Изучение механизмов адаптации к изменяющимся факторам как внешней, так и внутренней среды является актуальной проблемой прикладной физиологии, при этом особенностью исследования процесса адаптации у человека, установление закономерностей приспособления, как к условиям внешней среды, так и к деятельности, особенно трудовой и социальной [4].
Человек является сложной системой, преобразующей детерминированную и хаотическую составляющую внешней среды в детерминированную и хаотическую составляющую своего организма. Наиболее чувствительным звеном этого организма является сердечный ритм, обе компоненты которого как периодическая, так и хаотическая, легко поддаются анализу по нерегулярному чередованию RR-интервалов ЭКГ. Изменения сердечного ритма в связи с деятельностью механизмов нейрогормональной регуляции можно рассматривать как результат активности различных звеньев вегетативной нервной системы, модулирующих сердечную деятельность, в том числе ритм сердца [1].
Цель работы: выявить особенности вегетативной регуляции сердечного ритма военнослужащих в процессе прохождения воинской службы в зависимости от прежнего местожительства.
Материалы и методы исследования
Объект исследования - военнослужащие срочной службы в возрасте 18-22 года, разделенные на 2 группы: ранее проживавшие в городе и в сельской местности. Всего было обследовано 92 юношей. Исследования проводились в начале прохождения воинской службы - на 1-м (первый этап), в середине -
6-7 (второй этап) и в конце с 11-12 месяцах (третий этап) срочной воинской службы.
Регистрация и обработка ЭКГ осуществлялась на компьютере. Объем анализируемой выборки для каждого испытуемого составлял 100 кардиоциклов. Математический анализ ритма сердца проводился методом вариационной пульсометрии по критериям P.M. Баевского и соавт. [2], аппаратно-программным комплексом «Варикард-2.4» (изготовитель - институт внедрения новых медицинских технологий «Рамена», г. Рязань).
Анализировались следующие статистические параметры сердечного ритма: средний RR-интервал (MEAN), стандартное отклонение полного массива кардиоинтервалов (SDNN), число пар кардиоинтервалов с разностью более 50 мс. в % к общему числу кардиоинтервалов в массиве (pNN50), коэффициент вариации полного массива кардиоинтервалов (CV), Разность между максимальным и минимальным значениями кардиоинтервалов (MxDMn), Мода (Mo), Амплитуда моды (AMo). По данным вариационной пульсометрии вычислялся стресс индекс (индекс напряжения, SI) регуляторных систем, отражающий степень централизации управления сердечным ритмом по следующей формуле: ИН = АМо/(2·АХ·Мо). Для выявления и оценки периодических составляющих сердечного ритма проводили спектральный анализ с использованием непараметрического метода быстрого преобразования Фурье. Вычисляли суммарную мощность спектра вариабельности сердечного ритма (ВСР) в мс-2 (TP), мощность спектра высокочастотного (HF, %), низкочастотного (LF, %), очень низкочастотного (VLF, %) компонентов вариабельности в % от суммарной мощности колебаний, среднее значение мощности спектра высокочастотного (HFav), низкочастотного (LFav), очень низкочастотного (VLFav) компонента ВСР в мс-2, отношение средних значений низкочастотного и высокочастотного компонента ВСР (LF/HF), Индекс централизации (IC). Статистическая обработка проводилась с использованием программы Statistica 8.0.
Результаты исследования и их обсуждение
Адаптация военнослужащих проходит ряд стадий [1]. Представляется важным проанализировать, какие особенности процесса адаптации появляются на каждом из этих этапов.
Как видно, из представленных результатов (табл. 1), со стороны статистических и геометрических (вариационных) показателей достоверных различий не отмечалось. Анализ динамики индекса напряжения у военнослужащих в зависимости от места жительства не выявил существенных различий, за исключением количественных значений индекса напряжения на начальном этапе воинской службы. Здесь более высокие значения индекса отмечались у военнослужащих, проживающих в городе, где средние значения составляли 152,56 ± 25,67 усл. ед., в то время как у сельских - 118,31 ± 23,5 усл. ед., что также свидетельствует о том, что у городских военнослужащих уровень напряжения регуляторных механизмов выше, чем у сельских. У военнослужащих, ранее проживавших в городе, в динамике индекса напряжения (SI) отмечалось снижение его количественных значений от начального этапа к концу прохождения воинской службы. Так, если в начале службы среднее значение индекса составляло 152,56 ± 25,67 усл. ед., то уже в середине прохождения отмечалось достоверное снижение до 98,96 ± 13,94 усл. ед. (p < 0,05). К концу службы отмечалось дальнейшее снижение индекса напряжения, хотя и не столь выраженное по сравнению со вторым этапом, и в среднем составляло 97,72 ± 24,85 усл. ед. (p < 0,05).
Наибольшее число достоверных различий отмечалось у спектральных показателей ВСР (табл. 2). Анализ различий количественных значений частотного компонента у военнослужащих в зависимости от места жительства показал наличие общей направленности динамики данных показателей. Так, если у военнослужащих, проживающих в сельской местности, максимальные значения очень низкочастотного и ультра низкочастотного компонента отмечались только в конце прохождения воинской службы, то у городских увеличение активности симпатического звена и субкортикальных уровней регуляции (высших вегетативных центров) наблюдалось уже на середине и в конце прохождения воинской службы. Так, если у сельских военнослужащих средние значения VLF и ULF в начале службы составляли 441,14 ± 78,09 и 298,16 ± 41,22 соответственно, то в середине существенных изменений не отмечалось (364,09 ± 53,31 и 292,03 ± 38,33 соответственно). К концу ее прохождения отмечалось увеличение до 924,54 ± 130,36 и 494,39 ± 58,69 соответственно (p < 0,05). У городских военнослужащих при исходных значениях VLF и ULF 371,62 ± 59,13 и 199,56 ± 35,19 соответственно, уже в середине отмечалось увеличение средних значений до 673,69 ± 90,64 и 356,77 ± 44,23 соответственно (p < 0,05). В конце ее прохождения средние значения частотных компонентов спектрального анализа существенно не менялись и были 609,99 ± 155,28 и 354,67 ± 49,54 соответственно. Следовательно, у городских военнослужащих адаптация к воинской службе протекает с большим напряжением регуляторных механизмов, чем у сельских.
Таблица 1
Динамика вариационных показателей сердечного ритма в зависимости
от этапа прохождения воинской службы
|
|
В начале |
Середина |
В конце |
|
Город |
|||
|
MEAN |
853,63 ± 28,66 |
881,69 ± 24,35 |
863,34 ± 53,81 |
|
MXDMN |
251 ± 23,81 |
295,18 ± 21,52 |
309,75 ± 30,13 |
|
PNN50 |
27,66 ± 5,14 |
25,53 ± 2,56 |
30,65 ± 5,99 |
|
CV |
5,55 ± 0,41 |
6,06 ± 0,4 |
6,92 ± 0,75 |
|
MO |
854,05 ± 30,54 |
886,36 ± 25,38 |
840,75 ± 71,01 |
|
AMO |
48,1 ± 4,02 |
44,25 ± 3,01 |
39,84 ± 4,09 |
|
SI |
152,56 ± 25,67 |
98,96 ± 13,94* |
97,72 ± 24,34* |
|
Район |
|||
|
MEAN |
865,07 ± 27,97 |
868,66 ± 15,61 |
853,48 ± 25,66 |
|
MXDMN |
268,13 ± 22,25 |
285,06 ± 21,09 |
288,4 ± 21,45 |
|
PNN50 |
26,16 ± 5,29 |
29,74 ± 2,98 |
25,97 ± 4,56 |
|
CV |
6,07 ± 0,45 |
6,03 ± 0,29 |
6,38 ± 0,44 |
|
MO |
863,6 ± 28,5 |
855,43 ± 16,76 |
854,8 ± 26,85 |
|
AMO |
41,7 ± 4,13 |
41,28 ± 1,65 |
40,79 ± 5,47 |
|
SI |
118,31 ± 23,5 |
98,32 ± 7,55 |
87,82 ± 19,75 |
Примечание: * - разница по сравнению с первым этапом достоверна (p < 0,05), х - разница между вторым и третьим этапами достоверна (p < 0,05).
Таблица 2
Динамика количественных значений частотного компонента у военнослужащих на различный этапах прохождения воинской службы в зависимости от места жительства
|
|
В начале |
Середина |
В конце |
|
Город |
|||
|
TP |
2443,5 ± 433,9 |
2619,5 ± 252,2 |
2626,5 ± 437,4 |
|
HF |
923,74 ± 190,73 |
655,19 ± 79,66 |
826,46 ± 163,43 |
|
LF |
808,05 ± 130,31 |
1006,64 ± 108,93 |
835,4 ± 114,01 |
|
VLF |
371,62 ± 59,13 |
673,69 ± 90,64* |
609,99 ± 155,28 |
|
ULF |
199,56 ± 35,19 |
356,77 ± 44,23* |
354,67 ± 49,54* |
|
LFAV_HFAV |
1,25 ± 0,15 |
1,97 ± 0,38* |
1,37 ± 0,28 |
|
Район |
|||
|
TP |
2650,8 ± 481,7 |
2336,3 ± 214,6 |
2958,1 ± 370,8 |
|
HF |
924,79 ± 212,62 |
930,27 ± 98,71 |
649,21 ± 144,28 |
|
LF |
808,72 ± 97,63 |
749,96 ± 70,88 |
849,99 ± 130,76 |
|
VLF |
441,14 ± 78,09 |
364,09 ± 53,31 |
924,54 ± 130,36*(x) |
|
ULF |
298,16 ± 41,22 |
292,03 ± 38,33 |
494,39 ± 58,69*(x) |
|
LFAV_HFAV |
1,28 ± 0,18 |
1 ± 0,1 |
1,68 ± 0,22(x) |
Примечание: * - разница по сравнению с первым этапом достоверна (p < 0,05), х - разница между вторым и третьим этапами достоверна (p < 0,05).
Различия в динамике процентного соотношения частотных компонентов в зависимости от места жительства военнослужащих отмечались в середине и конце прохождения воинской службы (рис. 1). Если у сельских юношей в середине прохождения службы преобладали низкочастотные компоненты (LFP - 45,0 %), то у городских - высокочастотные компоненты (HFP - 40,5 %). В конце воинской службы преобладали два диапазона: у сельских - низкочастотный (LFP - 35,5 %) и очень низкочастотный (VLFP - 38,6 %), у городских -
низкочастотный (LFP - 37,67 %) и высокочастотный (HFP - 33,1 %). При этом, у военнослужащих проживающих в городе, в середине и в конце службы существенных различий в процентном соотношении активности частотных компонентов не отмечалось, в то время как у сельских различия имелись.
Рис. 1. Динамика значений мощности спектра частотного компонента вариабельности
в процентах от суммарной мощности колебаний на различных этапах прохождения воинской
службы в зависимости от места жительства
Анализ динамики индекса централизации в зависимости от места жительства военнослужащих показал сходную с частотными характеристиками спектрального анализа ВСР и свидетельствовал об увеличении степени централизации управления сердечным ритмом к концу прохождения воинской службы (рис. 2). То есть для поддержания гомеостаза на должном физиологическом уровне в управлении ритмом активно включался центральный контур управления, и как следствие, высокой «цене» адаптивных процессов в организме военнослужащих. У городских военнослужащих усиление степени централизации отмечалось уже в середине прохождения воинской службы, в то время как у сельских военнослужащих усиление отмечалось в конце службы. Если у городских военнослужащих индекс централизации в начале службы в среднем составлял 1,88 ± 0,21 усл. ед., то к середине отмечалось достоверное увеличение до 2,74 ± 0,36 усл. ед. (p < 0,05), а в конце отмечалось незначительное снижение до 2,51 ± 0,47 усл. ед. У сельских военнослужащих в начале прохождения службы среднее значение индекса централизации составляло 2,07 ± 0,28 усл. ед., в середине отмечалось достоверное снижение до 1,49 ± 0,17 усл. ед. (p < 0,05), в конце срока отмечалось достоверное его увеличение до 3,87 ± 0,57 усл. ед. (p < 0,05).
Рис. 2. Динамика индекса централизации (IC) и ПАРС в зависимости
от этапа прохождения воинской службы
Анализ динамики показателя активности регуляторных систем (ПАРС) достоверной динамики в зависимости от этапа прохождения воинской службы и места жительства военнослужащих не выявил (см. рис. 2). Количественные его значения были в диапазоне умеренное и выраженное функциональное напряжение, проявляющееся мобилизацией защитных механизмов, в том числе повышение активности симпато-адреналовой системы и системы гипофиз - надпочечники [2].
Таким образом, адаптация военнослужащих на начальном этапе протекает за счет увеличения активности центральных механизмов регуляции над автономными и активации симпатического звена регуляции ВСР. В середине прохождения воинской службы происходит адаптированность к факторам идет за счет активации подкоркового симпатического сосудистого (вазомоторного) центра и активности парасимпатического звена регуляции. На заключительном этапе прохождения воинской службы отмечалось увеличение активности энерго-метаболического звена регуляции. Диапазон активности регуляторных систем был в пределах между умеренным и выраженным функциональным напряжением, проявляющееся мобилизацией защитных механизмов.
Список литературы
- Баевский P.M., Берсенева Л.П. Оценка адаптационных возможностей организма и риск развития заболеваний. - М.: Медицина. 1997. - 236 с.
- Баевский Р.М., Кириллов О.И., Клецкин С.З. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе. - М.: Наука, 1984. - 223 с.
- Диденко И.В. Психофизиологические и психологические особенности адаптации военнослужащих на различных этапах служебно-боевой деятельности: автореф. дис. ... канд. психол. наук. - Ростов-н/Д., 2007. - 19 с.
- Казначеев В.П. Современные аспекты адаптации. - Новосибирск: наука, 1980. - С. 192-201.