ОБҐрунтування необхідності корекції функціонального стану учнів гімназії за даними аналізу варіабельності серцевого ритму icon

ОБҐрунтування необхідності корекції функціонального стану учнів гімназії за даними аналізу варіабельності серцевого ритму


НазваОБҐрунтування необхідності корекції функціонального стану учнів гімназії за даними аналізу варіабельності серцевого ритму
Дата конвертації28.06.2015
Розмір147.78 Kb.
ТипОбґрунтування
скачати


ОБҐРУНТУВАННЯ НЕОБХІДНОСТІ КОРЕКЦІЇ ФУНКЦІОНАЛЬНОГО СТАНУ УЧНІВ ГІМНАЗІЇ ЗА ДАНИМИ АНАЛІЗУ ВАРІАБЕЛЬНОСТІ СЕРЦЕВОГО РИТМУ
*Наталія ДЕНИСЕНКО, Віктор ЧИЖИК

*Волинський державний університет імені Лесі Українки

Луцький інститут розвитку людини ВМУРоЛ “Україна”

Постановка проблеми. Аналіз останніх досліджень та публікацій. Проблема збереження здоров'я учнів тісно зв'язана з необхідністю раціонального планування навчальних навантажень. Тому вивчення впливу навчальних навантажень на функціональний стан школярів актуальне [6]. Особливості навчального процесу в сучасних гімназіях проявляються у розширенні та поглибленні освітніх програм і активізації усього освітньо–виховного процесу у закладі. Більшістю учнів дана проблема вирішується шляхом обмеження добової рухової активності. Виявлено перевищення гігієнічних норм розумової діяльності та зменшення обсягу рухової активності учнів гімназій [5]. Погіршення стану здоров'я учнів гімназій у процесі навчання більш виражено, чим в учнів загальноосвітньої школи [1]. Відмічали зниження фізичної працездатності у гімназистів у порівнянні з школярами загальноосвітньої школи [8].

Широке впровадження інтенсивних педагогічних технологій здійснюється, як правило, без попередніх фізіолого–гігієнічних досліджень тому достоїнства педагогічних інновацій нерідко нівелюються надмірністю сумарного навчального навантаження. Дана наукова проблема стає особливо актуальною і значимою для шкіл нового типу, специфіка організації навчально–виховного процесу яких обумовлює посилення впливу на організм дітей факторів шкільного середовища. Актуальним завданням у цьому плані є дослідження варіабельності серцевого ритму (ВРС) у дітей і підлітків які навчаються у гімназіях [6]. Уроки фізичної культури в умовах великих розумових навантажень сучасних гімназистів є не тільки засобом виховання і поліпшення фізичної підготовки юнаків і дівчат, а нерідко основним фактором відновлення та зміцнення здоров’я в період становлення і кінцевого формування організму, засобом ліквідації недоліків у фізичному розвитку [4].

Мета роботи: вивчити функціональний стан учнів гімназії і загальноосвітньої школи за даними аналізу варіабельності серцевого ритму.

Відповідно до мети були визначені такі завдання дослідження:

  1. Вивчити функціональний стан учнів гімназії і загальноосвітньої школи за даними аналізу варіабельності серцевого ритму.

  2. Провести порівняльний аналіз варіабельності серцевого ритму у школярів загальноосвітньої школи та гімназистів.

Зв’язок роботи з науковими планами та програмами. Робота виконувалась у складі держбюджетної теми: „Оптимізація фізкультурно оздоровчої роботи у навчальних закладах на основі диференційованого підходу з урахуванням темпів біологічного та морфофункціонального розвитку” номер державної реєстрації 0103U000659.

Методи та організація дослідження. Обстежено 12–річних хлопчиків та дівчаток які навчаються у загальноосвітній школі та гімназії. Усі діти навчалися в першу зміну, усього обстежене 164 школярі обох статей. Обстеження учнів проводилося у школі в ранкові години (9—12 годин), у спокої лежачи на кушетці, з використанням комп'ютерного електрокардіографа фірми „Нейрософт” Полі–спектр–12.

Як параметри функціонального стану використані показники варіабельності серцевого ритму (ВСР), розраховані за загальноприйнятими методиками статистичного і спектрального аналізу. Використовувалися наступні показники ВРС: RRNN – середнє кардіоінтервалів (мс); SDNN – среднєквадратичне відхилення кардіоінтервалів (мс); RMSSD квадратний корінь з середнього квадратів різниць (мс); індекс вегетативної рівноваги ІВР (у.о.); ПАПР – показник адекватності процесів регуляції (у.о.); ВПР –вегетативний показник ритму (у.о.); ІН – індекс напруження регуляторних систем (у.о.); загальна потужність спектру TP, (мс2); VLF – потужність спектра в діапазоні дуже низьких частот 0.015–0.05 Гц (мс2); LF– потужності спектра в діапазоні низьких частот 0.05–0.15П (мс2); HF – потужність спектра в діапазоні частоти дихання 0.15–0.4 Гц (мс2); VLF%, LF%, HF% розподіл потужності спектра зазначених діапазонів частот у відсотках від їхньої сумарної потужності. Статистична обробка результатів дослідження проведена з використанням пакета програм MS Excel 97.

Результати власних досліджень. Середня тривалість інтервалів R–R (RRNN ) у хлопчиків, які навчаються в гімназії становила 739,39±мс і булла статистично значимо меншою (p<0,05) ніж у хлопчиків із ЗОШ, у яких становила 788,06±15,93 мс (табл.1). У дівчаток середня тривалість інтервалів R–R становила в експериментальній групі 696,00±13,24, в контрольній 728,30±11,93 і статистично значимо не відрізнялась.

Стандартне відхилення повного масиву кардіоінтервалів (SDNN) у хлопчиків–гімназистів в середньому становило 57,91±4,16 мс, у хлопчиків контрольної групи 78,26±14,24 мс і значимо не відрізнялось. У дівчаток, які навчаються в гімназії SDNN становило 43,76±2,72 мс і було високо вірогідно (p<0,01) меншим ніж у дівчаток ЗОШ, у яких становило 68,21±7,60 мс . Нижчий показник SDNN у дівчаток – гімназисток вказує на посилення симпатичної регуляції, яка подавляє активність автономного контура, а вищі показники SDNN у дівчаток ЗОШ свідчать про посилення автономної регуляції, тобто ріст впливу дихання на ритм серця [2].

На кращий стан механізмів регуляції у дівчаток, які навчаються в ЗОШ, вказує і нормований показник сумарного ефекту регуляції (CV, %), в контрольній групі CV був рівний 9,23±0,94 %, що високо вірогідно (p<0,01) вище, ніж в основній групі дівчаток, у яких становив 6,16±0,31 %.

Показник активності парасимпатичної ланки вегетативної регуляції RMSSD становив у хлопчиків – гімназистів 53,76±5,41 мс і значимо не відрізнявся від хлопчиків загальноосвітньої школи, де становив 78,26±14,24 мс. У дівчаток, що навчаються в гімназії RMSSD становив 39,65±3,92 мс і був значимо нижчий (p<0,05), ніж у ровесниць, що навчаються в ЗОШ, у яких становив 68,51±10,64 мс. Проте відносне значення показника ступеня переваги симпатичної ланки регуляції над симпатичною (pNN50%) статистично значимо не відрізнялось в експериментальній групі та в контролі у дітей обох статей.

Таблиця 1

Варіабельність серцевого ритму у 12–річних хлопчиків та дівчаток які навчаються у загальноосвітній школі та гімназії.

Показники

Хлопчики X±Sx

Дівчатка X±Sx

Гімназія(n=33)

P

ЗОШ (n=54)

Гімназія(n=34)

P

ЗОШ (n=43)

RRNN, мс

739,39±15,65

<0,05

788,06±15,93

696,00±13,24

>0,05

721,30±11,93

SDNN, мс

57,91±4,16

>0,05

78,26±14,24

43,76±2,72

<0,01

68,21±7,60

RMSSD, мс

53,76±5,41

>0,05

65,24±6,01

39,65±3,92

<0,05

68,51±10,64

pNN50, %

26,40±3,68

>0,05

30,79±2,98

19,50±3,47

>0,05

25,27±2,95

CV, %

7,63±0,44

>0,05

8,02±0,42

6,16±0,31

<0,01

9,23±0,94

TP, мс2

4607,1±592,7

>0,05

5355,3±697,6

2587,5±296,4

<0,05

7128,7±2049,9

VLF, мс2

1203,0±145,2

>0,05

1443,0±157,2

901,9±116,6

<0,05

1925,3±419,8

LF, мс2

1342,7±234,7

>0,05

1655,9±231,3

765,6±81,4

>0,05

2229,8±814,4

HF, мс2

2061,4±362,8

>0,05

2256,4±388,4

919,92±154,73

<0,05

2973,6±858, 4

LF norm

44,25±2,97

>0,05

47,00±1,79

51,43±2,56

>0,05

45,36±2,31

HF norm

55,75±2,97

>0,05

53,00±1,79

48,57±2,56

>0,05

54,64±2,31

LF/HF

1,01±0,13

>0,05

1,06±0,10

1,43±0,26

>0,05

1,01±0,12

%VLF

29,62±2,45

>0,05

33,16±2,05

36,59±2,32

>0,05

32,43±2,20

%LF

30,33±2,08

>0,05

30,42±1,05

32,20±1,93

>0,05

29,71±1,43

%HF

40,04±2,92

>0,05

36,43±1,89

31,22±2,40

<0,05

37,86±2,27

ИВР, у.о.

154,64±20,27

>0,05

140,63±17,38

202,78±21,40

<0,01

125,78±12,91

ПАПР, у.о.

57,35±4,50

>0,05

52,59±3,22

68,03±4,31

>0,05

60,27±3,65

ВПР, у.о.

4,96±0,48

>0,05

4,20±0,36

6,33±0,51

<0,001

4,11±0,33

ИН, у.о.

115,36±17,32

>0,05

96,86±12,83

157,15±19,54

<0,01

93,34±10,62

На співвідношення між активністю симпатичного і парасимпатичного відділів вказує індекс вегетативної рівноваги (ІВР). При парасимпатичній активності індекс буде зменшуватись, при перевазі симпатичної − зростати. У хлопчиків основної групи ІВР становив 154,64±20,27 у.о. в контролі – 140,63±17,38 у.о. (p>0,05). У дівчаток, що навчаються в гімназії індекс вегетативної рівноваги становив 202,78±21,40 у.о і високо вірогідно (p<0,01) перевищував ІВР в контролі, де становив 125,78±12,91 у.о. Лизогубом В. С. [7] встановлено що ІВР в 10–14 років становив 98±9,8 у.о.

Показник адекватності процесів регуляції (ПАПР) статистично значимо не відрізнявся в експериментальній групі та контролі у дітей обох статей.

Вегетативний показник ритму (ВПР) дозволяє судити про парасимпатичні зрушення вегетативного балансу. Чим менше ВПР, тим більше вегетативний баланс зміщений у парасимпатичну сторону. У хлопчиків основної групи цей показник становив 4,96±0,48 у.о., в контролі – 4,20±0,36 у.о. і значимо не відрізнявся. У дівчаток, які навчаються в ЗОШ ВПР становив 4,11±0,33 у.о. і був дуже високо вірогідно нижчим (p<0,001), як у гімназисток і становив 6,33±0,51 у.о.

Індекс напруження регуляторних систем (ІН) або стрес – індекс характеризує ступінь переваги активності центральних механізмів регуляції над автономними. ІН у хлопчиків – гімназистів становив 99,52±17,32 у.о., у хлопчиків контрольної групи 96,86 ± 12,83 у.о. У дівчаток, які навчаються в гімназії ІН становив 157,15±19,54 у.о. і високо вірогідно (p<0,01) був вищий як у дівчаток із загальноосвітньої школи, у яких становив 93,34±10,62 у.о.

Проводили також спектральний аналіз варіабельності серцевого ритму з визначенням частотних спектрів у результаті перетворень Фур’є. Частотний спектр, отриманий при аналізі ЕКГ згідно рекомендацій Європейської кардіологічної спілки і Північноамериканської спілки електростимуляції і електрофізіології [9] розбивали на три діапазони: дуже низькочастотний (VLF) з межами від 0 до 0,04 Гц, низькочастотний (LF) з межами від 0,04 до 0,15 Гц і високочастотний (НF) з межами від 0,15 до 0,4 Гц.

Загальна потужність спектру (ТР), яка відображає сумарну активність вегетативного впливу на серцевий ритм у дівчаток гімназисток становила 2587,5±296,4 мс2 і була статистично значимо нижчою (p<0,05) як у дівчаток із загальноосвітньої школи, у яких становила 7128,7±2049,9 мс2 . У хлопчиків експериментальної та контрольної груп загальна потужність спектру значимо не відрізнялась.

Потужність в діапазоні високочастотних коливань (НF) значимо не відрізнялась у хлопчиків експериментальної і контрольної групи. У дівчаток, які навчаються в гімназії НF становила 919,9±154,7 мс2 і була вірогідно нижчою (p<0,05) як у контрольній групі, де становила 2973,6±858,3 мс2 . потужність в цьому діапазоні в основному пов’язана з дихальними рухами і відображає вагусний контроль серцевого ритму, тобто активність парасимпатичного відділу нервової системи. Отже, отримані дані вказують на зниження середніх показників парасимпатичних впливів на регуляцію серцевої діяльності у гімназисток.

Потужність в діапазоні низькочастотних коливань (LF) служить маркером інтенсивності вазомоторних хвиль, які модулюються переважно симпатичними впливами. Даний показник статистично значимо не відрізнявся у дітей обох статей, які навчались в різних навчальних закладах.

Більше всього неясностей виникає при розгляді механізмів формування коливань серцевого ритму в дуже низькочастотному діапазоні спектра (VLF) Фізіологічні чинники, що впливають на них, неясні (імовірно, ренін–ангіотензин–альдостеронова система, концентрація катехоламінів у плазмі, системи терморегуляції і ін.). Припускають, що основний (білянульовий) пік даного діапазону зв'язаний з активністю надсегментарних, зокрема, гіпоталамічних центрів вегетативної регуляції, які генерують повільні ритми, що передаються до серця через симпатичну нервову систему [3]. Потужність в діапазоні VLF у хлопчиків обох груп значимо не відрізнялись. У дівчаток, які навчаються в гімназії VLF становила 901,9±116,6 мс2 і була значимо нижчою (p<0,05) як у контролі, де становила 1925,3±419,8 мс2.

Аналізували також потужність кожного з частотних компонентів в відсотках від сумарної потужності коливань. За показниками HF%, LF%, VLF% хлопчики експериментальної та контрольної груп не відрізнялись. У дівчаток–гімназисток з відносних показників потужності значимо знижений (p<0,05) показник HF%, який становив у них 31,22±2,40%, тоді як у контролі 37,86±2,27. Це свідчить про значиме зниження відносного рівня активності парасимпатичної ланки регуляції.

Баланс симпатичних і парасимпатичних впливів оцінюють показником відношення середніх значень низькочастотного (LF norm) і високочастотного компонента (HF norm) варіабельності серцевого ритму виражених в нормалізованих одиницях (НF/LF). Даний показник статистично значимо не відрізнявся як у хлопчиків так і у дівчаток.

Отже, вивчивши функціональний стан в учнів гімназії і загальноосвітньої школи за даними аналізу варіабельності серцевого ритму ми відмічали погіршення стану вегетативної регуляції серцевого ритму, зниження адаптаційного потенціалу в учнів гімназії більш виражено, чим в учнів загальноосвітньої школи, особливо яскраво виражені дані зміни у дівчаток. З врахуванням раніше отриманих даних про зниження фізичної працездатності у гімназистів у порівнянні з школярами загальноосвітньої школи виникає необхідність у розробці шляхів корекції функціонального стану і фізичної працездатності засобами фізичного виховання. [8]

ВИСНОВКИ

1.У хлопчиків які навчаються в гімназії середня тривалість інтервалів R–R булла статистично значимо меншою (p<0,05) ніж у хлопчиків із ЗОШ. У дівчаток які навчаються в гімназії та ЗОШ середня тривалість інтервалів статистично значимо не відрізнялась.

2.У дівчаток гімназисток за рядом показників статистичного аналізу ВРС відмічали статистично вірогідне посилення симпатичної регуляції ритму серця. Показник активності парасимпатичної ланки вегетативної регуляції у дівчаток, що навчаються в гімназії був значимо нижчий, ніж у ровесниць, що навчаються в ЗОШ. Індекс напруження регуляторних систем який у дівчаток, які навчаються в гімназії ІН становив 157,15±19,54 у.о. і високо вірогідно (p<0,01) був вищий як у дівчаток із загальноосвітньої школи, у яких становив 93,34±10,62 у.о.

3.За показниками спектрального аналізу варіабельності серцевого ритму загальна потужність спектру (ТР), у дівчаток гімназисток була статистично значимо нижчою (p<0,05) як дівчаток із загальноосвітньої школи. У дівчаток, які навчаються в гімназії потужність в діапазоні високочастотних коливань (НF) яка пов’язана з дихальними рухами і відображає вагусний контроль серцевого ритму, тобто активність парасимпатичного відділу нервової системи була вірогідно нижчою (p<0,05) як у контрольній групі, як за абсолютними так і за відносним нормованим показником (HF%). У хлопчиків експериментальної та контрольної груп як загальна потужність спектру так і потужність у діапазонах різних частот значимо не відрізнялась.

Перспективи подальших досліджень даного питання. Розробка методів корекції функціонального стану учнів гімназії за допомогою занять фізичними вправами, сприятиме вирішенню завдань шкільного фізичного виховання та збереження здоров’я гімназистів і потребує подальших досліджень.

Література

1.Аветисян Л. Р., Кочарова С. Г. Изучение влияния повышенной учебной нагрузки на состояние здоровья учащихся // Гиг. и сан. – 2001. – № 6. – С. 48–49.

2.Баевский Р. М. Анализ вариабельности сердечного ритма в космической медицине // Физиология человека.– 2002.– том 28.– № 2.– с. 70–82

3.Баевский Р. М., Кириллов О. И., Клецкин С. З. Математический анализ измерения сердечного ритма при стрессе. – М.: Наука, 1984. – 220 с.

4.Бухаринова Ж.В. Физиологическая оценка адаптации школьников к особенностям учебной нагрузки в условиях инновационных педагогических технологий: Автореф. дис. … канд. биолог. наук. – Казань, 1998. – 22 с.

5.Гнітецька Т.В. Організаційно–педагогічні умови оптимізації фізичного виховання учнів гімназій (10–13 років): Автореф. дис. … канд.наук з фіз. вих. і спорту. – Луцьк, 1998. – 18 с.

6.Доцоев Л. Я., Усынин А. М., Вагнер Н. И., Тутатчиков А. Т. Функциональное состояние учащихся 11–12 лет в условиях интенсивных учебных нагрузок по данным анализа вариабельности сердечного ритма // Физиология человека, 2003, том 29, № 4, с. 62–65

7.Лизогуб В.С. Онтогенез психофізіологічних функцій людини: Автореф. дис... д–ра біол. наук: 03.00.13 ; Київ. нац. ун–т ім. Т. Шевченка. — К., 2001. — 29 с.

8.Чижик В. В., Денисенко Н.Г. Фізична працездатність гімназистів при різній організації уроків фізичної культури // Педагогіка, психологія та медико–біологічні проблеми фізичного виховання і спорту: Зб. наук. пр. під ред. Єрмакова С.С. – Харків: ХДАДМ (ХХПІ)– ХДАФК, 2004.– №15. – С. 163–167.

9.Task Force of the Euopean of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. Heart Rate Variability. Standarts of Measurements, Physiological Interpretation, and Clinical Use. Circulation. 1996;93:1043–1065.
THE GROUND NECESSITY OF CORRECTION OF THE FUNCTIONAL STATE OF STUDENTS OF HIGH SCHOOL FROM DATA OF ANALYSIS OF THE VARIABILITY CARDIAC RHYTHM

Natalia Denisenko, Victor Chyzhyk

Volyn State University named after Lesya Ukrainka,

Lutsk institute of man development the “Ukraine”

Abstract. The studying functional state in students of high school from data of analysis of variability cardiac rhythm were marked by the worsening a state of the vegetative adjusting of cardiac rhythm, decline of adaptation potential at them in the comparison with students from the general school, especially brightly expressed given changes at girlies. Is indicated on necessity of development of ways of correction of functional state and physical capacity by facilities of physical education.

Key words: high school, functional state, cardiac rhythm.


Поделиться:





База даних захищена авторським правом ©unikum.asyan.org 2015
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи