SEASONAL CHANGES IN THE CIRCULATORY SYSTEM ORGANS OF STUDENTS IN A NORTHEN UNIVERSITY

Abstract


The authors have conducted a survey to study seasonal changes in cardiovascular system of the students, who were born and permanently reside in Khanty-Mansi Autonomous Okrug-Yugra. The parameters were recorded in the Laboratory of Human Ecology and Physiology, Nizhnevartovsk State University. 160 students from the faculty of Ecology and Engineering (90 girls and 70 boys aged between 18 and 21) were examined. The indicators of the circulatory system were registered four times a year, i.e. in winter (February), in spring (April), in summer (June) and in autumn (October). The hemodynamics indices and adaptive capabilities of the circulatory system were determined. In the cold months, the cardiovascular system of students from this northern university was in the state of functional stress. Systolic blood pressure, pulse pressure and one-minute blood volume increased. An increase in Robinson index indicates a growing tension in the regulatory system. An increase in the resting heart rate in mid-season suggests less efficient work of heart muscle and exhaustion of the chronotropic reserve. In autumn, students had an increase in sympatic activity, which is proved by positive Kerdo index.

Full Text

Введение Одним из актуальных направлений исследований в рамках экологической физиологии является изучение сезонной изменчивости показателей индикаторных систем населения экстремальных и гипокомфортных территорий. Территория Ханты-Мансийского автономного округа - Югры относится к районам, приравненным к Крайнему Северу, с дискомфортным континентальным климатом. Суровые климато-геофизические условия приводят к напряжению механизмов адаптации организма северян, степень выраженности экологически обусловленного стресса может быть определена по показателям функциональных систем. Сердечно-сосудистая система (ССС) относится к индикаторным системам человека, обеспечивающим приспособление организма к условиям окружающей среды, она одной из первых включается в реакции адаптации как самостоятельно, так и взаимодействуя с другими функциональными системами, в частности, с респираторной. Исследования адаптационных изменений сердечно-сосудистой системы проводились как у жителей Азиатского (Мальцева 2011; Семенова, Литовченко 2017; Погонышева, Погонышев 2017а), так и Европейского Севера (Кубушка и др. 2004; Чеснокова, Мосягин 2009, Кеткина 2015; Гудков и др. 2013; Дерновой, Иржак 2017). Были выявлены особенности адаптации и резервные возможности системы органов кровообращения населения северных территорий. У населения, проживающего в экстремальных и дискомфортных условиях высоких широт, отмечены следующие синдромы и симптомокомплексы, связанные с адаптацией и дезадаптацией кардиореспираторной системы: «полярная одышка» или «циркумполярный гипоксический синдром», «северная пневмопатия» (Авцын 1985); «полярный метаболический тип» (Панин 2010); «северное утомление» (Рощевский и др. 1993); «синдром полярного напряжения», который описывали В.П. Казначеев (1983) и В.И. Хаснулин (2012). Исследования сезонных изменений параметров системы органов кровообращения у молодых людей, проживающих в условиях северных территорий, немногочисленны. Авторами отмечено, что в зимний период года сердечно-сосудистая система у уроженцев Европейского Севера находится в состоянии функционального напряжения (Кеткина 2015; Гудков и др. 2013; Рощевский 1993; Копосова и др. 2004; Чеснокова, Мосягин 2009). Материал и методы Проведено исследование сезонной динамики показателей сердечно-сосудистой системы юношей и девушек, проживающих и обучающихся в условиях Ханты-Мансийского автономного округа - Югры. У всех респондентов было получено письменное информированное согласие на проведение диагностики и обработку персональных данных. Обследование проводилось с соблюдением этических норм, изложенных в Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации «Этические принципы медицинских исследований с участием человека в качестве субъекта» (Хельсинская декларация ... 2013). Регистрация показателей сердечнососудистой системы проводилась на базе лаборатории экологии человека Нижневартовского государственного университета (НВГУ). Были обследованы студенты факультета экологии и инжиниринга в количестве 160 человек, из них 90 девушек и 70 юношей в возрасте от 18 до 21 года (группа юношей и группа девушек). Измерение показателей системы органов кровообращения проводили четыре раза за год: зимой (февраль), весной (апрель), летом (июнь) и осенью (октябрь). Обследованные юноши и девушки не имели хронических заболеваний, освобождений по состоянию здоровья от учебы и не предъявляли жалоб на момент обследования. Определение сезонной динамики системы органов кровообращения проводилось стандартными методами функциональной диагностики. Адаптационные и резервные возможности сердечно-сосудистой системы определялись расчетными методами. У всех обследуемых измеряли соматические показатели (рост, масса тела). Регистрировали частоту сердечных сокращений (ЧСС), систолическое (АДС) и диастолическое артериальное давление (АДД) по методу Н.С. Короткова, вегетативный статус организма определяли путем расчета вегетативного индекса Кердо (ВИК). Рассчитывались: среднее динамическое артериальное давление (АДср) (по формуле Хикэма), пульсовое давление (ПД), систолический объем (СО) непрямым способом по формуле Старра, минутный объем крови (МОК), индекс Робинсона или двойное произведение (ДП), индекс кардиореспираторной синхронизации или коэффициент Хильдебрандта (КХ) (Вейн 2003). Статистическая обработка данных проведена с использованием пакета прикладных программ Microsoft Excel, с вычислением среднего арифметического (M), ошибки средней (m). Межсезонные различия исследуемых параметров сердечно-сосудистой системы оценивались по t-критерию Стьюдента, при условии нормального распределения исходных значений. Различия между средними значениями считались статистически значимыми при p<0,05. Результаты и обсуждение Согласно полученным результатам исследования выявлена сезонная динамика значений ЧСС в обеих группах. У юношей и девушек показатели ЧСС были значимо выше (p<0,05) в осенний период по сравнению с остальными сезонами года, находясь на верхней границе физиологической нормы (табл. 1, 2). Это согласуется с данными исследования О.А. Кеткиной (2015), которая наблюдала максимальные значения ЧСС у юношей-северян в осенний период (р<0,05) (Кеткина 2015). Таблица 1 Сезонные изменения параметров сердечно-сосудистой системы юношей, (M±m) Параметры ССС Сезон года лето1 весна2 осень3 зима4 ЧСС, уд./мин 70,12±1,96 74,84±2,04 82,52±1,98*(1,2,4) 76,15±2,11 АДС, мм рт. ст. 121,60±2,93 123,45±2,85 123,03±2,94 125,72±2,89 АДД, мм рт. ст. 79,24±1,63 81,84±1,82 80,90±1,60 78,95±1,98 ПД, мм рт. ст. 42,06±1,21 42,84±1,09 43,35±1,03 46,94±1,14 АДср, мм рт. ст. 93,29±2,01 95,12±2,14 94,02±2,17 93,30±2,09 СО, мл 60,67±2,43 61,56±2,24 62,03±2,65 64,32±2,42 МОК, мл/мин 4107±12,62 4496±11,23 5079±11,38*(1,2) 4906±14,41 ВИК, усл. ед. -12,06±1,12*(3,4) -8,93±1,09 3,02±1,32 -2,17±1,23 ДП, усл. ед. 85,16±2,36 91,24±2,48 100,57±2,25*(1,2) 95,57±2,56 КХ, усл. ед. 4,1±0,04 4,4±0,08 4,8±0,12 4,6±0,17 Примечание: значимые межсезонные различия параметров ССС, p<0,05. Таблица 2 Сезонные изменения параметров сердечно-сосудистой системы девушек, (M±m) Параметры ССС Сезон года лето1 весна2 осень3 зима4 ЧСС, уд./мин 71,47±1,15 73,23±1,96 83,89±1,67*(1,2,4) 77,95±1,85 АДС, мм рт. ст. 118,18±2,48 119,94±2,35 120,68±2,73 126,86±2,35*(1,2,3) АДД, мм рт. ст. 79,54±1,25 79,32±1,52 80,98±1,82 77,25±1,60 ПД, мм рт. ст. 40,87±1,05 41,65±1,12 40,24±1,08 48,59±1,11*(1,2,3) АДср, мм рт. ст. 92,50±2,26 93,20±2,31 93,73±2,09 92,61±2,10 СО, мл 61,35±2,98 61,97±2,67 60,89±2,85 66,26±2,74 МОК, мл/мин 4032±14,21 4310±11,39 4987±12,43 5028±11,45*(1,2) ВИК, усл. ед. -11,09±1,05*(3,4) -8,01±1,09 3,17±1,12 0,18±1,14 ДП, усл. ед. 85,05±2,87 87,14±2,56 99,52±2,62*(1,2) 96,99±2,49 КХ, усл. ед. 4,2±0,34 4,3±0,19 4,9±0,20 4,5±0,52 Примечание: значимые межсезонные различия параметров ССС, p<0,05. Параметры систолического и диастолического артериального давления у обследуемых мужского пола не имели значимой сезонной динамики (табл. 1). Значения АДС у девушек были значимо выше в зимний период по сравнению с другими сезонами года (р<0,05), при этом находясь в пределах физиологической нормы. Наименьшие величины АДС были отмечены летом в обеих группах обследуемых. Отмеченное увеличение АДС у юношей и девушек зимой подтверждает динамику, описанную в литературе у разных возрастных групп населения северных регионов России в холодный период года (Копосова и др. 2004; Гудков и др. 2013; Суханова и др. 2014). У девушек зимой отмечалась тенденция снижения показателей АДД, что согласуется с сезонными изменениями показателей, выявленными Н.Г. Варламовой (2001), которая пишет, что в холодное время года у жителей Севера снижается диастолическое артериальное давление (Варламова 2001). Показатели пульсового давления у обследуемых мужского пола не имели значимой сезонной динамики, отмечена тенденция увеличения значений ПД в зимний период года (табл. 1). У их ровесниц женского пола показатели ПД были значимо выше (p<0,05) зимой по сравнению с остальными сезонами (табл. 2). Средние значения пульсового давления у студентов обоего пола входили в коридор нормативных и варьировали в пределах от 40 до 48 мм рт. ст. (табл. 1, 2). Статистически значимых сезонных различий значений АДср в обеих группах не зарегистрировано, показатели находились в пределах физиологической нормы (табл. 1, 2). Наибольшие показатели систолического объема были зарегистрированы зимой как у юношей, так и у девушек, значимых различий выявлено не было, значения СО входили в коридор нормативных от 50 до 70 мл (табл. 1, 2). Минутный объем кровообращения относится к показателям, характеризующим адекватность снабжения кровью органов и тканей. У обследуемых обоего пола значения минутного объема крови зимой и осенью превышали таковые в летний и весенний периоды, выявлена значимая сезонная динамика (p<0,05) (табл. 1, 2). В ходе исследования А.Б. Гудковым с соавт. (2013) также зарегистрированы наибольшие показатели МОК зимой у 18- 22-летних уроженцев Европейского Севера. Та же динамика прослеживается и в результатах Н.В. Ефимовой (2013) (Гудков и др. 2013; Ефимова 2013). Так как МОК лимитирует величину доставки кислорода к тканям, можно сделать заключение о более интенсивном уровне потребления кислорода с целью обеспечения энергетических затрат организма в осенне-зимний период как у юношей, так и у девушек. Отмечена сезонная динамика вегетативного индекса Кердо, значения индекса колебались в довольно широком диапазоне (от -12,06 до +3,17 усл. ед.). ВИК в летний и весенний период имел отрицательные значения со статистически значимым (р<0,05) снижением показателя летом как у юношей, так и у девушек, что говорит об усилении парасимпатической активности в этот сезон года. Осенью у обследуемых обоего пола отмечается повышение симпатической активности, об этом свидетельствуют положительные значения ВИК (табл. 1, 2). Индекс кардиореспираторной синхронизации или коэффициент Хильдебрандта (КХ) у обследуемых обоего пола соответствовал нормативам (2,8-4,9 усл. ед.) с большими значениями в осенний период, что косвенно указывает на напряжение в деятельности кардиореспираторной системы, в холодный период межсистемные связи дыхательной и сердечно-сосудистой систем остаются нестабильными. Значимых сезонных изменений КХ выявлено не было (табл. 1, 2). Индекс Робинсона (двойное произведение) характеризует кислородтранспортную систему, косвенно отражая степень потребления миокардом кислорода. Повышение ДП в покое выше нормативных значений, указывает на снижение экономичности работы сердца, нарушение регуляции деятельности сердечно-сосудистой системы. Показатели индекса Робинсона ниже среднего уровня (от 95 до 110) наблюдались в осенний и зимний сезоны, весной и летом значения ДП находились на среднем уровне (от 85 до 95) в обеих группах обследуемых. Выявлены значимые сезонные различия, максимальные значения ДП у юношей и девушек зарегистрированы осенью (табл. 1, 2). Заключение Результаты исследования дополняют современные представления об адаптивных сезонных изменениях организма учащейся молодежи Азиатского Севера. Анализ функциональных параметров системы органов кровообращения у обследуемых обоего пола свидетельствует об их динамичности в течение года. В холодные периоды сердечно-сосудистая система студентов северного вуза находится в состоянии функционального напряжения, у юношей и девушек повышаются показатели систолического артериального давления, пульсового давления, минутного объема крови. Увеличение частоты сердечных сокращений в переходный сезон года свидетельствует о меньшей эффективности работы сердечной мышцы, расходовании хронотропного резерва сердца. Осенью у обследуемых обеих групп отмечается повышение симпатической активности, об этом говорят положительные значения вегетативного индекса Кердо. О нарастании напряженности в системе регуляции в холодные сезоны года косвенно свидетельствует и увеличение значений индекса Робинсона. Сезонные флуктуации в условиях региона, приравненного к Крайнему Северу, характеризующиеся высоким уровнем стохастичности, вызывают адаптивные изменения параметров кардиореспираторной системы юношей и девушек.

About the authors

I. A. Pogonysheva

Nizhnevartovsk State University


Candidate of Biological Sciences, Associate Professor at the Department of Ecology

D. A. Pogonyshev

Nizhnevartovsk State University


Candidate of Biological Sciences, Associate Professor at the Department of Ecology

I. I. Lunyak


postgraduate at the Department of Ecology

References

  1. Авцын А. П. 1985. Патология человека на Севере. Москва: Медицина.
  2. Варламова Н. Г. 2001. Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы человека на Севере: Автореф. дис.. канд. биол. наук. Сыктывкар.
  3. Вейн А. М. 2003. Вегетативные расстройства: клиника, диагностика, лечение. Москва: ООО «Медицинское информационное агентство».
  4. Гудков А. Б., Попова О. Н., Ефимова Н. В. 2013. Сезонные изменения показателей гемодинамики резервных возможностей сердечно-сосудистой системы у уроженцев Европейского Севера 18-22 лет // Вестник Северного (Арктического) федерального ун-та. Серия: Медико-биологические науки 3, 35-44.
  5. Дерновой Б. Ф., Иржак Л. И. 2017. Сезонные реакции сердца на изменение гемодинамики у мужчин - жителей Европейского Севера России // Журнал медико-биологических исследований 3, 18-23.
  6. Ефимова Н. В. 2013 Эколого-физиологическая характеристика адаптивных реакций кардиореспираторной системы в годовом цикле у молодых лиц 18-22 лет, уроженцев Eвропейского Севера: Автореф. дис.. канд. мед. наук. Москва.
  7. Казначеев В. П. 1983. Очерки теории и практики экологии человека. Москва: Наука.
  8. Кеткина О. А. 2015. Сезонная динамика показателей функционального состояния организма подростков и юношей Европейского Севера: Автореф. дис.. канд. биол. наук. Сыктывкар.
  9. Копосова Т. С., Чикова С. Н., Чиков А. Е. 2004. Сезонные изменения показателей кардиогемодинамики и вегетативного статуса организма студентов // Экология человека 5, 23-25.
  10. Кубушка О. Н., Гудков А. Б., Лабутин Н. Ю. 2004. Некоторые реакции кардиореспираторной системы у молодых лиц трудоспособного возраста на стадии адаптивного напряжения при переезде на Север // Экология человека 5, 16-18.
  11. Мальцева Е. А. 2011. Особенности внешнего дыхания и состояния сердечно-сосудистой системы у здоровых лиц юношеского возраста: Автореф. дис.. канд. мед. наук. Чита.
  12. Панин Л. Е. 2010. Гомеостаз и проблемы приполярной медицины (методологические аспекты адаптации) // Бюллетень СО РАМН 3, 6-11.
  13. Погонышева И. А., Погонышев Д. А. 2017а. Особенности морфофункциональных параметров организма молодых людей, проживающих в разных климатогеофизических условиях окружающей среды // Вестник Нижневартовского гос. ун-та 1, 68-74.
  14. Погонышева И. А., Погонышев Д. А. 2017b. Функциональное состояние сердца студентов, занимающихся спортом в условиях Севера // Теория и практика физической культуры 6, 99-101.
  15. Рощевский М. П., Евдокимов В. Г., Овсов А. С. 1993. Сезонные изменения параметров кардиореспираторной системы жителей Севера // Физиология человека. Т. 19, 6, 44-50.
  16. Семенова А. А., Литовченко О. Г. 2017. Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы юношей Среднего Приобья с различной направленностью физических нагрузок // Вестник Тверского гос. ун-та. Серия: Биология и экология 2, 63-70.
  17. Суханова И. В., Вдовенко С. И., Максимов А. Л., Марков А. Л., Солонин Ю. Г., Бойко Е. Р. 2014. Сравнительный анализ морфофункциональных показателей у жителей Европейского Севера и Северо-Востока России // Экология человека 10, 3-11.
  18. Хаснулин В. И., Хаснулин П. В. 2012. Современные представления о механизмах формирования северного стресса у человека в высоких широтах // Экология человека 1, 3-11.
  19. Хельсинкская декларация Всемирной медицинской ассоциации. «Этические принципы проведения медицинских исследований с участием человека в качестве субъекта. 1964 г.» (с изм. и доп. от октября 2013 г.) // http://www.consultant.ru/cons/cgi/online (2017. 17 апр.)
  20. Чеснокова В. Н., Мосягин И. Г. 2009. Сезонная динамика параметров кардиореспираторной системы у юношей, проживающих на Европейском Севере России // Экология человека 8, 7-11.

Statistics

Views

Abstract - 0

Article Metrics

Metrics Loading ...

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies