анализа принимали менее 0,05. Достоверным считался уровень значимости p < 0,05 (p ≤ 0,05 > 0,01 – низкая статистическая значимость; p ≤ 0,01 > 0,001 – статистическая значимость средней силы; p ≤ 0,001 – высокая статистическая значимость). Результаты и их обсуждение Общим проявлением на стрессовое воздействие, каковым является ситуация экзамена, со стороны сердечно-сосудистой системы считается увеличение частоты сердечных сокращений [11]. Некоторые результаты описательной статистики по исследованным группам представлены в таблице 1. Анализ показателей гемодинамики по группам с различными типами вегетативной регуляции выявил значимые различия по частоте сердечных сокращений, более высокие у симпатотоников. Высокие значения ЧСС свидетельствуют о меньшей эффективности работы сердца, так как повышение ритма осуществляется за счет уменьшения общей паузы сердца и систолического объема крови. Причем если стресс вызван умственными нагрузками, то увеличивается и артериальное давление [11]. Как известно, интегральным показателем кровообращения, создающим эффективную перфузию, является систолическое артериальное давление [12]. Средние значения систолического артериального давления превышали общепринятый уровень оптимального АД, в соответствии с последними рекомендациями Европейского общества кардиологов и Европейского общества по артериальной гипертонии [13]. Но в то же время оно значимо не отличалось в зависимости от доминирующего типа АНС (табл.1). Вместе с тем диастолическое артериальное давление было достоверно выше у лиц с ваготоническим типом регулирования. Отметим, что поддержание артериального давления на определенном уровне и его изменения являются результатом многих сложных нейрогуморальных взаимодействий [14]. Показатель ОПСС имеет наибольшее значение в группе с ваготоническим типом АНС. По-видимому, в группе ваготоников поддержание уровня АД осуществляется преимущественно за счет сосудистого компонента, на что указывают статистически значимо более высокие показателих ОПСС у обследуемых данной группы. Как известно, организм поддерживает в результате компенсаторно-приспособительной реакции такую величину АД, которая требуется для обеспечения должного кровотока [15]. Особого внимания заслуживает СрГД как гемодинамическая константа, позволяющая судить о соответствии между сердечным выбросом и состоянием сосудистого тонуса. У лиц с ваготоническим типом АНС наблюдается стабилизация данного пока- 35 Экспериментальная медицина и клиническая диагностика зателя на относительно высоких цифрах– от 101,0 до 108,7 мм рт. ст. Увеличение СрГД у ваготоников может указывать на снижение пропускной способности капилляров. Повышение тонуса артерий (увеличение ОПСС) ухудшает микроциркуляцию, что проявляется в более низком индексе перфузии у лиц с ваготоническим типом АНС (табл.1). Cердечный индекс (СИ), характеризующий отношение МОК к габаритным размерам тела, свидетельствует о преобладании гиперкинетического типа гемодинамики в среднем по всем группам испытуемых, но в большей степени он выражен в группе симпатотоников. У них также отмечались наивысшие значения ударного индекса (УИ), характеризующего соотношение УОК и площади тела. Таким образом, показатели УОК наряду с высокими показателями МОК, как в абсолютных, так и относительных величинах (CИ и УИ) наиболее выражены у лиц с доминированием симпатического отдела АНС. Учитывая, что показатели вариабельности кардиоритма хорошо отражают состояние вегетативной нервной системы и позволяют оценивать общий уровень напряжения регуляторных систем кардиогемодинамики и организма в целом [16], мы провели оценку изменений важнейших его показателей. Нормальные значения SDNN в группе ваготоников позволяют говорить об отсутствии значимой активации высших контуров регуляции (т. е отсутствии централизации управления). В то же время снижение SDNN в группе симпатотоников ниже 50 мс можно рассматривать как неблагоприятный фактор функционирования сердечно-сосудистой системы [17]. Среднегрупповые значения СИМ, ПАР и HRV индекса больше соответствовали эйтонии. Таблица 1 Показатели гемодинамики и вариабельности сердечного ритма у студентов младших курсов во время экзаменов Me (P25–P75) Показатель симпатотоники (n=37) ваготоники (n=15) p* АДС, мм рт. ст 130 (118–138) 131 (128–136) 0,76 АДД, мм рт. ст 85 (80–90) 91 (88–97) 0,022 ЧСС, уд/мин 104 (94–111) 83 (78–89) 0,000001 УОК, мл 58,6 (55–60,8) 53 (49–59,3) 0,033 СрГД, мм рт. ст 99 (96–105,67) 105,33 (101–108,67) 0,038 УИ, мл/м2 43,69 (37,12–47,94) 38,66 (35,58–40) 0,023 МОК, мл/мин 5897,6 (5385,6–6328) 4558 (4108,8–4653) 0,00000 СИ, л/мин 4,1 (3,67–5,04) 3,27 (2,9–3,35) 0,000001 ДП, ус. ед 129,98 (118,3–152,22) 108,54 (102,18–120,9) 0,00011 УПСС, дин×с–1×см–5/м2 23 (20–27,67) 33,63 (30,72–34,43) 0,000001 ИП,% 2,64 (0,93–3,7) 2,39 (1,1–3,5) 0,09 SDNN, мс 36 (28–49) 56 (40–66) 0,0018 HRV, ед 6 (5–7) 8 (5–9) 0,053 СИМ, ед 3 (2–5) 2 (1–2) 0,017 ПАР, ед 7 (5–12) 11 (10–15) 0,019 Примечание: n – количество испытуемых, p – различия между группами. Установлено, что тип вегетативной регуляции определяет не только различия в значениях, но и структуре взаимосвязей показателей ВСР и гемодинамики (табл. 2). Отрицательная связь с высокой статистической значимостью выявлена между индексом перфузии с ЧСС у симпатотоников. По данным [18], увеличение ЧСС на 2,0 удара/ мин (5%), т. е. хронотропный эффект давал дополнительно к МОК только 80 мл/мин, а остальное увеличение его количества происходило за счет нарастания ОЦК (выход из депо, задержка жидкости, возможно Na, за счет почечного фактора) [18]. Таким образом, несмотря на увеличение ЧСС, фактический МОК существенно не увеличивается и одновременно не растет и перфузия. Это также подтверждается положительными связями индекса перфузии с ударным объемом крови в группах. Большее влияние на микроциркуляцию у ваготоников оказывает периферическое сосудистое сопротивление. На это указывают негативные связи высокой степени статистической значимости, индекса перфузии, как со средним гемодинамическим давлением, так и с ОПСС (табл. 2). Среднеквадратическое отклонение интервалов RR (SDNN), отражающее сочетанное воздействие как симпатической, так и парасимпатической иннервации [19], тесно коррелирует с HRV, СИМ и ПАР, но более тесные и значимые связи наблюдаются при симпатическом типе доминирования. У ваготоников также выявлена значимая отрицательная связь SDNN с МОК (табл. 2). В то же время определенная связь SDNN у симпатоников выявлена с двойным произведением (ДП). Считается, что чем ниже ДП, тем выше максимальные возможности аэробного энергообеспечения и уровень соматического здоровья. HRVиндекс имел значимую связь с двойным произведением и ВИК только у симпатотоников. СИМ имел сильные связи с пульсовым давлением у вагототоников и положительную связь с ЧСС у симпатотоников (r=0, 39, p=0,016). Вопреки ожиданиям, выявились сильные отрицательные корреляционные связи ПАР с SDNN, HRV, ЧСС и ВИК у симпатотоников, в то же время у ваготоников была только взаимосвязь с SDNN. Выявленный комплекс корреляционных взаимосвязей между показателями гемодинамики и вариабельности свидетельствует о том, что исходный тонус АНС определяет структуру этих взаимоотношений. 36 Вятский медицинский вестник, № 4(68), 2020 Таблица 2 Корреляции параметров вариабельности ритма сердца (ВСР) и интегральных показателей гемодинамики у студентов во время экзаменационной сессии в зависимости от типа АНС Показатель Тип АНС симпатотоники (n=37) ваготоники (n=15) r p r p ИП – ЧСС -0,43 0,007 -0,44 0,09 ИП– УОК 0,30 0,075 0,49 0,07 ИП – СрГД -0,76 0,007 -0,68 0,005 ИП – ОПСС -0,98 0,005 -0,57 0,025 ИП – ДП -0,26 0, 1 -0,5 0,053 SDNN – HRVиндекс 0,73 0,0000 0,75 0,05 SDNN – SIM -0,64 0,00002 -0,65 0,05 SDNN PAR 0,79 0,00005 0,55 0,031 SDNN – ЧСС -0,43 0,0008 -0,14 0,61 SDNN – МОК -0,14 0,4 -0,63 0,012 SDNN – ВИК -0,33 0,047 -0,22 0,43 HRVиндекс-SDNN 0,73 0,00005 0,75 0,00013 HRVиндекс-SIM -0,70 0,000001 -0,83 0,00015 HRVиндекс– PAR 0,72 0,0000005 0,26 0,35 HRVиндекс-ЧСС -0,5 0,0015 0,147 0,59 HRVиндекс – ПД 0,057 0,73 -0,6 0,0018 HRVиндекс-ВИК -0,38 0,018 0,07 0,80 HRVиндекс-ДП -0,39 0,017 0,07 0,85 SIM – PAR -0,46 0,05 -0,003 0,98 SIM -sdnn -0,64 0,05 -0,65 0,0009 SIM -ВИК 0,34 0,039 -0,09 0,73 SIM -ПД -0,161 0,34 0,6 0,018 PAR-SDNN 0,79 0,000005 0,56 0,031 PAR-HRV 0,73 0,00005 0,26 0,35 PAR-SIM -0,46 0,0004 -0,003 0,98 PAR-ЧСС -0,53 0,0007 -0,49 0,06 PAR-ВИК -0,44 0,0007 -0,42 0,11 Выводы 1. Проведенные исследования выявили ряд моментов, свидетельствующих о различиях в перестройках показателей сердечно-сосудистой системы в экстремальной ситуации (экзамен) в зависимости от доминирующего типа АНС. 2. Экзаменационная ситуация у части студентов сопровождается выраженной активацией симпатического отдела АНС (высокие положительные значения ВИК), которая сопровождается выраженной тахикардией. Для другой части студентов характерно увеличение активности парасимпатического отдела (отрицательные значения ВИК), что проявляется существенным ростом диастолического артериального давления, указывающего на повышение сосудистого тонуса. 3. Доминирующий тип вегетативной регуляции не только определяет различия в параметрах вариабельности сердечного ритма и гемодинамики на экзаменационный стресс, но и структуру значимых корреляционных связей между ними. При этом меньшее число корреляционных взаимосвязей между разными функциональными системами среди лиц с ваготоническим типом АНС, по всей видимости, может отражать их большую адаптивную пластичность и возможности более адекватных функциональных перестроек при действии экстремальных факторов. Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии явного или потенциального конфликта интересов, связанного с публикацией статьи. Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки. Литература/References 1. Зарипов В. Н., Баринова М. О. Гемодинамические изменения церебрального кровотока под влиянием умственной нагрузки у студенток с разным типом темперамента // Вестник Ивановского государственного университета. Серия «Естественные, общественные науки». 2012. № 2. С. 14–22. [Zaripov V. N., Barinova M. O. Hemodynamic changes in cerebral blood flow under the influence of mental load in students with different types of temperament. Vestnik Ivanovskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya «Еstestvennye, obshhestvennye nauki». 2012;2:14–22 (In Russ.)] 2. Kreibig S. D. Autonomic nervous system activity in emotion: a review // Biol. Psychol. 2010. V. 84. № 3. P. 394. 3. Андреев Д. А., Нестеренко А. И., Васильев В. Н. Физиологическая, психологическая и профессиональная адаптация студентов в медицинских учебных заведениях // Физиология человека. 2007. Т. 33. № 4. С. 128–134. [Andreev D. A., Nesterenko A. I., Vasil’ev V. N. Physiological, psychological and 37 Экспериментальная медицина и клиническая диагностика professional adaptation of students in medical schools. Fiziologiya cheloveka. 2007;33(4):128–134. (In Russ.)] 4. Алферова О. П., Осин А. Я. Особенности вегетативной регуляции и интегрированных показателей адаптированности сердца // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 2. С. 113–119. [Alferova O. P., Osin A. Yа. Features of vegetative regulation and integrated indicators of heart adaptation. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2012; 2:113-119. (In Russ.)] 5. Malpas S. C. Sympathetic nervous system overactivity and its role in the development of cardiovascular disease. Physiol. Rev. 2010; V. 90 (2): 513–519. 6. The handbook of stress science: biology, psychology, and health. Eds. R. J. Contrada, A. Baum. New York: Springer Pub., 2011. 676 p. 7. Oaten M., Cheng K. Academic examination stress impairs self_control. J. Soc. Clin. Psychol. 2005;24: 276–283. 8. Cardiac autonomic function measured by heart rate variability and turbulence in pre-hypertensive subjects. A. Erdem [et al]. Clinical and Experimental Hypertension. 2013; 35, Issue 2: 102–107. 9. Ноздрачев А. Д., Щербатых Ю. В. Современные способы оценки функционального состояния автономной (вегетативной) нервной системы // Физиология человека. 2001. Т. 27. № 6. С. 95–112. [Nozdrachev A. D., SHHerbatyh Yu. V. Modern methods of assessing the functional state of the Autonomous (vegetative) nervous system. Fiziologiya cheloveka. 2001;27(6):95. (In Russ.)] 10. Аверьянова И. В., Максимов А. Л. Особенности морфофункциональных профилей и межсистемных взаимосвязей у юношей – уроженцев Севера с различным типом вегетативной регуляции // Экология человека. 2016. № 9. С. 21–29. [Aver’janova I. V., Maksimov A. L. Features of morphofunctional profiles and intersystem relationships in young men-natives of the North with different types of vegetative regulation. Human Ecology. 2016; 9: 21–29. (In Russ.)] 11. Hjortskov N., Rissen D., Blangsted A. K. et al. The effectof mental stress on heart rate variability and blood pressure during computer work. Eur. J. Appl. Physiol. 2004; 92 (1–2): 84–86. 12. Горбунов, Н. П., Кузнецова О. Б., Дорофеева Л. Ю. Системный подход к оценке функционального состояния в процессе учебной деятельности // Вестник Уральской медицинской академической науки. 2006. T. 15. № 3–2. С. 55–56. [Gorbunov, N. P., Kuznetsova O. B., Dorofeeva L. Yu. Systematic approach to the assessment of the functional state in the process of educational activities. Vestnik Ural’skoi meditsinskoi akademicheskoi nauki. 2006;15( 3–2):55–56. (In Russ.)] 13. Виллевальде С. В., Котовская Ю. В., Орлова Я. А. Рекомендации по ведению артериальной гипертонии Европейского общества кардиологов и Европейского общества по артериальной гипертонии 2018 года. [Villeval’de S. V., Kotovskaja Yu. V., Orlova Ya. A. Rekomendatsii po vedeniyu arterial’noi gipertonii Evropeiskogo obshhestva kardiologov i Evropeiskogo obshhestva po arterial’noi gipertonii 2018 goda. (In Russ.)] Доступно по: http://www. rgnkc. ru/novosti/ new-novye-evropejskie-rekomendatsii-po-arterialnojgipertonii- 2018-goda. Ссылка активна на 10.06.2019. 14. Rabbia F., Silke B., Conterno A. et all. Assessment of cardiac autonomic modulation during adolescent obesity. Obes Res. 2003;11:541–53. 15. Агаджанян Н. А., Мишустин Ю. Н., Левкин С. Ф. Постоянное нарушение гомеостаза в виде хронической гипокапниемии как болезнетворный фактор. Самара, 2004. 56 c. [Agadzhanjan N. A., Mishustin JU. N., Levkin S. F. Postoyannoe narushenie gomeostaza v vide hronicheskoi gipokapniemii kak boleznetvornyi faktor. Samara, 2004. 56 p. (In Russ.)] 16. Баевский Р. М., Максимов А. Л., Берсенева А. П. Основы экологической валеологии человека. Магaдан: СВНЦ ДВО РАН, 2001. 267 с. [ Baevskij R. M., Maksimov A. L., Berseneva A. P. Osnovy ekologicheskoi valeologii cheloveka. Magadan: SVNC DVO RAN; 2001. 267 p. (In Russ.)] 17. Аверьянова И. В., Максимов А. Л. Особенности морфофункциональных профилей и межсистемных взаимосвязей у юношей – уроженцев Севера с различным типом вегетативной регуляции // Экология человека. 2016. № 9. С. 21–29. [Averyanova I. V., Maksimov A. L. Peculiarities of Morphofunctional Profiles and Intersystem Relations Observed in Young Male North-Born Residents with Different Types of Vegetative Regulation. Human Ecology. 2016;9:21–29. (In Russ.)] 18. Начкина Э. И. Ремоделирование сердца у больных артериальной гипертонией без нарушения углеводного обмена и при сочетании с сахарным диабетом 2 типа // Кардиоваскулярная терапия и профилактика 2009. Т. 8. № 2. С. 39–45. [Nachkina JE. I. Remodeling of the heart in patients with arterial hypertension without carbohydrate metabolism disorders and in combination with type 2 diabetes mellitus. Kardiovaskulyarnaya terapiya i profilaktika 2009; 8 (2):39–45. (In Russ.)] 19. Баевский Р. М., Берсенева А. П. Введение в донозологическую диагностику. М.: Слово, 2008. 220 с. [Baevskij R. M., Berseneva A. P. Vvedenie v donozologicheskuyu diagnostiku. Moscow: Slovo; 2008. 220 p. (In Russ.)]
