Влияние дыхательных упражнений на параметры вариабельности ритма сердца студенток медицинского вуза

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Исследовали влияние дыхательных упражнений (ДУ) с навязанным ритмом на динамику параметров вариабельности ритма сердца (ВРС) с целью изучения характера адаптационных процессов в организме девушек с разным исходным уровнем общей ВРС. Оценивали частоту сердечных сокращений (ЧСС), временные показатели ВРС: SDNN, mNN, RMSSD, pNN50 и спектральные параметры ВРС: TP, НF и HFnu, LF и LFnu, LF/HF, а также индексы вегетативного равновесия (ИВР) и напряжения (ИН). По уровню SDNN выделили лиц с условно низким и условно высоким уровнем общей ВРС — группы НВ (40 (31; 47) мс) и ВВ (64 (58; 70) мс). В состоянии покоя параметры ВРС у ВВ-девушек были значимо выше, чем в НВ-подгруппе. После ДУ в НВ-подгруппе наблюдали значимое увеличение SDNN и TP, на фоне снижения HF и HFnu и роста LF и LFnu, а соотношения LF/HF после ДУ возросло на 80%. У ВВ-девушек после ДУ регистрировали рост на 6% ЧСС, но не параметров общей ВРС: снижение HF и HFnu, было скомпенсировано ростом показателей LFnu, в результате отношение LF/HF значимо увеличилось почти в 1.5 раза по сравнению с уровнем покоя. У НВ-девушек показатели ИВР и ИН были выше в 2.6–2.7, чем в ВВ-подгруппе. После ДУ наблюдали снижение на 24 и 19% параметров ИВР и ИН в НВ, но не в ВВ-подгруппе. Таким образом, приспособление работы сердца к ДУ происходило сходным образом у НВ- и ВВ-лиц, однако отличалось разной адаптационной стоимостью такого усилия для НВ- и ВВ-субъектов.

Полный текст

Многочисленные исследования в области реабилитации и экологии человека подчеркивают важность персонализированного подхода; определяя тип вегетативной регуляции человека можно судить о его адаптационных возможностях к эмоциональным, физическим или интеллектуальным нагрузкам [1–6]. Индивидуальный подход к здоровью человека уже реализуется в области спортивной медицины [1, 3, 6], при реабилитации отдельных групп пациентов [7–9]. Удобным способом оценки типа вегетативной регуляции организма, а также его адаптационных резервов является анализ вариабельности ритма сердца (ВРС) и расчет индексов, описывающих роль отдельных компонентов системы управления ритмом сердца [10–17].

Для более углубленного исследования адаптационных возможностей организма, данные параметры часто оценивают на фоне предъявления функциональных нагрузок, затрагивающих активность контуров регуляции [10–12]. Одним из легко реализуемых воздействий, вызывающим перестройку регуляторных контуров управления работой сердца и других систем, является изменение ритма дыхания. Работа сердца и деятельность сердечно-сосудистой системы неразрывно связана с функционированием дыхательной системы: их центры регуляции располагаются в тесной анатомической близости в стволе головного мозга [16, 18–20]. У здоровых людей влияние дыхания отражается на электрокардиограмме периодами увеличения и уменьшения длительности кардиоинтервалов, совпадающими с дыхательным ритмом [18–20]. Это явление получило название дыхательной синусной аритмии и заключается в том, что на вдохе наблюдается учащение сердцебиения, а на выдохе — его торможение, в результате чего, ритмическая активность сердца характеризуется периодическими колебаниями, отражающимися в ВРС [3, 4, 6, 18–20]. В клинической практике также применяются тесты с навязанным ритмом дыхания, которые позволяют оценить степень дыхательной модуляции сердечного ритма [19–22].

Цель настоящего исследования — изучение влияния функциональных нагрузок в виде дыхательных упражнений на параметры ВРС в зависимости от исходного типа вегетативной регуляции.

МЕТОДИКА

Обследовали 33 девушки 2 курса Медицинского института Пензенского государственного университета, которые по результатам ежегодной диспансеризации являлись практически здоровыми и не имели патологий со стороны сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Все испытуемые заполнили анкету с указанием параметров роста, массы тела и уровня физической активности.

Регистрацию электрокардиограммы (ЭКГ) проводили в положении сидя в 1 стандартном отведении; длительность записи ЭКГ составляла 300 кардиоинтервалов. После выполнения дыхательных упражнений (ДУ) повторяли процедуру записи кардиоритма.

ДУ представляли собой дыхание с ритмом, формируемым по принципу биологической обратной связи с помощью программно-аппаратного комплекса “Омега-М” (“Динамика”, регистрационное удостоверение № ФСР 2010/09117 от 01.11.2010 г., Россия) (ПАК “Омега-М”). Во время ДУ испытуемая на экране компьютера наблюдала шар, который периодически увеличивался или уменьшался в объеме, частота смены фаз увеличения и уменьшения задавалась ПАК “Омега-М”. Испытуемой предлагали синхронизировать длительность фазы вдоха с периодом расширения шара, а длительность фазы выдоха — с уменьшением его объема на протяжении 5 мин.

Исследование функционального состояния организма. Оценку ритма сердца проводили с помощью ПАК “Омега-М”. Метод исследования основан на технологии глубокого анализа ВРС (К.Ю. Смирнов, Ю.А. Смирнов. Цифровой анализатор биоритмов. Патент РФ на полезную модель № 32985. 2003).

Исследовали показатели вегетативной регуляции методами статистического и спектрального анализа ВРС, что позволило изучить его состояние в покое и после выполнения ДУ: ЧСС (частота сокращений сердца, уд./мин), mNN (средняя длительность NN-интервалов, мс), SDNN (стандартное отклонение массива NN-интервалов, мс), RMSSD (среднеквадратичное значение разностей последовательных NN-интервалов, мс), pNN50 (процент соседних пар NN-интервалов, отличающихся более чем на 50 мс, от общего количества последовательных пар интервалов NN, %), TP (общая мощность спектра в диапазоне 0.0-0.4 Гц, мс2), НF и HFnu (мощность высокочастотного компонента спектра (0.15-0.4 Гц) в абсолютных (мс2) и относительных (%) единицах измерения), LF и LFnu (мощность низкочастотного компонента спектра (0.015–0.15 Гц) в абсолютных и относительных единицах измерения), LF/HF, ИВР (индекс вегетативного равновесия по Баевскому, ИВР = АМо/ВР, где АМо — амплитуда моды, ВР — вариационный размах), ИН (индекс напряжения регуляторных систем по Баевскому, ИН = АМо/2Mо × ВР, где АМо — амплитуда моды, Мо — мода массива длительности NN-интервалов, ВР — вариационный размах длительности NN-интервалов).

Анализ и интерпретацию полученных параметров ВРС проводили с учетом рекомендаций Европейского кардиологического и Североамериканского электрофизиологических обществ [1, 10–12, 22]. Оценку индексов функционального состояния проводили, опираясь на работу В.М. Михайлова [17].

Статистическая обработка полученных результатов. Статистическую обработку результатов исследования выполняли в программе Statistica 6.0 (StatSoft, США). Для обработки данных были использованы непараметрические методы статистического анализа.

Для сравнения двух независимых выборок применяли U-критерий Манн-Уитни для двух зависимых — W-критерий Уилкоксона. Методом многовыборочного кластерного анализа по методу k-средних по параметру SDNN выделяли подгруппы, содержащие лиц с условно высоким и условно низким уровнем ВРС (НВ- и ВВ-подгруппы) [1].

Данные представлены в виде медианы и квартилей. Различия признавали статистически значимыми при p < 0.05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование параметров вариабельности ритма сердца испытуемых. По уровню параметра SDNN, который по общепринятому мнению отражает суммарный уровень ВРС [10–12, 22], в выборке девушек можно выделить лиц с условно низким и условно высоким уровнем общей ВРС — группы НВ (40 (31; 47) мс) и ВВ (64 (58; 70) мс) (табл. 1).

 

Таблица 1. Значения параметров частоты сердечных сокращений (ЧСС) и вариабельности ритма сердца (ВРС) у девушек в состоянии покоя и после выполнения дыхательных упражнений (ДУ)

Параметры ВРС

НВ (n = 17)

ВВ (n = 16)

до

после ДУ

до

после ДУ

ЧСС

87 (83; 91)

88 (85; 95)

79 (73; 85)

84 (73; 88)*

RRNN

700 (668; 718)

679 (625; 725)

724 (689; 807)

710 (665; 754)*

SDNN

40 (31; 47)

43 (40; 56)**

64 (58; 69)

63 (50; 77)

RMSSD

27 (21; 30)

26 (23; 39)

43 (38; 62)$$$

42 (32; 64)

pNN50

5 (2; 8)

6 (3; 9)

20 (16; 32)$$$

18 (8; 40)

TP

1548 (962; 1797)

1806 (1386; 2938)**

3265 (3002; 4299)

3856 (2309; 5645)

HF

211 (105; 293)

180 (120; 275)

706 (444; 1434)$$$

333 (223; 827)**

HFnu

24 (22; 29)

14 (9; 22)**

37 (27; 50)$

19 (13; 23)***

LF

688 (399; 880)

955 (670; 1858)**

1266 (1023; 1627)$$$

2332 (968; 4020)**

LFnu

76 (72; 78)

86 (78; 91)**

63 (50; 73)$

81 (77; 87)***

LF/HF

3.1 (2.5; 3.5)

6.3 (3.5; 10.6)**

1.7 (1.0; 2.7)$

4.4 (3.3; 6.6)**

Примечание: $p < 0.05, $$$p < 0.001, $$</sup><em>p</em><0.0001статистическизначимыеотличиямеждугруппамиснизким(НВ)ивысоким(ВВ)уровнемобщейВРС;<sup>*</sup><em>p</em><0.05,<sup>**</sup><em>p</em><0.01,<sup>***</sup><em>p</em><0.001статистическизначимыеотличияпараметровдоипослеДУвнутрисвоейгруппы.</p><p> </p><p>Показано,чторезультатыВРСВВ-девушекбылизначимовыше,чемвНВ-подгруппе.ПриэтомподгруппыНВ-иВВ-девушекзначимонеотличалисьдруготдругаповозрастуииндексумассытела(НВ=20(19;22)кг/м<sup>2</sup><em>vs</em>ВВ=21(19;23)кг/м<sup>2</sup>).УровеньЧССвсостояниипокояуНВ-иВВ-девушекстатистическизначимонеотличался(<strong>табл.1</strong>).</p><p>ПрименениефункциональнойпробыввидеДУснавязаннымритмомдыханиявыявилоспеци-фикуреакцийпараметровВРСуНВ-иВВ-девушек(<strong>табл.1</strong>).ТаквНВ-подгруппепослеДУнаблюдализначимоеувеличениена14и27%показателейобщейВРС<em>SDNN</em>и<em>TP</em>соответственно.РостобщейВРСпроисходилнафонесниженияна38и36%спектральныхпараметров<em>HF</em>и<em>HFnu</em>ивозрастанияна43и10%показателей<em>LF</em>и<em>LFnu</em>.Причемпоказательсоотношения<em>LF/HF</em>послеДУувеличилсяна80%.</p><p>УВВ-девушекпослеДУрегистрироваливозрастаниена6%ЧСС.ПробасДУнеприводилакзначимомуизменениюуровняобщейВРС,однакодетальныйанализкомпонентовВРСобнаружилреорганизациювструктуреВРС.Снижениена56и40%параметров<em>HF</em>и<em>HFnu</em>,характеризующихвкладпарасимпатическогоотделавегетативнойнервнойсистемы(пВНС)вобщуюВРС,былоскомпенсированоростомна30и27%показателей<em>LFnu</em>,интерпретируемыхкаквлияниесимпатическогоотделаВНС(сВНС)вобщуюВРС.Врезультатепоказательсоотношения<em>LF</em>/<em>HF</em>значимоувеличилсяпочтив1.5разапосравнениюсуровнемдовыполненияДУ.</p><p>Такимобразом,НВ-иВВ-девушкипо-разномуреагировалинаДУ,чтоуказываетнаразныемеханизмыреорганизациивегетативнойрегуляциивответнафункциональнуюнагрузку.</p><p><em>Динамикаиндексовфункциональногосостояниярегуляторныхсистем.</em>ФункциональноесостояниерегуляторныхсистемоценивалипоиндексамИВРиИН[10,17].Былопоказано,чтоуНВ-девушекпоказателиИВРиИНпревосходилив2.62.7разатаковыеуВВ-лиц(<strong>табл.2</strong>).</p><p> </p><p><strong>Таблица2.Динамикаиндексовфункциональногосостояниярегуляторныхсистем.</strong></p><table><tbody><tr><tdrowspan="2"><p><strong>Параметры</strong></p></td><tdcolspan="2"><p><strong>НВ(</strong><strong><em>n</em></strong><strong></strong><strong>=17)</strong></p></td><tdcolspan="2"><p><strong>ВВ(</strong><strong><em>n</em></strong><strong></strong><strong>=16)</strong></p></td></tr><tr><td><p><strong>до</strong></p></td><td><p><strong>после</strong></p></td><td><p><strong>до</strong></p></td><td><p><strong>после</strong></p></td></tr><tr><td><p>ИВР</p></td><td><p>212(165;294)</p></td><td><p>161(106;207)<sup>**</sup></p></td><td><p>81(70;98)<sup></sup> – <em>p</em> < 0.0001 – статистически значимые отличия между группами с низким (НВ) и высоким (ВВ) уровнем общей ВРС; <sup>*</sup> – <em>p</em> < 0.05, <sup>**</sup> – <em>p</em> < 0.01, <sup>***</sup> –<em>p</em> < 0.001 – статистически значимые отличия параметров до и после ДУ внутри своей группы.</p>
<p> </p>
<p>Показано, что результаты ВРС ВВ-девушек были значимо выше, чем в НВ-подгруппе. При этом подгруппы НВ- и ВВ-девушек значимо не отличались друг от друга по возрасту и индексу массы тела (НВ = 20 (19; 22) кг/м<sup>2</sup> <em>vs</em> ВВ = 21 (19; 23) кг/м<sup>2</sup>). Уровень ЧСС в состоянии покоя у НВ- и ВВ-девушек статистически значимо не отличался (<strong>табл. 1</strong>).</p>
<p>Применение функциональной пробы в виде ДУ с навязанным ритмом дыхания выявило специ- фику реакций параметров ВРС у НВ- и ВВ-девушек (<strong>табл. 1</strong>). Так в НВ-подгруппе после ДУ наблюдали значимое увеличение на 14 и 27% показателей общей ВРС — <em>SDNN</em> и <em>TP</em> соответственно. Рост общей ВРС происходил на фоне снижения на 38 и 36% спектральных параметров <em>HF</em> и <em>HFnu</em> и возрастания на 43 и 10% показателей <em>LF</em> и <em>LFnu</em>. Причем показатель соотношения <em>LF/HF </em>после ДУ увеличился на 80%.</p>
<p>У ВВ-девушек после ДУ регистрировали возрастание на 6% ЧСС. Проба с ДУ не приводила к значимому изменению уровня общей ВРС, однако детальный анализ компонентов ВРС обнаружил реорганизацию в структуре ВРС. Снижение на 56 и 40% параметров <em>HF</em> и <em>HFnu</em>, характеризующих вклад парасимпатического отдела вегетативной нервной системы (пВНС) в общую ВРС, было скомпенсировано ростом на 30 и 27% показателей <em>LFnu</em>, интерпретируемых как влияние симпатического отдела ВНС (сВНС) в общую ВРС. В результате показатель соотношения <em>LF</em>/<em>HF</em> значимо увеличился почти в 1.5 раза по сравнению с уровнем до выполнения ДУ.</p>
<p>Таким образом, НВ- и ВВ-девушки по-разному реагировали на ДУ, что указывает на разные механизмы реорганизации вегетативной регуляции в ответ на функциональную нагрузку.</p>
<p><em>Динамика индексов функционального состояния регуляторных систем. </em>Функциональное состояние регуляторных систем оценивали по индексам ИВР и ИН [10, 17]. Было показано, что у НВ-девушек показатели ИВР и ИН превосходили в 2.6–2.7 раза таковые у ВВ-лиц (<strong>табл. 2</strong>).</p>
<p> </p>
<p><strong>Таблица 2. Динамика индексов функционального состояния регуляторных систем.</strong></p>
<table>
<tbody>
<tr>
<td rowspan="2">
<p><strong>Параметры</strong></p>
</td>
<td colspan="2">
<p><strong>НВ (</strong><strong><em>n</em></strong><strong> </strong><strong>= 17)</strong></p>
</td>
<td colspan="2">
<p><strong>ВВ (</strong><strong><em>n</em></strong><strong> </strong><strong>= 16)</strong></p>
</td>
</tr>
<tr>
<td>
<p><strong>до</strong></p>
</td>
<td>
<p><strong>после</strong></p>
</td>
<td>
<p><strong>до</strong></p>
</td>
<td>
<p><strong>после</strong></p>
</td>
</tr>
<tr>
<td>
<p>ИВР</p>
</td>
<td>
<p>212 (165; 294)</p>
</td>
<td>
<p>161 (106; 207)<sup>**</sup></p>
</td>
<td>
<p>81 (70; 98)<sup></sup></p></td><td><p>91(57;127)</p></td></tr><tr><td><p>ИН</p></td><td><p>149(126;230)</p></td><td><p>117(83;143)<sup>**</sup></p></td><td><p>55(40;74)<sup></sup></p>
</td>
<td>
<p>91 (57; 127)</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td>
<p>ИН</p>
</td>
<td>
<p>149 (126; 230)</p>
</td>
<td>
<p>117 (83; 143)<sup>**</sup></p>
</td>
<td>
<p>55 (40; 74)<sup></sup></p></td><td><p>73(41;89)</p></td></tr></tbody></table><p><em>Примечание:</em>ИВРиндексвегетативногоравновесия,ИНиндекснапряжения.<sup></sup></p>
</td>
<td>
<p>73 (41; 89)</p>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p><em>Примечание: </em>ИВР — индекс вегетативного равновесия, ИН — индекс напряжения. <sup>$$
р < 0.0001 – значимое отличие параметра между подгруппами с низким (НВ) и высоким (ВВ) уровнем общей вариабельности ритма сердца; **р < 0.01 – статистически значимое отличие параметра по сравнению с исходным уровнем.

 

Тест с ДУ приводил к статистически значимому снижению на 24 и 19% параметров ИВР и ИН у НВ-девушек (табл. 2), тогда как в ВВ-подгруппе значимого изменения этих показателей не выявили.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

В организме деятельность сердца находится под нервным и гуморальным контролем, что позволяет подстраивать его работу под потребности всего организма [10, 11, 22, 23]. Согласно современным представлениям, нервная регуляция работы сердца представляет собой многоконтурную систему иерархически организованных интегративных центров: ганглионарные сплетения нейронов внутрисердечной нервной системы, экстракардиальные ганглии, располагающиеся внутри грудной клетки, нейроны спинного мозга и ствола головного мозга — влияют на частоту разрядки синоатриального узла [10–12, 22, 24]. Высшим центром координации управления висцеральными системами является гипоталамус, который, в свою очередь, получает афферентацию, в том числе и от коры головного мозга, лимбической системы и управляет взаимодействием парасимпатического и симпатического отделов ВНС. Считается, что на каждом уровне управления система способна модулировать сердечную деятельность с помощью эфферентных петель обратной связи. Активность контуров регуляции работы сердца отражается в нерегулярности возникновения очередного кардиоцикла, или иначе говоря — формирует вариабельность ритма сердца [18–23].

Исследование показало, что значение показателя SDNN, характеризующего общий уровень ВРС, у здоровых девушек находится в широком диапазоне, что позволило выделить подгруппы студенток с условно низким и высоким уровнями ВРС — НВ- и ВВ-подгруппы соответственно. Рассмотрение структуры ВРС, показало, что ВВ-девушки характеризовались исходно более высокими показателями, коррелирующими с активностью парасимпатического отдела ВНС, регуляции и значительной дыхательной модуляции тонуса ВНС и хронотропной функции сердца [1]. Напротив, НВ-студентки с низким уровнем общей ВРС демонстрировали большую степень представленности в ней низкочастотной составляющей [1, 4, 11]. Считается, что такой тип управления функциями организма связан с меньшими адаптационными возможностями и большими энергетическими затратами, тогда как вагусный тип управления в большей степени подвержен саморегуляции [6, 10, 15, 24].

Для оценки адаптационных возможностей НВ- и ВВ-лиц использовали тест с навязанным ритмом дыхания. Считается, что выполнение дыхательной пробы является способом усиления влияний парасимпатического отдела ВНС на ритм сердца, которое обычно сопровождается увеличением параметров RMSSD, pNN50, HF и HFnu [5, 10, 16, 17]. Выполнение ДУ девушками с разным типом вегетативной регуляции показало, что НВ-и ВВ-субъекты по-разному реагировали на данную функциональную пробу. НВ-девушки после ДУ демонстрировали увеличение уровня общей ВРС, как оказалось, не связанного с ростом временных параметров вклада пВНС (а спектральный показатель HFnu и вовсе значимо уменьшился). В результате исходное соотношение LF/HF возрастало дополнительно почти в 2 раза в сторону еще большего преобладания LF компонента над HF. Феномен снижения вклада спектральных параметров пВНС в общую ВРС, не поддерживаемого со стороны временных показателей, может быть объяснен ритмом, задаваемым ПАК “Омега-М”. Известно, что частота дыхания здорового человека в покое составляет 12–20 раз в минуту и проявляется пиком высокой амплитуды НF-компонента спектра в диапазоне 0.15–0.4 Гц с максимумом на частоте, соответствующей ритму дыхания [10, 11, 16, 17]. Тогда, более размеренный тип дыхания, например, 6 или 4 раза в минуту, будет проявляться на спектрограмме пиками в области 0.1 или 0.067 Гц соответственно и увеличивать мощность LF-диапазона спектра, рассчитываемого в интервале 0.015–0.15 Гц. Что может быть ошибочно проинтерпретировано как рост вклада сВНС в общую ВРС. Вероятно, это объясняет рассогласование динамики временных и спектральных показателей пВНС вклада, а также кажущееся преобладание симпатических влияний над парасимпатическими на ритм сердца в нашем исследовании.

ВВ-субъекты, напротив, показали отсутствие изменений уровня общей ВРС после ДУ, хотя детальное рассмотрение выявило снижение как временных, так и спектральных показателей, интерпретируемых как влияние пВНС, так и рост LF-компонента, что, в конечном счете, проявилось возрастанием соотношения LF/HF почти в 1.5 раза, что более значимо выражено, чем в НВ-подгруппе. Предположено, что и в данной подгруппе дыхание с навязанным ритмом, привело к миграции дыхательного компонента спектра в низкочастотный диапазон, и ошибочно выглядит как усиление вклада сВНС в общую ВРС.

Учитывая, что и в НВ- и ВВ-подгруппах выполнение ДУ сопровождалось ростом соотношения LF/HF, хоть и в разной степени, можно судить об общности механизмов адаптации регуляторных систем работы сердца, при наличии разной адаптационной стоимости такого усилия для НВ- и ВВ-субъектов. Данные результаты частично согласуются с ранее полученными при помощи холтеровского мониторирования ЭКГ студентов, где показано, что НВ- и ВВ-субъекты по разному реагировали на дыхание с навязанным ритмом 4 и 6 раз в минуту и корреляционные связи между показателями ВРС изменялись в разной степени в зависимости от исходного типа вегетативной регуляции субъектов [1].

Следующий блок исследования был посвящен оценке ИВР и ИН — показателей состояния регуляторных систем организма, рассчитываемых на основании данных вариационной пульсометрии. ИВР может служить аналогом соотношения LF/HF — спектральных показателей ВРС, однако его изменение демонстрирует другую чувствительность к функциональной пробе в виде ДУ. Как показало исследование, НВ-лица показали исходно более высокие значения ИВР, по сравнению с ВВ-испытуемыми, что можно объяснить более высоким вкладом сВНС в регуляторные процессы в организме. Традиционно рост ИВР связывают с увеличением влияния сВНС и ростом амплитуды моды распределения кардиоинтервалов (числителя при расчете показателя ИВР). Тогда как возрастание вклада пВНС в регуляторные процессы приводит к увеличению вариационного размаха кардиоинтервалов (знаменателя при расчете показателя ИВР) и снижению самого индекса [10]. Выполнение ДУ в НВ-подгруппе приводило к его значимому снижению, т.е. усилению влияний пВНС на регуляцию работы сердца. Таким образом, эти результаты косвенно подтверждают вышеизложенную линию рассуждений о смещении дыхательного компонента спектра, связанного с активацией пВНС в низкочастотную область анализа. Что касается ВВ-подгруппы, то значимого изменения ИВР у девушек не выявлено, что подтверждается и результатами исследования ВРС: дыхательные упражнения не сопровождаются значимым увеличением общей ВРС ни во временном, ни в спектральном домене, а адаптация к нагрузке реализуется за счет реорганизации влияний пВНС и сВНС на кардиоритм.

Значение индекса напряжения регуляторных систем в норме составляет 80–150 у.е. [10, 17]; медианный уровень ИН в группе девушек составил 90 у.е., что соответствовало норме. Показано, что в состоянии покоя ИН у НВ-субъектов находится в пределах верхней границы нормы, тогда как значение этого параметра у ВВ-девушек примерно на 30% ниже нижней границы нормального диапазона. Обнаружение значений ИН ниже диапазона нормы по всей популяции указывает на то, что данные индивиды по типу вегетативной регуляции относятся к умеренным ваготоникам, для которых значения ИН ниже 50 у.е. являются типичными [15, 24].

Считается, что ИН является довольно чувствительным показателем к увеличению физической или эмоциональной нагрузки, так как сильно связан с усилением тонуса сВНС. Выполнение ДУ в НВ-подгруппе приводило к снижению ИН, а значит — ослаблению тонуса сВНС. При этом выполнение ДУ не приводило к выходу значений ИН за пределы нормального диапазона.

Выполнение ДУ ВВ-девушками, напротив, показало тенденцию к увеличению ИН, однако медиана абсолютных значений ИН не достигла нижней границы нормы. Любопытно, что для ВВ-субъектов, в отличие от НВ, выполнение ДУ было связано с активацией регуляторных систем, что подтверждается снижением временных и спектральных параметров ВРС, характеризующих вклад пВНС в общую ВРС, и тенденцией к росту показателей вклада сВНС в общую ВРС. Таким образом, дыхание с навязанным ритмом для ВВ-субъектов является более сложной для адаптационных систем нагрузкой, чем для НВ-лиц, несмотря на то, что ВВ-группа студенток соответствует группе людей, относящихся к умеренным ваготоникам, для которых “естественно” справляться с нагрузкой с помощью активации механизма, связанного с дыханием [6, 15]. Вероятно, такие люди являются более отзывчивыми к медитативным дыхательным практикам, физическим нагрузкам, связанным с изменением ритма дыхания или с его задержкой, например, при нырянии в воду и подводном плавании. Кроме того, клинические тесты, связанные с изменением ритма дыхания пациента, предположительно по-разному будут влиять на компоненты многоконтурной системы регуляции работы сердца.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Как показывают результаты настоящего исследования, дыхательные упражнения могут выступать инструментом к изменению баланса влияний пВНС и сВНС на функции организма вне зависимости от типа регуляторной активности. А также — дыхательные упражнения запускают различные механизмы адаптационных процессов в норме, у здоровых людей с разным типом регуляторной активности. Кроме того, данное исследование открывает перспективы для изучения нарушения в регуляции работы сердца в условиях развития патологии, где дыхательный тест может стать мягким неинвазивным инструментом оценки состояния пациента.

Этические нормы. Все исследования проведены в соответствии с принципами биомедицинской этики, сформулированными в Хельсинкской декларации 1964 г. и ее последующих обновлениях и одобрены локальным биоэтическим комитетом Медицинского института Пензенского Государственного Университета, протокол № 10 от 24.06.2020 г.

Информированное согласие. Каждый участник исследования представил добровольное письменное информированное согласие, подписанное им после разъяснения ему потенциальных рисков и преимуществ, а также характера предстоящего исследования.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией данной статьи.

Вклад авторов в публикацию. Н.Л. Ильина разрабатывала дизайн исследования, а также проводила анализ научной литературы и редактировала текст публикации. М.П. Морозова отвечала за статистическую обработку результатов исследования, сбор и анализ научной литературы, написание текста настоящей статьи и осуществляла предпечатную подготовку работы. М.И. Морозова координировала взаимодействие студентов и экспериментаторов, контролировала документальную фиксацию результатов эксперимента и правильное выполнение протокола исследования студентами, осуществляла поиск и анализ литературы и участвовала в написании текста настоящей публикации.

×

Об авторах

Н. Л. Ильина

ФГБОУ ВО Пензенский государственный университет, Медицинский институт

Автор, ответственный за переписку.
Email: mormasha@gmail.com
Россия, Пенза

М. П. Морозова

ФГАОУ ВО Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова

Email: mormasha@gmail.com
Россия, Москва

М. И. Морозова

ФГБОУ ВО Пензенский государственный университет, Медицинский институт

Email: mormasha@gmail.com
Россия, Пенза

Список литературы

  1. Морозова М.П., Евсеев А.М., Прохорова А.В. и др. Связь вегетативного тонуса девушек и юношей с их психологическим профилем личности // Физиология человека. 2020. Т. 46. № 5. С. 15.
  2. Koch C., Wilhelm M., Salzmann S. et al. A meta-analysis of heart rate variability in major depression // Psychol. Med. 2019. V. 49. № 12. P. 1948.
  3. Perrone M.A., Volterrani M., Manzi V. et al. Heart rate variability modifications in response to different types of exercise training in athletes // J. Sports Med. Phys. Fitness. 2021. V. 61. № 10. P. 1411.
  4. Thielmann B., Pohl R., Bockelmann I. Heart rate variability as a strain indicator for psychological stress for emergency physicians during work and alert intervention: a systematic review // J. Occup. Med. Toxicol. 2021. V. 16. № 1. P. 24.
  5. Зарченко П.Ю., Казин Э.М., Блинова Н.Г. и др. Реализация ДАС-БОС-терапии у студентов с различными типами вегетативной регуляции кардиоритма в процессе адаптации к учебной деятельности // Физиология человека. 2020. T. 46. № 6. C. 92.
  6. Шлык Н.И., Зуфарова Э.И. Нормативы показателей вариабельности сердечного ритма у исследуемых 16–21 года с разными преобладающими типами вегетативной регуляции // Вестник Удмуртского университета. Серия “Биология. Науки о Земле”. 2013. № 4. С. 96.
  7. Сокрут В.Н., Сокрут О.П., Синяченко О.В. “Вегетативный паспорт” и реабилитационный диагноз в артрологической практике // Боль. Суставы. Позвоночник. 2016. № 1 (21). С. 45.
  8. Федотчев А.И. Коррекция стресс-индуцированных состояний сенсорными воздействиями, автоматически модулируемыми эндогенными ритмами человека // Ж. высш. нервн. деят. им. И.П. Павлова. 2022. Т. 72. № 1. С. 3.
  9. Piantino J.A., Lin A., Luther M. et al. Simultaneous Heart Rate Variability and Electroencephalographic Monitoring in Children in the Emergency Department // J. Child Adolesc. Trauma. 2021. V. 14. № 2. P. 165.
  10. Баевский Р.М., Иванов Г.Г., Чирейкин Л.В. и др. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем (методические рекомендации) // Вестник аритмологии. 2001. № 24. С. 65.
  11. Heart rate variability. Standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use / Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology // Eur. Heart J. 1996. V. 17. № 3. P. 354.
  12. Tiwari R., Kumar R., Malik S. et al. Analysis of Heart Rate Variability and Implication of Different Factors on Heart Rate Variability // Curr. Cardiol Rev. 2021. V. 17. № 5. P. e160721189770.
  13. Demin D.B., Poskotinova L.V. Changes in the Spectral Characteristics of the Electroencephalogram during Biocontrol of Heart Rate Variability Parameters in Healthy Subjects // Neurosci. Behav. Physiol. 2018. V. 48. № 8. P. 913.
  14. Лебедева Н.Н., Каримова Е.Д., Потапов В.В., Потапова Р.К. Комплексное исследование изменения функционального состояния человека при восприятии медиаконтента разной модальности // Ж. высш. нервн. деят. им. И.П. Павлова. 2021. Т. 71. № 1. С. 86.
  15. Чуян Е.Н., Бирюкова Е.А., Раваева М.Ю. Комплексный подход к оценке функционального состояния организма студентов // Ученые записки Таврического национального университет им. В.И. Вернадского. Серия “Биология, химия”. 2008. Т. 21 (60). № 1. С. 123.
  16. Бахилин В.М. Различия оценок параметров дыхательной синусовой аритмии // Физиология человека. 2022. T. 48. № 4. С. 103.
  17. Михайлов В.М. Вариабельность ритма сердца. Опыт практического применения метода. Иваново: Ивановская государственная медицинская академия, 2000. 200 с.
  18. Fisher J.P., Zera T., Paton J.F.R. Respiratory-cardiovascular interactions // Handb. Clin. Neurol. 2022. V. 188. P. 279.
  19. Sevoz-Couche C., Laborde S. Heart rate variability and slow-paced breathing: when coherence meets resonance // Neurosci. Biobehav. Rev. 2022. V. 135. P. 104576.
  20. Самойлов В.О., Лесова Е.М., Катунцев В.П., Божокин С.В. Количественные параметры вариабельности сердечного ритма во время дыхательных проб // Интегративная физиология. 2021. Т. 2. № 2. С. 173.
  21. Лучникова О.В. Оценка нагрузочных проб по показателям вариабельности ритма сердца для военнослужащих // Известия Российской военно-медицинской академии. 2020. Т. 39. № S3-5. С. 70.
  22. Catai A.M., Pastre C.M., Godoy M.F. et al. Heart rate variability: are you using it properly? Standardisation checklist of procedures // Braz. J. Phys. Ther. 2020. V. 24. № 2. P. 91.
  23. Goldberger J.J., Arora R., Buckley U., Shivkumar K. Autonomic Nervous System Dysfunction: JACC Focus Seminar // J. Am. Coll. Cardiol. 2019. V. 73. № 10. P. 1189.
  24. Двоеносов В.Г. Особенности функционального и психологического состояния студентов с различным вегетативным тонусом в условиях экзаменационного стресса // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. 2009. Т. 151. № 3. C. 255.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».